Ar gyfer Tanciau Platio Chrome sy'n Gweithredu ar 60 gradd gyda Dwysedd Cyfredol Uchel, Pa Gorffen Arwyneb Titaniwm (wedi'i biclo, wedi'i sgleinio, neu wedi'i sgwrio â thywod) sy'n gwrthsefyll ymosodiad galfanig orau?

Mae'r tanc platio crôm yn darparu amgylchedd electrocemegol ymosodol iawn ar gyfer offer gwresogi trochi. Mae'r bath fel arfer yn cynnwys 250-400 g/L asid cromig (CrO₃) gyda chymhareb catalydd sylffad o 100:1, yn rhedeg ar 55-65 gradd ac yn destun dwyseddau cerrynt uchel (20-60 A/dm²) yn ystod prosesau platio. Defnyddir tiwbiau gwresogi titaniwm yn aml yn y gwasanaeth hwn oherwydd eu gwrthwynebiad i'r asid cromig ocsideiddiol. Fodd bynnag, gall dull arbennig o fethiant, ymosodiad galfanig, ddigwydd pan fydd wyneb titaniwm yn agored i gerrynt crwydr o'r unionydd platio neu pan fydd yn ffurfio celloedd electrocemegol lleol gyda chydrannau metelaidd eraill. Mae ymosodiad galfanig ar wresogyddion titaniwm yn arbennig o sensitif i'r gorffeniad arwyneb a ddefnyddir wrth weithgynhyrchu, yn wahanol i gyrydiad neu dyllu homogenaidd. Mae gorffeniadau piclo, caboledig a sgwrio â thywod yn rhoi priodweddau arwyneb ocsid eithaf amrywiol, sefydlogrwydd ffilm goddefol a gweithgaredd electrocemegol mewn hydoddiannau asid cromig. Mae'r erthygl hon yn dadansoddi ymwrthedd cyrydiad galfanig pob triniaeth arwyneb titaniwm o dan amgylchiadau platio crôm ac yn penderfynu pa orffeniad sy'n cynnig y bywyd gwasanaeth hiraf pan fydd angen i wresogyddion weithredu gyda cheryntau platio dwysedd uchel.

Mecanwaith Galfanig mewn Cyfryngau Asid Cromig
Disgrifir dau fecanwaith o ymosodiad galfanig o diwbiau gwresogi titaniwm mewn tanciau platio crôm. Mae'r cyntaf yn cynnwys cyswllt trydanol uniongyrchol rhwng titaniwm a metel mwy cathodig, fel arfer yr anodau aloi plwm neu blwm a ddefnyddir mewn platio crôm, neu wal y tanc dur di-staen. Pan fydd y metelau annhebyg hyn yn cael eu cysylltu'n drydanol gan y bath, mae electrolyte titaniwm yn dod yn anod ac yn hydoddi ar gyfradd garlam. Mae'r ail fecanwaith yn cael ei achosi gan geryntau crwydr yr unionydd platio. Mae platio Chrome yn defnyddio catodau gweithfan ac anodau plwm. Gall unrhyw arwyneb dargludol heb ei insiwleiddio yn y tanc godi cerrynt strae, gan arwain at naill ai hydoddiad anodig (os yw'n gwasanaethu fel anod) neu esblygiad hydrogen ac o bosibl embrittled (os yn gweithredu fel catod). ar asid cromig, nid yw titaniwm yn yr un sefyllfa o'r gyfres galfanig ag mewn cyfryngau niwtral neu leihau. Mae gan ditaniwm ffilm oddefol sefydlog iawn ac mae'n ymddwyn fel metel nobl (fel platinwm mewn rhai mesuriadau electrocemegol) mewn asid cromig sy'n ocsideiddio (crynodiad Cr6+ dros 200 g/L, potensial rhydocs dros +1.2 V vs. SHE). Fodd bynnag, mae hon yn nodwedd fonheddig sy'n rhoi titaniwm cathodig i'r rhan fwyaf o ddeunyddiau eraill gan gynnwys plwm, dur di-staen a dur carbon. Pan fydd mewn cysylltiad â'r metelau hyn mae titaniwm yn cael ei ddiogelu ac mae'r metel sy'n cysylltu yn dioddef cyrydiad - i'r gwrthwyneb i ddŵr halen.

