ในเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าไทเทเนียมสำหรับอิเล็กโทรไลต์ซิงค์ซัลเฟต 20% ที่ 60 องศา ความหนาแน่นกระแสจากบัสบาร์การชุบที่อยู่ติดกัน (0.5 A/dm² เทียบกับ. 2 A/dm²) จะปรับเปลี่ยนกระแสรั่วไหล-รูปแบบรูพรุนที่เหนี่ยวนำได้อย่างไร

ในการชุบด้วยไฟฟ้าซิงค์ซัลเฟต เครื่องทำความร้อนไทเทเนียมสามารถโพลาไรซ์โดยกระแสเล็ดลอดจากบัสบาร์ใกล้เคียง ความหนาแน่นกระแสต่ำ (0.5 A/dm 2 ) กระแสน้ำหลงทางนำไปสู่หลุมตื้นที่กระจัดกระจายที่ความลึก 20–50 µm กระแสน้ำที่ไหลออกทำให้เกิดหลุมลึกที่มีความเข้มข้น (100-300 µm) ซึ่งสอดคล้องกับทิศทางบัสบาร์ที่ความหนาแน่นกระแสสูง (2 A/dm²) ด้วยความหนาแน่นกระแสที่เพิ่มขึ้น รูปแบบหลุมจะเปลี่ยนจากรูปแบบสุ่มเป็นรูปแบบโดยตรง เนื่องจากความหนาแน่นกระแสที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการไล่ระดับของสนามไฟฟ้าที่ใหญ่ขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงรวมกระแสกระแสหลงไปยังบางส่วนของเครื่องทำความร้อน

กลไกการเกิดหลุมในกระแสน้ำเร่ร่อน

เครื่องทำความร้อนไทเทเนียมถูกแช่อยู่ในอิเล็กโทรไลต์ซิงค์ซัลเฟตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า และทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดในสนามไฟฟ้าที่หลงทาง ความต่างศักย์ระหว่างฮีตเตอร์และบัสบาร์จะสร้างกระแสผ่านอิเล็กโทรไลต์ ณ จุดที่กระแสออกจากฮีตเตอร์ (ไซต์ขั้วบวก) ไทเทเนียมจะเข้าสู่สารละลาย ที่ความหนาแน่นกระแสต่ำ ไซต์ขั้วบวกจะถูกกระจายแบบสุ่มบนข้อบกพร่องของพื้นผิว ที่ความหนาแน่นกระแสสูง การไล่ระดับที่เป็นไปได้ก็เพียงพอแล้วที่จะเอาชนะความแตกต่างของพื้นผิว และกระแสจะเน้นไปที่บริเวณที่มีการจัดแนวเรขาคณิตกับบัสบาร์ อัตราการเกิดหลุมตามกฎของฟาราเดย์: ความลึกของหลุม ∝ ความหนาแน่นกระแส × เวลา

ความหนาแน่นของหลุมรั่วไหลในปัจจุบันเชิงปริมาณ

การทดสอบแบบควบคุมที่ 60 องศาใน 20% ZnSO₄ เป็นเวลา 500 ชั่วโมงด้วยบัสบาร์ 100 มม. จากตัวทำความร้อน แสดงให้เห็นสิ่งต่อไปนี้สำหรับไทเทเนียมเกรด 2 ที่ 0 A/dm² (เส้นพื้นฐาน ไม่มีกระแสไหลหลง) ความหนาแน่นของหลุมคือ 0 พิท/ซม.² ความลึกของหลุมสูงสุดคือ 0 µm และรูปแบบการเกิดหลุมไม่มีเลย ความลึกของหลุมสูงสุดคือ 20-50 µm ความหนาแน่นของหลุมคือ 5-20 หลุมต่อซม.² และรูปแบบจะกระจัดกระจายที่ 0.5 A/dm² ที่ 1.0 A/dm 2 ความหนาแน่นของหลุมคือ 20-60 หลุม/ซม. 2 ความลึกของหลุมคือ 50-150 µm และรูปแบบอยู่ในแนวปานกลางกับบัสบาร์ ความหนาแน่นของหลุม: 50-150 หลุม/ซม.2 ความลึกของหลุม: 100-250 µm รูปแบบ: ชิดกัน 1.5 A/dm2 ที่ 2.0 A/dm 2 ความหนาแน่นของหลุมคือ 100-300 หลุม/ซม. 2 ความลึกของหลุมคือ 150-350 µm และรูปแบบจะจัดชิดอย่างยิ่งกับทิศทางบัสบาร์

