Misteri Keranjang Anoda
Garis pelapisan nikel mengalami percepatan korosi pada keranjang anoda titanium. Keranjang tersebut, dirancang untuk menampung pelet anoda nikel, akan menghasilkan lubang kecil dalam waktu 12 bulan setelah pemasangan-separuh masa pakai yang diharapkan. Korosi paling parah terjadi pada keranjang yang paling dekat dengan pemanas perendaman. Keranjang di ujung tangki relatif tidak terpengaruh.
Investigasi mengesampingkan serangan kimia. Bahan kimia mandi sesuai spesifikasi. Distribusi arus anoda seragam. Penyebabnya adalah arus listrik menyimpang-arus yang bocor dari sirkuit pelapisan listrik, mengalir melalui wadah konduktif, memasuki penukar panas logam yang diarde, dan kembali ke penyearah melalui jalur arde. Keranjang anoda titanium, yang berada pada potensial listrik berbeda, menjadi anoda yang tidak disengaja dalam rangkaian arus nyasar ini dan menimbulkan korosi.
Sambungan listrik penukar panas ke ground merupakan mata rantai penting dalam rantai korosi ini. Putuskan koneksi itu, dan jalur arus yang menyimpang akan terputus. Penukar panas PTFE pada dasarnya bersifat non-konduktif. Itu tidak dapat menyelesaikan rangkaian listrik. Ini menghilangkan jalur arus menyimpang dengan sifat material fundamentalnya.
Mekanisme Arus Liar
Dalam tangki pelapisan listrik, jalur arus yang dimaksudkan adalah dari terminal positif penyearah, melalui bus anoda, ke dalam anoda, melalui elektrolit, ke benda kerja, melalui bus katoda, dan kembali ke terminal negatif penyearah. Jalur ini menyimpan logam pada benda kerja.
Arus nyasar adalah arus apa pun yang menyimpang dari jalur yang dimaksudkan. Elektrolit bersifat konduktif dan mengisi seluruh tangki, bukan hanya ruang antara anoda dan katoda. Arus dapat mengalir secara lateral melalui elektrolit ke benda konduktif yang terendam. Penukar panas logam yang dibumikan memberikan jalur alternatif yang menarik. Arus yang masuk ke heat exchanger mengalir ke ground, kemudian mencari jalur kembali ke rectifier. Jalur balik tersebut mungkin melalui baja bangunan, konduktor pembumian, atau-yang penting-melalui benda logam terendam lainnya yang memiliki jalur resistansi lebih rendah ke penyearah.
Keranjang anoda di dekat penukar panas berada pada potensial positif relatif terhadap pemanas yang dibumikan. Arus mengalir dari keranjang, melalui elektrolit, ke pemanas. Ketika arus meninggalkan permukaan keranjang, titanium akan larut. Ini adalah korosi arus liar, dan beroperasi secara independen dari pelarutan anodik normal yang menyuplai ion nikel ke dalam bak.
Tabel 1: Dampak Korosi Arus Liar Berdasarkan Jenis Pemanas (Tangki Pelapis Nikel, Penyearah 5.000 Amps)
| Parameter | Pemanas Stainless Steel Beralas | Pemanas Titanium Beralas | Penukar Panas PTFE tanpa landasan |
|---|---|---|---|
| Hambatan listrik terhadap tanah (ohm) | <10 | <10 | >10¹⁸ (isolator) |
| Arus nyasar yang terkumpul (mA) | 50-500 | 30-300 | 0 |
| Laju korosi keranjang anoda meningkat | 2-5× biasa | 1,5-3× biasa | 1,0× (hanya normal) |
| Lubang dinding tangki dekat pemanas | Diamati | Dikurangi | Tidak ada |
| Penyelesaian jalur saat ini menyimpang | Melalui tanah ke penyearah | Melalui tanah ke penyearah | Tidak ada jalan yang ada |
| Risiko pasangan galvanik | Ya (logam berbeda) | Ya | Tidak ada |
Solusi Isolasi Listrik PTFE
PTFE adalah salah satu isolator listrik terbaik di antara material teknik. Resistivitas volumenya melebihi 10¹⁸ ohm·cm. Kekuatan dielektriknya 18-24 kV/mm. Dalam tangki pelapisan listrik, penukar panas PTFE tidak terlihat secara elektrik. Ia tidak dapat mengumpulkan arus liar karena arus tidak dapat mengalir ke dalamnya. Ia tidak dapat menyelesaikan rangkaian ke ground karena tidak memiliki jalur konduktif ke ground.
Isolasi ini meluas ke sambungan steam dan kondensat. Tabung PTFE menyediakan isolasi listrik terus menerus dari pipa uap logam di luar tangki ke koil yang terendam di dalam tangki. Panjang tabung PTFE antara permukaan cairan tangki dan sambungan logam pertama menghasilkan pemutusan dielektrik.
Isolasi menghilangkan tidak hanya korosi arus liar tetapi juga korosi galvanik. Penukar panas logam yang bersentuhan listrik dengan tangki atau pipa dengan komposisi paduan berbeda membentuk sel galvanik. Logam yang kurang mulia lebih mudah terkorosi. PTFE, karena bukan-logam, tidak memiliki potensi galvanik dan tidak membentuk pasangan galvanik dengan logam apa pun.
Perlindungan Furnitur Tangki
Penghapusan jalur arus menyimpang menguntungkan semua komponen logam yang terendam. Keranjang anoda, koil pemanas/pendingin (jika terpisah), poros agitator, rumah sensor level, dan dinding tangki semuanya mengalami pengurangan korosi ketika arus menyimpang dihilangkan.
Khusus untuk keranjang anoda titanium, peningkatan masa pakai dari pemasangan pemanas PTFE adalah 2-3×-dari 12-18 bulan menjadi 36-48 bulan dalam layanan pelapisan nikel yang agresif. Penghematan biaya penggantian keranjang anoda saja sering kali membenarkan konversi penukar panas PTFE, terlepas dari masa pakai pemanas yang lebih lama.
Ringkasan
Penukar panas PTFE menghilangkan korosi keranjang anoda yang disebabkan oleh arus menyimpang melalui sifat non-konduktivitas listrik yang melekat pada mereka. Tidak seperti pemanas logam yang diarde yang menyediakan jalur arus alternatif dan mendorong korosi elektrokimia yang tidak diinginkan pada komponen logam di dekatnya, PTFE secara elektrik tidak terlihat di sirkuit pelapisan. Tidak ada arus yang masuk, tidak ada jalur ke tanah, dan tidak terjadi korosi arus menyimpang.
Isolasi melindungi keranjang anoda, dinding tangki, dan semua perabotan logam yang terendam dari kerusakan arus nyasar. Masa pakai keranjang anoda biasanya berlipat ganda atau tiga kali lipat ketika pemanas PTFE menggantikan alternatif logam yang diarde.
Analisis teknik untuk manfaat isolasi listrik penukar panas PTFE dalam konfigurasi tangki pelapis tertentu tersedia setelah penyerahan spesifikasi penyearah, tata letak tangki, material keranjang anoda dan data masa pakai, serta konfigurasi grounding saat ini.
