Μια γραμμή επιμετάλλωσης PCB αντικατέστησε έναν θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE μετά από μόνο οκτώ μήνες λειτουργίας. Η επιφάνεια του περιβλήματος έδειξε ένα σχέδιο από βαθιές, εντοπισμένες κοιλότητες συγκεντρωμένες στην πλευρά που βλέπει τις ράβδους διαύλου ανορθωτή. Το PTFE ήταν άθικτο αλλού. Οι λάκκοι είχαν εισχωρήσει στη θήκη και προκάλεσαν διαρροή. Οι ανορθωτές του εργοστασίου δεν ήταν απομονωμένοι από τη δεξαμενή και το αδέσποτο ρεύμα έρεε μέσω του λουτρού επιμετάλλωσης προς τον γειωμένο θερμαντήρα.
Το αδέσποτο ρεύμα είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα που ρέει μέσα από ακούσιες διαδρομές σε ένα σύστημα επιμετάλλωσης. Προέρχεται από ανορθωτές, ράβδους διαύλου και ηλεκτρικές συνδέσεις που δεν είναι σωστά απομονωμένες. Το ρεύμα εισέρχεται στο λουτρό επιμετάλλωσης και βρίσκει μια διαδρομή προς τη γείωση μέσω της δομής της δεξαμενής, του θερμαντήρα ή των υδραυλικών εγκαταστάσεων. Όπου το ρεύμα φεύγει από τη μεταλλική επιφάνεια προκαλεί διάβρωση.
Πώς το αδέσποτο ρεύμα προκαλεί το Pitting
Η διάβρωση του αδέσποτου ρεύματος εμφανίζεται στο σημείο όπου το ρεύμα φεύγει από την μεταλλική επιφάνεια και εισέρχεται στον ηλεκτρολύτη. Το μέταλλο σε εκείνο το σημείο γίνεται ανοδικό και διαλύεται. Η διάβρωση είναι εντοπισμένη και μπορεί να διεισδύσει γρήγορα στο μέταλλο.
Η ποσότητα του μετάλλου που χάνεται είναι ανάλογη του ρεύματος. Ένα αδέσποτο ρεύμα μόλις 1 αμπέρ μπορεί να διαλύσει περίπου 1 κιλό χάλυβα σε ένα χρόνο. Ένα ρεύμα 10 αμπέρ μπορεί να διαλύσει 10 κιλά-αρκετά για να καταστρέψει μια θήκη θερμαντήρα σε μήνες.
| Αδέσποτο ρεύμα | Απώλεια μετάλλων ανά έτος | Ποσοστό διείσδυσης στον χάλυβα | Χρόνος για διάτρηση (θηκάρι 2 mm) |
|---|---|---|---|
| 0.1 A | 0,1 κιλά | 0,013 mm/έτος | >150 χρόνια |
| 1 A | 1 κιλό | 0,13 mm/έτος | 15 χρόνια |
| 5 A | 5 κιλά | 0,65 mm/έτος | 3,1 χρόνια |
| 10 A | 10 κιλά | 1,3 mm/έτος | 1,5 χρόνο |
| 50 A | 50 κιλά | 6,5 mm/έτος | 3,7 μήνες |
Αδέσποτο ρεύμα και η επίδρασή του στη διάβρωση του χάλυβα σε λουτρά επιμετάλλωσης
Γιατί επηρεάζεται περισσότερο η πλευρά που βλέπει στον ανορθωτή
Το αδέσποτο ρεύμα ρέει από τις ράβδους διαύλου ανορθωτή μέσω του λουτρού επιμετάλλωσης στο έδαφος. Η πυκνότητα ρεύματος είναι η υψηλότερη κοντά στην πηγή-τις ράβδους διαύλου-και μειώνεται με την απόσταση. Η πλευρά του θερμαντήρα που βλέπει προς τον ανορθωτή λαμβάνει την υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος. Οι λάκκοι σχηματίζονται σε εκείνη την πλευρά.
Το ρεύμα ακολουθεί επίσης το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης. Εάν ο θερμαντήρας είναι γειωμένος και η δεξαμενή όχι, το ρεύμα μπορεί να συγκεντρωθεί στον θερμαντήρα. Ο θερμαντήρας γίνεται η προτιμώμενη διαδρομή προς το έδαφος και το κοίλωμα συγκεντρώνεται εκεί.