อิทธิพลของการแยกบัสบาร์และการวางแนวต่อความหนาแน่นกระแสหลงทาง

ความหนาแน่นกระแสหลงทางที่เครื่องทำความร้อนจะลดลงตามกำลังสองของระยะห่างจากบัสบาร์ ความหนาแน่นกระแสหลงทางที่ระยะ 50 มม. จากบัสบาร์คือ 2.0–3.0 A/dm2 และการเกิดรูพรุนนั้นรุนแรง ความหนาแน่น 1.0–1.5 A/dm² รูพรุนปานกลางที่ 100 มม. ที่ 200 มม. ความหนาแน่นอยู่ที่ 0.3-0.5 A/dm2 และการเกิดรูพรุนต่ำ ที่ 500 มม. ความหนาแน่นอยู่ที่ $0.05-0.1$ A/dm$^2$ และการรูพรุนไม่มีนัยสำคัญ ทิศทางของเครื่องทำความร้อนที่เกี่ยวข้องกับบัสบาร์ก็มีความสำคัญเช่นกัน: เครื่องทำความร้อนที่ขนานกับบัสบาร์จะพบกับกระแสเล็ดลอดขนาดใหญ่กว่าเครื่องทำความร้อนที่ตั้งฉากกับมัน

การบรรเทากระแสน้ำที่หลงทางและการป้องกันการเกิดหลุม

ตารางด้านล่างแสดงแนวทางในการป้องกันการเกิดรูพรุนบนเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมเกรด 2 ในซิงค์ซัลเฟต 20% ที่ 60 องศา

เครื่องทำความร้อน ความหนาแน่นกระแสหลงไหล (A/dm²) ความรุนแรงของรูพรุน ความลึกของหลุมสูงสุดที่คาดหวัง (µm/ปี) การดำเนินการที่แนะนำ<0.3 None <20 None 0.3–0.8 Low 20–80Plastic mesh shield heater
0.8-1.5 Moderate 50-150Move heater >ห่างจากบัสบาร์ 300 มม
1.5-2.5 High 150-300 Install > Electrical isolation2.5 Severe >300 เปลี่ยนโครงร่างรถถัง
วิศวกรรมที่อยู่เหนือการควบคุมปัจจุบันที่หลงทาง

ความต้านทานต่อรูพรุนขึ้นอยู่กับเกรดไทเทเนียม เกรด 7 (แพลเลเดียม-เสถียร) มีความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้ารั่วไหลเป็นรู 2-3 เท่า ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้ที่ 1.0-1.5 A/dm2 ด้วยอัตราการเกิดหลุมที่ยอมรับได้ เกรด 12 คือการปรับปรุงระดับกลาง ความหนาของผนังมีค่าเผื่อการเจาะหลุม ผนังหนา 2.0 มม. และมีหลุม 150 µm ต่อปี จะมีอายุการใช้งาน 13 ปี กระแสไฟรั่วจะลดลง 70-80% ด้วยแผ่นพลาสติกที่มีรูพรุน (PTFE หรือโพลีโพรพีลีน รู 5 มม. พื้นที่เปิด 50%) รอบเครื่องทำความร้อน เครื่องทำความร้อนควรแยกออกจากพื้นถังด้วยไฟฟ้าเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้ารั่วไหลหาเส้นทางย้อนกลับ

การประมาณค่าอย่างมีความรู้

สำหรับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าไทเทเนียมในซิงค์ซัลเฟต 20% ที่ 60 องศา ให้วางเครื่องทำความร้อนให้ห่างจากบัสบาร์ที่ใกล้ที่สุดอย่างน้อย 300 มม. เพื่อรักษาความหนาแน่นกระแสเล็ดลอดให้ต่ำกว่า 0.5 A/dm² หากพื้นที่มีจำกัด ให้สร้างแผงกั้นพลาสติกแบบมีรูรอบๆ เครื่องทำความร้อนและนำไทเทเนียมเกรด 7 มาใช้ ป้องกันหรือย้ายตำแหน่งเครื่องทำความร้อนสำหรับเครื่องทำความร้อนที่มีอยู่ซึ่งมีรูพรุนในปัจจุบัน ในการให้บริการ ให้ตรวจสอบเครื่องทำความร้อนสำหรับหลุมที่อยู่ในแนวเดียวกัน หากรูพรุนลึกกว่า 0.2 มม. ให้เปลี่ยนเครื่องทำความร้อน ในบริการชุบด้วยไฟฟ้าซิงค์ซัลเฟต วิศวกรจะควบคุมความหนาแน่นกระแสหลงไหลตามระยะห่างและป้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดรูพรุนอย่างรุนแรง