Mae'r broblem yn codi ar gyfer gwresogyddion titaniwm pan fydd amrywiad lleol mewn trwch neu gyfansoddiad yr arwyneb ocsid yn creu celloedd galfanig rhwng gwahanol ardaloedd o'r un tiwb titaniwm. Er enghraifft, mae gan yr arwyneb sydd wedi'i sgwrio â thywod haenen ocsid nad yw'n unffurf wedi'i difrodi'n fecanyddol gydag ardaloedd o fetel wedi'i straenio a gronynnau sgraffiniol mewnbedd. Yn lle hynny, mae taflen TiO2 llyfn, cemegol unffurf yn cynrychioli arwyneb caboledig. Ym mhresenoldeb ceryntau crwydr neu raddiannau potensial lleol, mae'n bosibl y bydd y rhannau llai gwarchodedig o arwyneb anhomogenaidd yn cyrydu'n ffafriol. Mae'r titaniwm swmp yn berffaith oddefol, ond gall y cyrydiad galfanig hwn dyllu wal gwresogydd mewn gwasanaeth platio crôm mewn ychydig fisoedd.

Sefydlogrwydd Ocsid a Nodweddion Gorffen Arwyneb
Ceir arwynebau titaniwm wedi'u piclo trwy drochi mewn hydoddiant asid cymysg, fel arfer 10-20% HNO{is 3}+1-3% HF ar 30-50 gradd am 2-10 munud. Mae piclo yn cael gwared ar yr haen alffa-achos (haen arwyneb wedi'i halogi gan ocsigen a ffurfiwyd yn ystod gwaith poeth neu anelio) ac yn arwain at arwyneb llwyd matte wedi'i ysgythru'n unffurf gyda garwder rheoledig (Ra 0.8-1.6 µm). Mae gan arwyneb titaniwm wedi'i biclo'n iawn orchudd ocsid tenau (5-10 nm) sy'n stoichiometrig TiO2 ac yn rhydd o amhureddau mewnbedd. Mae gan yr arwynebau piclo botensial cylched agored cyson o +0.8 i +1.1 V vs SCE a dwysedd cerrynt goddefol o<0.01 mA/cm2 for chrome plating service.

Mae arwynebau titaniwm caboledig yn cael eu sgrafellu'n fecanyddol gyda sgraffinyddion mwy manwl i orffeniad drych (Ra 0.1–0.4 µm). Mae sgleinio yn cynhyrchu arwyneb llyfn iawn gyda haen ocsid trwchus a di-nam. Fodd bynnag, gall sgleinio mecanyddol achosi straen cywasgol gweddilliol a gall ymgorffori gronynnau is-micron sgraffiniol (alwmina neu garbid silicon) yn yr wyneb. Mae titaniwm caboledig mewn asid cromig yn arddangos y -potensial cylched agored mwyaf nobl (+1.0 i +1.2 V vs. SCE) a'r dwyseddau cerrynt goddefol isaf (islaw 0.005 mA/cm²). Mae titaniwm caboledig yn fonheddig iawn felly mae'n gwneud catod rhagorol o'i gyplysu â metelau eraill. Fodd bynnag, mae homogenedd arwyneb y tiwb caboledig yn golygu bod hunan-cyrydiad galfanig rhwng gwahanol rannau o'r tiwb yn isel.

Mae arwynebau titaniwm wedi'u sgwrio â thywod yn cael eu ffurfio trwy effeithio ar gyfrwng sgraffiniol (alwminiwm ocsid, carbid silicon, neu gleiniau gwydr) ar gyflymder uchel. Mae sgwrio â thywod yn arwain at arwyneb garw sy'n gweithio'n galed (Ra 2.0-5.0 µm) gyda darnau sgraffiniol wedi'u mewnosod, arwynebau metel wedi'u rhwygo a haen ocsid anffurfiedig iawn. Nid yw'r ocsid ar ditaniwm wedi'i sgwrio â thywod yn ffilm oddefol barhaus ond yn gymysgedd o TiO_2, is-ocsidau (TiO, Ti_2O_3) a thitaniwm noeth ar waelod craterau effaith. Mae potensial cylched agored arwynebau wedi'u sgwrio â thywod mewn asid cromig yn amrywio'n fawr (−0.2 i +0.6 V vs SCE) yn dibynnu ar raddau'r anffurfiad a'r cyfryngau sydd wedi'u dal yn yr arwyneb. Mae'r dwysedd cerrynt goddefol yn aml 10 i 100 gwaith yn fwy nag ar arwynebau piclo neu sgleinio, sy'n dangos bod diddymiad gweithredol yn digwydd mewn mannau lle nad yw'r ffilm ocsid wedi'i chwblhau.