Γιατί οι θερμάστρες με επίστρωση PTFE- εξακολουθούν να είναι ευάλωτες
Η επίστρωση PTFE σε έναν θερμαντήρα είναι ένας ηλεκτρικός μονωτήρας. Θα πρέπει να εμποδίζει το αδέσποτο ρεύμα να φτάσει στο μεταλλικό περίβλημα. Αλλά το PTFE είναι λεπτό και μπορεί να έχει ελαττώματα-οπές καρφίτσας, γρατσουνιές ή λεπτά σημεία-που επιτρέπουν τη διέλευση ρεύματος.
Μόλις το ρεύμα φτάσει στο μεταλλικό περίβλημα μέσω ενός ελαττώματος επίστρωσης, δημιουργεί ένα τοπικό στοιχείο διάβρωσης. Το μέταλλο στο ελάττωμα γίνεται ανοδικό και διαλύεται. Το λάκκο βαθαίνει και μπορεί να διεισδύσει στη θήκη.
Το αδέσποτο ρεύμα επιταχύνει επίσης την υποβάθμιση του PTFE. Το ρεύμα παράγει θερμότητα στο ελάττωμα και η θερμότητα υποβαθμίζει το PTFE γύρω από το λάκκο. Το υποβαθμισμένο PTFE είναι πιο διαπερατό, επιτρέποντας τη διέλευση περισσότερου ρεύματος.
Πρόληψη της διάβρωσης του αδέσποτου ρεύματος
Η πιο αποτελεσματική πρόληψη είναι η εξάλειψη του αδέσποτου ρεύματος. Αυτό σημαίνει απομόνωση των ανορθωτών, των ράβδων διαύλου και των ηλεκτρικών συνδέσεων από τη δεξαμενή και τις υδραυλικές εγκαταστάσεις. Η έξοδος του ανορθωτή πρέπει να συνδέεται μόνο με τις ανόδους και τις καθόδους, χωρίς άλλες διαδρομές προς τη γείωση.
Η γείωση της δεξαμενής και του θερμαντήρα σε κοινή γείωση μπορεί να μειώσει τη διαφορά δυναμικού που οδηγεί σε αδέσποτο ρεύμα. Η γείωση πρέπει να γίνεται σε ένα μόνο σημείο για να αποφευχθούν βρόχοι γείωσης.
Η χρήση ενός απομονωμένου θερμαντήρα-που δεν είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένος με τη δεξαμενή-μπορεί να αποτρέψει τη ροή αδέσποτου ρεύματος μέσω του θερμαντήρα. Ο θερμαντήρας τροφοδοτείται από έναν μετασχηματιστή απομόνωσης ή μια γειωμένη παροχή που είναι ξεχωριστή από το κύκλωμα επιμετάλλωσης.
| Μέτρο Πρόληψης | Επίδραση στο αδέσποτο ρεύμα | Εκτέλεση | Κόστος |
|---|---|---|---|
| Απομόνωση ανορθωτή | Καταργεί την πηγή | Ηλεκτρολογικές εργασίες | Μέτριος |
| Γείωση ενός σημείου- | Μειώνει τη διαφορά δυναμικού | Ηλεκτρολογικές εργασίες | Χαμηλός |
| Απομονωμένη παροχή θερμαντήρα | Αποκλείει την τρέχουσα διαδρομή | Μετασχηματιστής ή ξεχωριστή παροχή | Πιο ψηλά |
| Ακεραιότητα επίστρωσης | Μπλοκάρει το ρεύμα σε ελαττώματα | Ποιοτικός έλεγχος | Μέτριος |
Μέτρα πρόληψης για τη διάβρωση του αδέσποτου ρεύματος σε γραμμές επιμετάλλωσης
Όταν το αδέσποτο ρεύμα υποδεικνύει πρόβλημα σχεδιασμού
Ένας θερμαντήρας που υποφέρει από διάτρηση ρεύματος παρά την απομόνωση του ανορθωτή και τη σωστή γείωση υποδηλώνει ότι η διάταξη της δεξαμενής ή το ηλεκτρικό σύστημα δημιουργεί μια αναπόφευκτη διαφορά δυναμικού. Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με απομονωμένη παροχή, παχιά επίστρωση και ελάττωμα-ελεύθερη επιφάνεια αντιμετωπίζει τη βασική αιτία της διάβρωσης του αδέσποτου ρεύματος. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί τη διάταξη του ανορθωτή, το σύστημα γείωσης, τη χημεία του μπάνιου και την απαιτούμενη ισχύ. Για εγκαταστάσεις με προβλήματα αδέσποτου ρεύματος, αυτή η συγκεκριμένη προσέγγιση-εφαρμογής μειώνει το άνοιγμα και παρατείνει τη διάρκεια ζωής του θερμαντήρα.
