Linija za plastificiranje PCB-a zamijenila je PTFE uronjeni grijač nakon samo osam mjeseci rada. Površina plašta pokazala je uzorak dubokih, lokaliziranih udubljenja koncentriranih na strani okrenutoj prema sabirnicama ispravljača. PTFE je drugdje bio netaknut. Jamice su prodrle u omotač i uzrokovale curenje. Ispravljači postrojenja nisu bili izolirani od spremnika, a lutajuća struja tekla je kroz kupku za oblaganje do uzemljenog grijača.
Lutajuća struja je električna struja koja teče kroz nepredviđene staze u sustavu oplate. Potječe od ispravljača, sabirnica i električnih priključaka koji nisu pravilno izolirani. Struja ulazi u kadu za oblaganje i pronalazi put do uzemljenja kroz strukturu spremnika, grijač ili vodovod. Tamo gdje struja napušta metalnu površinu, uzrokuje koroziju.
Kako lutajuća struja uzrokuje piting
Korozija lutajuće struje javlja se na mjestu gdje struja napušta metalnu površinu i ulazi u elektrolit. Metal u tom trenutku postaje anodan i otapa se. Korozija je lokalizirana i može brzo prodrijeti u metal.
Količina izgubljenog metala proporcionalna je struji. Lutajuća struja od samo 1 ampera može otopiti približno 1 kilogram čelika u jednoj godini. Struja od 10 ampera može otopiti 10 kilograma-dovoljno da uništi plašt grijača u mjesecima.
| Zalutala struja | Gubitak metala po godini | Stopa prodiranja u čelik | Vrijeme do perforacije (plašt od 2 mm) |
|---|---|---|---|
| 0.1 A | 0,1 kg | 0,013 mm/god | >150 godina |
| 1 A | 1 kg | 0,13 mm/god | 15 godina |
| 5 A | 5 kg | 0,65 mm/god | 3,1 godina |
| 10 A | 10 kg | 1,3 mm/godišnje | 1,5 godina |
| 50 A | 50 kg | 6,5 mm/godišnje | 3,7 mjeseci |
Lutajuća struja i njezin učinak na koroziju čelika u kupkama za galvanizaciju
Zašto je strana okrenuta prema ispravljaču najviše pogođena
Lutajuća struja teče od sabirnica ispravljača kroz kupku za oplatu do mase. Gustoća struje najveća je u blizini izvora-sabirnica-i smanjuje se s udaljenošću. Strana grijača koja je okrenuta prema ispravljaču prima najveću gustoću struje. S te strane nastaju jamice.
Struja također slijedi put najmanjeg otpora. Ako je grijač uzemljen, a spremnik nije, struja se može koncentrirati na grijač. Grijač postaje preferirani put do zemlje, a tu se koncentriraju rupičaste šupljine.
Zašto su grijači s PTFE-presvlakom još uvijek ranjivi
PTFE premaz na grijaču je električni izolator. Trebalo bi spriječiti zalutalu struju da dopre do metalnog omotača. Ali PTFE je tanak i može imati nedostatke-rupe, ogrebotine ili tanke mrlje-koje propuštaju struju.
Jednom kada struja dođe do metalnog omotača kroz defekt premaza, stvara lokalnu ćeliju korozije. Metal na defektu postaje anodan i otapa se. Jama se produbljuje i može probiti omotač.
Lutajuća struja također ubrzava degradaciju PTFE-a. Struja stvara toplinu na defektu, a toplina degradira PTFE oko jame. Degradirani PTFE je propusniji, dopuštajući više struje.
Sprječavanje korozije lutajuće struje
Najučinkovitija prevencija je uklanjanje lutajuće struje. To znači izolaciju ispravljača, sabirnica i električnih priključaka od spremnika i vodovoda. Izlaz ispravljača trebao bi biti spojen samo na anode i katode, bez drugih putova do mase.
Uzemljenje spremnika i grijača na zajedničko uzemljenje može smanjiti potencijalnu razliku koja pokreće lutajuću struju. Uzemljenje treba izvesti u jednoj točki kako bi se izbjegle petlje uzemljenja.
Korištenje izoliranog grijača-onog koji nije električno spojen na spremnik-može spriječiti protok lutajuće struje kroz grijač. Grijač se napaja pomoću izolacijskog transformatora ili uzemljenog izvora koji je odvojen od strujnog kruga oplata.
| Mjera prevencije | Učinak na lutajuću struju | Provedba | trošak |
|---|---|---|---|
| Izolacija ispravljača | Eliminira izvor | Električni radovi | Umjereno |
| Uzemljenje-u jednoj točki | Smanjuje razliku potencijala | Električni radovi | Niska |
| Izolirano napajanje grijača | Blokira trenutni put | Transformator ili zasebno napajanje | viši |
| Cjelovitost premaza | Blokira struju kod kvarova | Kontrola kvalitete | Umjereno |
Mjere prevencije korozije lutajućim strujama u linijama za oblaganje
Kada lutajuća struja ukazuje na problem dizajna
Grijač koji trpi lutajuću struju unatoč izolaciji ispravljača i pravilnom uzemljenju ukazuje na to da raspored spremnika ili električni sustav stvaraju neizbježnu potencijalnu razliku. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s izoliranim napajanjem, debelim premazom i-površinom bez oštećenja rješava glavni uzrok korozije lutajuće struje. Proces specifikacije zahtijeva raspored ispravljača, sustav uzemljenja, kemijski sastav kupke i potrebnu snagu u vatima. Za objekte s problemima lutajuće struje, ovaj-pristup specifičan za aplikaciju smanjuje pojavu rupa i produljuje radni vijek grijača.