Mesur Dwysedd Cerrynt Galfanig
Mae profion electrocemegol rheoledig amedr amedr (ZRA) sero yn caniatáu cymhariaeth feintiol o dueddiadau galfanig rhwng gwahanol orffeniadau arwyneb ac yn erbyn metelau eraill. Mesurwyd y ceryntau galfanig rhwng sbesimenau titaniwm (arwynebedd 10 cm²) a deunyddiau tanc cyffredin eraill o dan amgylchiadau bath platio crôm (250 g/L CrO₃, 2.5 g/L H₂SO₄, 60 gradd):

Mae titaniwm piclo ynghyd ag anodau plwm (y cyswllt metel annhebyg mwyaf cyffredin mewn tanciau crôm) yn arddangos dwysedd cerrynt galfanig o 0.02 mA/cm² ar yr wyneb titaniwm - di-nod ac yn annhebygol o achosi colled titaniwm amlwg dros gyfnod o bum mlynedd. Mae titaniwm caboledig dan arweiniad plwm yn rhoi 0.01 mA/cm2, hefyd ychydig. Mae titaniwm wedi'i sgwrio â thywod sy'n gysylltiedig â phlwm, y titaniwm yw'r anod, yn 0.25 mA/cm2. Mae'r dwysedd presennol yn cyfateb i gyfradd hydoddi titaniwm o tua 0.15 mm y flwyddyn sy'n ddigon i deneuo wal tiwb 1.65 mm i drydylliad mewn 5-7 mlynedd.

Mae cerrynt galfanig o 0.03 mA/cm2 yn cael ei fesur pan fydd titaniwm piclo wedi'i gysylltu â waliau tanc dur gwrthstaen (math 316L). Mae titaniwm ychydig yn cathodig (wedi'i warchod) ac yn anodig dur di-staen. Rhoddodd titaniwm caboledig 0.02 mA/cm2. Mae titaniwm wedi'i sgwrio â thywod yn rhoi 0.08 mA/cm2, mae titaniwm yn anod mewn mannau actif lleol ac mae ymosodiad math tyllu'n digwydd.

Mae'r cyflwr galfanig mwyaf difrifol ar gyfer gwresogyddion titaniwm yn cael ei achosi gan geryntau unioni crwydr. Pan gaiff ei gysylltu'n ddamweiniol, mae catod ategol y gwresogydd (ee, llwybr daear sy'n cwblhau cylched i derfynell negatif yr unionydd) yn achosi esblygiad hydrogen ar yr wyneb titaniwm. Mae esblygiad hydrogen ar y titaniwm piclo yn dechrau ar tua −0.6 V vs SCE ac mae'n gryf ar botensial o dan −0.8 V. Mae hydrogen wedi'i amsugno yn achosi brith, ond nid treiddiad wal ar unwaith. Mae esblygiad hydrogen yn dechrau ar lai o botensial negyddol (−0.4 V vs. SCE) ar gyfer titaniwm wedi'i sgwrio â thywod ac yn cyd-fynd â hyn mae'r haen arwyneb anffurfiedig yn fflawio, gan ddatgelu titaniwm ffres sy'n amsugno hydrogen yn gyflym. Ar gyfer catod-wedi'i begynu, mae'r haenau hydrid yn ffurfio mewn 100 awr ar arwynebau wedi'u sgwrio â thywod, yna'n cracio ac yn asglodi.

Matrics Dewis Gorffen Wyneb Gwresogyddion Platio Chrome
Mae'r tabl canlynol yn ganllaw dethol cyflawn yn seiliedig ar gyfluniad tanc, dull sylfaen unioni a bywyd gwasanaeth gwresogydd rhagamcanol.

