アノードバスケットの謎
ニッケルめっきラインでは、チタン陽極バスケットの腐食が促進されます。ニッケル陽極ペレットを保持するように設計されたバスケットは、設置後 12 か月以内にピンホールが発生し、-予想耐用年数の半分になります。浸漬ヒーターに最も近いバスケットで腐食が最も激しくなります。タンクの遠端にあるバスケットは比較的影響を受けません。
調査では化学攻撃の可能性は否定されています。浴の化学的性質は仕様の範囲内です。アノード電流分布は均一です。原因は迷走電流です。-電気めっき回路から漏れ、導電性バスを通って、接地された金属熱交換器に入り、接地経路を通って整流器に戻る電流です。チタン陽極バスケットは、異なる電位にあるため、この迷走電流回路では意図しない陽極となり、犠牲的に腐食します。
熱交換器のアースへの電気接続は、この腐食連鎖における重要なリンクです。その接続を切断すると、迷走電流経路が切断されます。 PTFE 熱交換器は本質的に非導電性です。-電気回路を完成させることはできません。基本的な材料特性により迷走電流経路を排除します。
迷走電流のメカニズム
In an electroplating tank, the intended current path is from the rectifier positive terminal, through the anode bus, into the anodes, through the electrolyte, onto the workpieces, through the cathode bus, and back to the rectifier negative terminal. This path deposits metal on the workpieces.
迷走電流とは、この意図された経路から逸脱するあらゆる電流です。電解液は導電性があり、アノードとカソードの間の空間だけでなく、タンク全体を満たします。電流は電解質を通って、浸された導電性の物体まで横方向に流れる可能性があります。接地された金属製熱交換器は、魅力的な代替経路を提供します。熱交換器に入る電流はグランドに流れ、整流器に戻る経路を探します。その戻り経路は、建築用鋼材、接地導体、または整流器への抵抗が低い他の浸漬された金属物体を通る可能性があります。-臨界-。
熱交換器近くのアノードバスケットは、接地されたヒーターに対してプラスの電位になります。電流はバスケットから電解液を通ってヒーターに流れます。電流がバスケットの表面から離れると、チタンが溶解します。これは漂遊電流腐食であり、ニッケルイオンを浴に供給する通常の陽極溶解とは独立して作用します。
表 1: ヒーターのタイプ別の漂遊電流腐食の影響 (ニッケルメッキタンク、5,000 アンペア整流器)
| パラメータ | 接地されたステンレス鋼ヒーター | 接地チタンヒーター | 非接地型 PTFE 熱交換器 |
|---|---|---|---|
| 対地電気抵抗 (オーム) | <10 | <10 | >10¹⁸（絶縁体） |
| 収集される漂遊電流 (mA) | 50-500 | 30-300 | 0 |
| アノードバスケットの腐食速度の増加 | 通常の2～5倍 | 通常の1.5～3倍 | 1.0×（ノーマルのみ） |
| ヒーター近くのタンク壁の穴あき | 観察された | 減少 | なし |
| 迷走電流経路の完成 | グランドを介して整流器まで | グランドを介して整流器まで | パスが存在しません |
| ガルバニックカップルのリスク | はい（異種金属） | はい | なし |
PTFE 電気絶縁ソリューション
PTFE はエンジニアリング材料の中で最も優れた電気絶縁体の 1 つです。体積抵抗率は10¹⁸Ω・cmを超えます。絶縁耐力は 18 ～ 24 kV/mm です。電気めっきタンクでは、PTFE 熱交換器は電気的には見えません。電流が流れないため、迷走電流を収集できません。アースへの導電経路がないため、アースへの回路を完成させることができません。
この隔離は蒸気と凝縮水の接続部にも適用されます。 PTFE チューブは、タンク外部の金属蒸気配管からタンク内部の浸漬コイルまで継続的に電気絶縁を提供します。タンクの液面と最初の金属接続の間の PTFE チューブの長さにより、絶縁破壊が行われます。
絶縁により、迷走電流腐食だけでなく電気腐食も排除されます。異なる合金組成のタンクまたは配管と電気的に接触する金属製熱交換器は、ガルバニ電池を形成します。貴金属の低い金属が優先的に腐食します。 PTFE は非金属であるため、ガルバニック電位がなく、どの金属ともガルバニック対を形成しません。-
タンク家具の保護
迷走電流経路の排除は、すべての浸漬金属コンポーネントに利益をもたらします。迷走電流がなくなると、陽極バスケット、加熱/冷却コイル (別個の場合)、撹拌シャフト、レベル センサー ハウジング、およびタンク壁の腐食が軽減されます。
特にチタン陽極バスケットの場合、PTFE ヒーターの設置による耐用年数は 2-3 倍、積極的なニッケルめっきサービスでは 12 ～ 18 か月から 36 ～ 48 か月に向上します。多くの場合、ヒーター自体の耐用年数の延長とは無関係に、アノード バスケットの交換コストの節約だけでも PTFE 熱交換器の変換が正当化されます。
まとめ
PTFE 熱交換器は、固有の非導電性特性により、迷走電流によって引き起こされるアノード バスケットの腐食を排除します。-代替電流経路を提供し、近くの金属コンポーネントの意図しない電気化学的腐食を引き起こす接地された金属ヒーターとは異なり、PTFE はめっき回路内で電気的に目に見えません。電流が流入せず、グランドへの経路が存在せず、迷走電流による腐食も発生しません。
絶縁により、陽極バスケット、タンク壁、およびすべての浸漬された金属製家具が迷走電流による損傷から保護されます。通常、接地された金属製ヒーターを PTFE ヒーターに置き換えると、アノード バスケットの耐用年数は 2 倍または 3 倍になります。
特定のめっきタンク構成における PTFE 熱交換器の電気的絶縁の利点に関する工学分析は、整流器の仕様、タンクのレイアウト、アノード バスケットの材質と耐用年数データ、および現在の接地構成を提出すると利用できます。
