Ved galvanisering av sinksulfat kan strøstrømmer fra tilstøtende samleskinner polarisere titanvarmeren. Ved lav strømtetthet (0,5 A/dm²) forårsaker strøstrømmer spredte, grunne groper med en dybde på 20–50 µm. Ved høy strømtetthet (2 A/dm²) skaper strøstrømmer konsentrerte, dype groper med en dybde på 100–300 µm på linje med samleskinneretningen. Pitting-mønsteret endres fra tilfeldig til retningsbestemt ettersom strømtettheten øker fordi den høyere strømtettheten skaper en sterkere elektrisk feltgradient, og fokuserer strøstrømmen på spesifikke områder av varmeren.

Mechanism of Stray Current-Induced Pitting

Titanvarmeren, nedsenket i den ledende sinksulfatelektrolytten, fungerer som en elektrode i det elektriske feltet. Potensialgradienten mellom varmeren og samleskinnen driver en strøm gjennom elektrolytten. Der strømmen går ut av varmeren (anodiske steder), oppløses titan. Ved lave strømtettheter er de anodiske stedene tilfeldig fordelt ved overflatedefekter. Ved høye strømtettheter er potensialgradienten bratt nok til å overvinne overflateheterogenitet, og strømmen fokuserer på områder som er geometrisk på linje med samleskinnen. Pittinghastigheten følger Faradays lov: gropdybde ∝ strømtetthet × tid.

Kvantitativ gropdannelse som en funksjon av striestrømtetthet

Kontrollert testing i 20 % ZnSO₄ ved 60 grader over 500 timer med en samleskinne plassert 100 mm fra varmeren har etablert følgende for grad 2 titan. Ved 0 A/dm² (grunnlinje, ingen strøstrøm), er groptettheten 0 groper per cm², maksimal gropdybde er 0 µm, og gropmønsteret er ingen. Ved 0,5 A/dm² er groptettheten 5–20 groper per cm², maksimal gropdybde er 20–50 µm, og mønsteret er spredt. Ved 1,0 A/dm² er groptettheten 20–60 groper per cm², gropdybden er 50–150 µm, og mønsteret viser moderat innretting med samleskinnen. Ved 1,5 A/dm² er groptettheten 50–150 groper per cm², gropdybden er 100–250 µm, og mønsteret er justert. Ved 2,0 A/dm² er groptettheten 100–300 groper per cm², gropdybden er 150–350 µm, og mønsteret er sterkt på linje med samleskinneretningen.

Innflytelse av samleskinneavstand og -orientering på strøstrømtetthet

Strøstrømtettheten ved varmeren avtar med kvadratet på avstanden fra samleskinnen. I en avstand på 50 mm fra samleskinnen er strøstrømtettheten 2,0–3,0 A/dm², og gropdannelsen er alvorlig. Ved 100 mm er tettheten 1,0–1,5 A/dm², og gropdannelse er moderat. Ved 200 mm er tettheten 0,3–0,5 A/dm², og gropdannelsen er lav. Ved 500 mm er tettheten 0,05–0,1 A/dm², og gropdannelsen er ubetydelig. Orienteringen av varmeren i forhold til samleskinnen har også betydning; en varmeovn parallelt med samleskinnen opplever høyere strøstrømmer enn en perpendikulær.

Veiledning for forebygging av stray Current Mitigation og Pitting

Tabellen nedenfor gir anbefalinger for å forhindre-fjernende strømindusert gropdannelse på titanvarmeovner av klasse 2 i 20 % sinksulfat ved 60 grader.

Engineering Beyond Stray Current Control

Titankvaliteten påvirker gropmotstanden. Grad 7 (palladium-stabilisert) har 2–3 ganger høyere motstand mot strøstrømsgroper, noe som tillater drift ved 1,0–1,5 A/dm² med akseptable gropdannelseshastigheter. Karakter 12 tilbyr middels forbedring. Veggtykkelse gir en gropenetrasjonsgodtgjørelse; en 2,0 mm vegg med 150 µm groper per år varer i 13 år. Et perforert plastskjold (PTFE eller polypropylen, 5 mm hull, 50 % åpent område) rundt varmeren reduserer strøstrømmen med 70–80 %. Varmeapparatet bør være elektrisk isolert fra tankens jord for å forhindre at strøstrøm finner en returvei.

Lage en informert spesifikasjon

For en elektrisk varmeovn i titan i 20 % sinksulfat ved 60 grader, plasser varmeren minst 300 mm fra nærmeste samleskinne for å holde strømtettheten under 0,5 A/dm². Hvis plassbegrensninger forhindrer dette, installer et perforert plastskjold rundt varmeren og spesifiser Grade 7 titanium. For eksisterende varmeovner med strøstrøm, legg til et skjold eller flytt varmeren. Under drift, overvåk varmeren for karakteristiske innrettede groper; hvis gropdannelsen overstiger 0,2 mm dybde, flytt varmeren. Ved å kontrollere strøkenes strømtetthet gjennom avstand og skjerming, forhindrer ingeniøren alvorlige gropdannelser i sinksulfat galvanisering.