Cyfluniad Tanc a Chyflwr Gweithredu Argymelledig Titaniwm Arwyneb Gorffen Wal Trwch (mm) Cyfiawnhad a Bywyd Gwasanaeth Disgwyliedig
Gosod gwresogydd wedi'i insiwleiddio Tir ar wahân ar gyfer unionydd Dim cysylltiad trydanol uniongyrchol ag anodau/cathodesPickled (Normal) 1.2-1.65 mm Arwyneb piclo yn cynhyrchu ffilm oddefol sefydlog heb fawr o weithgarwch hunan-galfanig. Mae bywyd gwasanaeth fel arfer yn 5-8 mlynedd.
Gwresogydd flanged i danc dur gwrthstaen, tir cyffredin gyda'r rectifier platio.1.5-1.65 mm caboledigSmoother wyneb yn lleihau cyplydd galfanig i dur gwrthstaen; Mae mwy o uchelwyr yn lleihau'r . 6-10 bywyd presennol o godi cerrynt crwydr.
Gwresogydd ar un bar bws fel anodau plwm (cysylltiedig yn drydanol) sgleinio 1.65-2.0 mm Arwyneb caboledig yw catod fonheddig, gwarchod gwresogydd ar draul bywyd anod; addas os rhagwelir defnydd anod.
Tanc rheoli cerrynt crwydr gwael Cyswllt aml rhwng gwresogydd a workpiecesPickled + ynysu trydanol (PTFE bushings) 1.65 mm Gorffeniad wyneb yn llai angenrheidiol gyda ynysu priodol; piclo yn economaidd; disodli os bydd crafiadau'n datgelu metel noeth.
Tanc cynnwrf uchel gyda niwl asid cromig sgraffiniol (potensial erydiad gronynnau) Wedi'i chwythu â thywod (bwriadol) 2.0 mm neu fwy Derbyn bywyd galfanig llai (3-5 mlynedd) ar gyfer ymlyniad cotio. Dim ond ar gyfer gafael mecanyddol ar haenau y gellir cyfiawnhau sgwrio â thywod.
Ôl-ffitio Tanc gyda Chyflwr Tir Anhysbys Gloyw 1.65 mm Arwyneb caboledig sy'n cynnig yr ymyl fwyaf yn erbyn ymosodiad galfanig gan gerrynt crwydr anhysbys. Gwiriwch ar ôl chwe mis.
Goblygiadau Ymarferol ar gyfer Manyleb Gwresogydd
Nid yw ansawdd wyneb gwresogydd trochi titaniwm yn ystyriaeth esthetig yn unig ond yn ffactor cydnawsedd galfanig ag amgylchedd y tanc platio crôm. Mae gorffeniadau piclo, sy'n gyffredin yn y diwydiant ar gyfer y rhan fwyaf o gydrannau titaniwm, yn ddigonol ar gyfer gosodiadau gwresogydd sydd wedi'u seilio'n iawn ac wedi'u gwahanu'n drydanol, a lle mae'r unig gysylltiad galfanig trwy gysylltiad goddefol â'r bath. Fodd bynnag, ar gyfer gwresogyddion wedi'u daearu â chywirwyr platiog, ar gyfer gosod flanges mewn cysylltiad â waliau tanc dur di-staen, neu pan ofnir cerrynt crwydr, mae gorffeniad caboledig yn rhoi gwelliant mesuradwy mewn ymwrthedd galfanig. Mae uchelwyr uwch ac unffurfiaeth ymddangosiadol titaniwm caboledig yn lleihau'r grym gyrru ar gyfer cyplu galfanig a nifer y safleoedd gweithredol ar gyfer ymosodiad lleol.

Osgowch orffeniadau wedi'u sgwrio â thywod ar gyfer gwasanaeth platio crôm oni bai bod eu hangen yn benodol ar gyfer adlyniad cotio (ee haenau PTFE i leihau llusgo asid cromig-allan). Mae'r difrod mecanyddol a'r sgraffinyddion sydd wedi'u dal yn arwain at arwyneb nad yw'n unffurf, yn electrocemegol ac yn weithredol sy'n cynnal ceryntau galfanig 5-20 gwaith yn uwch nag arwynebau wedi'u piclo neu sgleinio. Mae gwresogyddion titaniwm wedi'i sgwrio â thywod mewn baddonau crôm wedi methu oherwydd perforation galfanig mewn cyn lleied â 18 mis, o'i gymharu â 7-10 mlynedd ar gyfer gwresogyddion caboledig yn yr un gwasanaeth.

Casgliad ar gyfer Peirianwyr Platio Chrome
Yn achos archebu tiwbiau gwresogi titaniwm ar gyfer tanciau platio crôm yn gweithio ar 60 gradd a dwyseddau cerrynt uchel, pan na ellir sicrhau ynysu trydanol o'r gylched platio, mae'r ansawdd wyneb gorau i'w nodi yn sgleinio (gorffeniad drych, Ra Llai na neu'n hafal i 0.4 µm). Darganfyddir y potensial cylched agored mwyaf bonheddig o arwynebau caboledig, y ceryntau goddefol isaf a'r ymwrthedd gorau i ddadelfennu a achosir gan gerrynt crwydr. Mae'r gorffeniad piclo (Ra 0.8-1.6 µm) yn darparu bywyd gwasanaeth cyfartal am gost is ar gyfer systemau gwresogydd cwbl ynysig gyda llwybrau daear pwrpasol a dim cysylltiad ag anodau na waliau tanciau. Ni argymhellir gorffeniadau sgwrio â thywod ar gyfer unrhyw gymwysiadau platio crôm oherwydd eu gweithgaredd galfanig uchel a'u cyfraddau methiant cyflym. Mae gwresogyddion titaniwm masnachol safonol fel arfer yn cael eu cyflenwi â gorffeniad amrywiol (felin wedi'i anelio neu fel y'i lluniwyd) efallai nad yw'n ddigonol ar gyfer gwasanaeth platio crôm. Dylai peirianwyr alw'r gorffeniad arwyneb yn benodol mewn dogfennau caffael. Mae manyleb wyneb caboledig yn ychwanegu 10-15% at gost gwresogydd, ond yn darparu estyniad 50-100% ym mywyd y gwasanaeth. Dyma un o'r enillion mwyaf ffafriol ar fuddsoddiad posibl mewn dewis offer bath crôm.