Ar gyfer Gwresogydd Gwain Titaniwm mewn Tanc Gorffen Metel gyda Chymysgeddau Clorid Uchel / Sinc, Pam Mae'r Dwysedd Cyfredol Cathodig ar Wyneb y Tiwb yn Gyfyngiad Dylunio Allweddol?

DEFNYDDIR TANCIAU DEFNYDDIO ELECTROPLATING, GALVANIZING NEU ALLOI AR GYFER pesgi METEL AC YN CYNNWYS CYMYSGEDDAU CYMHWYSOL O ELECTROLYTAU Mae'r fformwleiddiadau nodweddiadol yn cynnwys 50-100 g/L sinc clorid (ZnCl2), amoniwm clorid (NH4KCls), clorid amoniwm a dargludiad llachar (NH4KCls), amoniwm clorid (NH4KCls) a dargludiad llachar (NH4KCls). Mae'r bath ar 30-50 gradd gyda pH 4.5-6.0. Mae ymwrthedd cyrydiad yn aml yn cael ei bennu trwy gyfrwng gwresogyddion gwain titaniwm. Fodd bynnag, mae'r baddonau hyn yn creu sefyllfa electrocemegol anfwriadol lle mae'r tiwb titaniwm yn gweithredu fel catod ar gyfer dyddodiad sinc. Mae'r ïonau sinc mewn hydoddiant yn cael eu platio ar wyneb y titaniwm trwy weithrediad system drydanol y gwresogydd ei hun neu gan geryntau crwydr o'r unionydd platio. Os yw'r blaendal sinc yn parhau i fod yn denau ac yn unffurf, mae'r tiwb wedi'i ddiogelu, ond os yw'n ehangu i strwythurau garw, nodular, mae'r tiwb yn gorboethi ac yn methu'n gynamserol. Y ffactor penderfynu yw cyfradd trosglwyddo electronau sy'n gyrru gostyngiad sinc, hy, y dwysedd cerrynt cathodig ar wyneb y tiwb.

Mecanwaith Dyddodiad Sinc Cathodig ar Gwresogyddion Titaniwm

The usual cathodic reaction happens on the work to be plated in a zinc plating bath. Any conductive surface that contacts the electrolyte, including the titanium heater sheath, can also operate as a cathode if an electrical channel exists. The wire of internal resistance of the heater is electrically insulated from the sheath. However, stray currents from the plating rectifier may pass through the bath, especially if the tank grounding is inadequate or if the heater mounting is in cathodic contact with the tank. When the titanium surface becomes cathodic, zinc ions are reduced to metallic zinc. Zn2+ + 2e- = Zn0. The rate of zinc deposition is proportional to cathodic current density (i_cathode). At low current densities (below 2 mA/cm²) zinc is deposited as a smooth adherent layer which actually shields the titanium. At moderate current densities (2–10 mA/cm2) the deposit becomes rough and porous, trapping electrolyte and leading to small hot spots. At high current densities (>10 mA/cm2), mae datblygiad sinc cyflym yn creu strwythurau dendritig sy'n cysylltu â rhannau eraill o'r tanc, gan arwain at gylchedau byr a gorboethi lleol.

Modd Methiant Gwresogydd yn erbyn Dwysedd Presennol: Cydberthynas Meintiol

Yn seiliedig ar brofion rheoledig mewn bath sinc clorid efelychiedig (80 g/L ZnCl2, 100 g/L KCl, 50 gradd) mae'r patrymau methiant canlynol wedi'u nodi ar gyfer gwresogyddion titaniwm Gradd 2:

Dwysedd cerrynt cathodig yn is nag 1 mA / cm²: Cyflymder blaendal sinc 0.1-0.3 mm / mis. Adlyn adneuo, llyfn a graen mân. Mae tymheredd y gwresogydd yn gyson. Gellir defnyddio stripio asid i gael gwared ar eposit heb niweidio'r metel sylfaen.

Dwysedd cerrynt cathodig 1–3 mA/cm2 Cyfradd dyddodiad sinc 0.5–1.0 mm/mis. Adneuo yn nodular gyda mandylledd o 20 i 30%. Mae gorboethi lleol ar adegau dyddodiad yn cynyddu tymheredd arwyneb titaniwm 10-15 gradd uwchlaw'r pwynt gosod. Gwresogydd yn rhedeg yn rhy aml.

Dwysedd cerrynt cathodig 3-8 mA/cm2 Cyfradd dyddodiad sinc 1.5-3.0 mm y mis O fewn 2-4 wythnos, mae datblygiad dendritig yn 5-10 mm o hyd. Mae dendrites yn rhychwantu waliau tanc neu wresogyddion eraill, cylchedau byr. Mae methiant gwresogydd yn deillio o doddi lleol mewn lleoliadau cyswllt.

