Những kế hoạch cải tiến nào có thể làm giảm hiện tượng dòng điện đi lạc-gây ra thiệt hại do ăn mòn đối với ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 trong xưởng mạ điện?
Xưởng mạ điện là những tình huống công nghiệp có nguy cơ-rủi ro cao điển hình về ăn mòn dòng điện rò, trong đó việc phân phối nguồn DC phức tạp, vận hành bể điện phân và thiết bị kim loại nối đất tạo thành rò rỉ dòng điện phân tán trên diện rộng. Mặc dù ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 có khả năng chống ăn mòn hóa học và ăn mòn clorua tuyệt vời nhưng chúng cực kỳ nhạy cảm với sự ăn mòn điện hóa dòng điện đi lạc. Dòng điện đi lạc sẽ phá vỡ cơ chế tự sửa chữa của màng thụ động trên bề mặt ống trong thời gian ngắn, gây ra hiện tượng rỗ cục bộ và xuyên lỗ nhanh hơn nhiều so với ăn mòn hóa học thông thường. Trong quá trình sản xuất mạ điện thực tế, thường xuyên xảy ra sự cố rò rỉ ống gia nhiệt ngoài dự kiến do dòng điện đi lạc gây ra, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính liên tục của việc kiểm soát nhiệt độ chất lỏng mạ điện và độ ổn định trong sản xuất. Do đó, việc khám phá các kế hoạch cải tiến có mục tiêu để ngăn chặn sự ăn mòn dòng điện rò rỉ có ý nghĩa rất lớn trong việc cải thiện độ ổn định vận hành của ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 trong môi trường công nghiệp mạ điện.
Cơ chế hình thành ăn mòn dòng điện rò trong xưởng mạ điện khác biệt đáng kể so với ăn mòn hóa học truyền thống. Hoạt động lâu dài-của bộ chỉnh lưu và thiết bị điện cực mạ điện dẫn đến rò rỉ dòng điện vào đất và dung dịch môi trường. Khi thiết bị kim loại dẫn điện được ngâm trong chất lỏng mạ điện, ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 dễ dàng trở thành kênh mang dòng điện đi lạc. Khi dòng điện rò rỉ từ vị trí cục bộ của thành ống đến dung dịch, bề mặt kim loại cục bộ đóng vai trò là cực dương, trải qua phản ứng hòa tan điện hóa mạnh. Tốc độ hòa tan anốt này cao hơn hàng chục lần so với sự ăn mòn tự nhiên thông thường, dẫn đến sự hình thành nhanh chóng các lỗ rỗ lỗ kim trên bề mặt ống gia nhiệt trong một chu kỳ sử dụng ngắn.
Nghiên cứu này tóm tắt ba kế hoạch cải tiến có hệ thống để ngăn chặn hiệu quả hư hỏng do ăn mòn-do dòng điện rò gây ra, bao gồm tối ưu hóa cách ly điện, chỉnh lưu hệ thống nối đất và xử lý gia cố bằng màng thụ động. Đầu tiên, việc chuyển đổi cách ly điện được thực hiện đối với các cấu trúc lắp đặt ống sưởi ấm. Việc lắp đặt tiếp xúc trực tiếp bằng kim loại truyền thống dễ dàng dẫn dòng điện đi lạc, do đó, các miếng đệm cách điện-chịu nhiệt độ cao và giá đỡ cố định không{4}}dẫn điện được sử dụng để cách ly hoàn toàn ống sưởi khỏi các giá đỡ kim loại trong nhà và dây dẫn nối đất. Sự cách ly cấu trúc này cắt đứt đường truyền chính của dòng điện rò và ngăn thân ống trở thành vật mang dòng điện.
Thứ hai, hệ thống nối đất dòng rò của nhà xưởng được tối ưu hóa và hiệu chỉnh. Đường nối đất lộn xộn và điểm nối đất quá cao trong xưởng mạ điện là nguyên nhân quan trọng gây ra hiện tượng khuếch tán dòng điện. Bằng cách thiết lập các điểm nối đất tập trung độc lập cho thiết bị mạ điện và lắp đặt các thiết bị hấp thụ dòng rò, dòng điện rò rỉ trong dung dịch và mặt đất được dẫn hướng và giải phóng thống nhất. Biện pháp này làm giảm sự chênh lệch điện thế tổng thể của môi trường làm việc, làm suy yếu hiệu ứng phân cực anốt của bề mặt ống gia nhiệt và về cơ bản làm giảm động lực của sự ăn mòn dòng điện đi lạc.
Thứ ba, xử lý gia cố bề mặt có mục tiêu được thực hiện đối với ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316. Dòng điện đi lạc chủ yếu phá hủy vùng yếu của màng thụ động tự nhiên, do đó, quy trình thụ động điện hóa nâng cao được áp dụng để tạo thành màng oxit giàu crom-dày hơn và đậm đặc hơn trên bề mặt ống. Màng thụ động được gia cố có khả năng cách điện và chống va đập dòng điện mạnh hơn, có thể chống lại sự hư hỏng do dòng điện rò rỉ nhất thời một cách hiệu quả. Khác với quá trình thụ động hóa học thông thường, quá trình thụ động điện hóa có thể cải thiện đáng kể mật độ màng và tính đồng nhất về cấu trúc, nâng cao đáng kể khả năng hòa tan chống-anôt của nền thép không gỉ.
Các thử nghiệm xác minh độ tương phản trường chứng minh hiệu quả cải thiện tuyệt vời của sơ đồ tích hợp. Sau khi áp dụng chuyển đổi cách ly, tối ưu hóa nối đất và gia cố màng thụ động, tỷ lệ hư hỏng do ăn mòn dòng điện rò rỉ của ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 trong xưởng mạ điện đã giảm hơn 80%. Tuổi thọ của ống sưởi được kéo dài từ 3–4 tháng ban đầu lên hơn 12 tháng. Tóm lại, ăn mòn dòng điện rò là yếu tố hạn chế cốt lõi đối với hoạt động ổn định của ống gia nhiệt trong các tình huống mạ điện. Sơ đồ cải tiến kết hợp giữa cách ly cấu trúc, điều tiết dòng điện trong môi trường và gia cố chống{9}}dòng điện bề mặt có thể giải quyết hiệu quả vấn đề hư hỏng nhanh chóng của ống gia nhiệt bằng thép không gỉ 316 do dòng điện rò gây ra, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật đáng tin cậy để thiết bị sưởi ấm-hoạt động ổn định lâu dài trong ngành mạ điện và các môi trường công nghiệp{12}}có dòng điện khác bị cản trở.