Dwysedd cerrynt cathodig > 10 mA/cm2: Cyfradd dyddodiad sinc > 5 mm/mis. Twf dendritig cyflym heb ei reoli. Mae gwresogydd fel arfer yn chwythu mewn 1-2 wythnos. Pan fydd sinc yn diflannu, efallai y bydd y metel sylfaen titaniwm yn destun cyrydiad gweithredol.

2.0 Strategaethau ar gyfer Rheoli Dwysedd Presennol mewn Tanciau Gorffen Metel

Mae'r tabl canlynol yn rhoi coeden benderfyniad i reoli dwysedd cerrynt cathodig ar wresogyddion gwain titaniwm yn seiliedig ar gyfluniad tanc a'r amgylchedd trydanol.

Gosod Tanciau a Statws TrydanolDylunio Strategaeth Addasu a Rheoli ar gyfer y Dwysedd Cyfredol Cathodig Uchaf a Ganiateir
Tanc wedi'i seilio'n iawn, Gwresogydd wedi'i inswleiddio'n drydanol o'r tanc, Dim cerrynt crwydr 2 mA/cm2 Derbyniol ar gyfer gweithrediad rheolaidd. Monitro trwch blaendal yn fisol. Gwresogydd glân bob 3-6 mis.
Fflans gwresogydd mewn cysylltiad trydanol â'r tanc (llwybr cathodig, trydanol yn bodoli) 0.5 mA/cm² Mewnosod gasged insiwleiddio (PTFE, 3 mm) rhwng fflans y gwresogydd a'r tanc. msgstr "Dwysedd cerrynt is i 25%."
Stray currents from rectifier (measured >0.5 V rhwng gwresogydd ac electrod cyfeirio) 0.2 mA/cm2 Gosod gwialen ddaear gan wresogydd. Gwresogydd tarian, gyda thiwbiau PTFE tyllog i wella llwybr gwrthiant trydanol
High zinc content (>120 g/L Zn2+), high temperature (>50 gradd) 1 mA/cm2 Cynnwys sinc is neu dymheredd baddon is. Mae Zn Uwch 2+ yn cynyddu cyfradd dyddodiad ar ddwysedd cerrynt tebyg.
Gwresogydd a weithredir mewn tanc gyda chathodau ategol (cathodau lleidr) ar gyfer dosbarthu cerrynt 3 mA/cm^2 Mae cathodau lleidr yn dargyfeirio cerrynt oddi wrth y gwresogydd. Iawn i ladron gael eu glanhau yn wythnosol.
Peirianneg Y Tu Hwnt i Reoli Dwysedd Cyfredol Cathodig

Mae gan orffeniad wyneb y tiwb titaniwm ddylanwad cryf ar adlyniad sinc. Mae'r wyneb electropolished llyfn (Ra<0.3 µm) permits the zinc deposit to be removed more readily than on an as-drawn surface (Ra 1.0 µm) where zinc keys into surface troughs. The wall thickness does not matter for the cathodic deposition. But the wall thickness matters for the time the heater can survive a localized overheating after the dendrites are formed. Thick wall (1.5 mm) may tolerate numerous short-circuit events before perforation, thin wall (0.8 mm) fails instantly. Deposition efficiency is also a function of pH. Hydrogen evolution competes with zinc deposition below pH 4, reducing the cathodic current density available for zinc, but with the potential for hydrogen embrittlement.

Ysgrifennu Manyleb Gwybodus

Er enghraifft, os oes angen gwresogydd gwain titaniwm arnoch ar gyfer tanc gorffen metel gyda chyfuniadau clorid / sinc uchel, nodwch fod y gwresogydd yn cael ei ynysu'n drydanol o'r tanc trwy gasgedi PTFE a llwyni. Gosodwch uchafswm dwysedd cerrynt cathodig a ganiateir o 1mA/cm2 yn seiliedig ar arwynebedd y gwresogydd a'r cerrynt crwydr a gofnodwyd yn y tanc. Gofynnwch i'r darparwr ddarparu gwresogydd gyda gorffeniad wyneb electropolished er mwyn cael gwared â dyddodion sinc yn hawdd. Ar gyfer gosodiadau presennol, mesurwch foltedd rhwng gwain gwresogydd ac electrod cyfeirio copr sylffad yn ystod prosesau platio . Os yw'r darlleniad yn fwy na 0.3 V mae'n dynodi gormod o bolareiddio cathodig ac mae angen ei gywiro. Darperir system cerrynt gwrthdro a reolir gan amserydd sy'n darparu curiad anodig byr (1 i 2 eiliad ar ddwysedd cerrynt o 2 i 3 mA/cm 2 ) bob awr i hydoddi dyddodion sinc cychwynnol cyn iddynt ddatblygu'n nodiwlau cyhoeddi. Mae'r peiriannydd yn cyfyngu ar ddwysedd cerrynt cathodig fel cyfyngiad dylunio hanfodol er mwyn osgoi methiant rhaeadru datblygiad sinc dendritig, gorboethi, a chylchrediad byr mewn gwresogyddion titaniwm a ddefnyddir mewn cymwysiadau electroplatio.