Nima uchun titanli isitgich yuzasidagi elektrokimyoviy shovqin (oqim tebranishlari) chuqur yadrolanishidan oldin kattalik tartibiga ko'tariladi?

Korroziya muhandisi elektrokimyoviy shovqinni (ECN) kuzatuvchi titaniumli isitish moslamasidagi chuqurlikni aniqlash uchun, chuqurning yadrolanishidan oldin oqim tebranishlari kattalik (10 ×) ga ko'tariladi. Barqaror passiv holatda elektrokimyoviy oqim shovqini (standart og'ish) odatda 0,1-1,0 nA/sm² ni tashkil qiladi, bu metastabil chuqurlarning stokastik parchalanishi va repasivatsiyasiga mos keladi. Shovqin amplitudasi barqaror chuqur yadrolanishidan oldin 10-100 nA/sm² gacha oshadi, chunki metastabil chuqurlar kattaroq, tez-tez va uzoqroq bo'ladi. O'sish passiv plyonkaning mahalliy beqarorligi bilan bog'liq bo'lib, takroriy parchalanish va zaif joylarda (qo'shimchalar, tirnalishlar yoki yoriqlar) qisman repasivatsiya qilinadi. Har bir metastabil chuqur ma'lum bir ko'tarilish vaqti (millisekundlar) va parchalanish vaqti (sekundlar) bilan vaqtinchalik oqim hosil qiladi. Agar bu o'tish jarayonlari chastotada ham, amplitudada ham hal qiluvchi chegaradan oshib ketsa, metastabil chuqur barqaror bo'ladi va doimiy chuqurlik boshlanadi.

Chuqurlikni boshlash paytida elektrokimyoviy shovqin hosil qilish mexanizmi
Elektrokimyoviy shovqin ikki bir xil ishchi elektrodlar orasidagi korroziya potentsiali va galvanik oqimning tasodifiy o'zgarishi natijasida hosil bo'ladi. Metastabil chuqurchalar passiv titan yuzasida nuqsonli joylarda yadro hosil qiladi, bir necha soniya davomida rivojlanadi va keyin qayta pasayadi. Har bir metastabil chuqurda oqim o'tuvchisi, tez ko'tarilishi (chuqur faollashganda) va uzoq pasayish (repasivatsiya sodir bo'lganda) tug'iladi. Passiv barqaror holatda metastabil chuqurchalarning paydo bo'lish tezligi oddiy (1 dan 10 / sm2 / soat) va har bir hodisa uchun eng yuqori oqim juda kichik (1 dan 10 nA gacha). Barqaror chuqur yadrolanishidan oldin, passiv plyonka mahalliy darajada zaiflashadi (xloridning kirib borishi, pH pasayishi yoki potentsial o'sish). Metastabil chuqurchalar tez-tez boshlanadi (soatiga 10-100 sm2) va repasivasyondan oldin kattaroq rivojlanadi. Har bir hodisa uchun maksimal oqim 100-1000 nA ni tashkil qiladi. Shovqinning intensivligi (joriy shovqinning standart og'ishi va o'rtacha oqim o'rtasidagi nisbat) < 0,1 dan > 1,0 gacha oshadi. Bu boshoq yaqinlashib kelayotgan chuqurlik haqida ogohlantirishdir.

Chuqur yadrolanishidan oldingi va vaqtidagi elektrokimyoviy shovqin parametrlarini miqdoriy aniqlash
Sirt holati Shovqin Std. Dev. (nA/sm²) Shovqin intensivligi (s/I_mean) Metastabil chuqurlik chastotasi (hodisalar/sm²·soat) Har bir hodisa uchun eng yuqori oqim (nA) Barqaror chuqurlashish vaqti
Barqaror passiv (yaxshi film) 0.1-0.5 0.01-0.05 1-5 1-5 > 1000 soat
Qarish (kamtarona nosozliklar bilan passiv) 0.5-2 0.05-0.2 5-20 5-20 100-1,000 soat
Metastabil (-pitingdan oldin) 2-10 0.2-1.0 20-100 20-200 10-100 soat
Yadrolanishdan oldingi-(kritik) 10-50 1.0-5.0 100-500 100-1,000 1-10 soat
Barqaror chuqurchalar (yadroli) 50-500 5.0-50 Uzluksiz (qayta pasivatsiya qilinmagan) 1,000-10,000 0 (pitting davom etmoqda)
Titanli isitgichlarda ECN signallarini talqin qilish bo'yicha stsenariyga asoslangan qo'llanma
O'lchangan shovqin s (nA/sm²) Shovqin intensivligi (s/I_mean) Signal shakli Ma'nosi Tavsiya etilgan harakat < 1 < 0,1 Kamdan-kam uchish, tez parchalanishPassiv plyonka barqarorligi Hech qanday harakat yo'q. Vaqti-vaqti bilan tekshiring.
1-5 0.1-0.5 Oʻrtacha pasayish, tez-tez koʻtarilishlarPassiv plyonka degradatsiyasi 1 oydan keyin vizual tekshirish.
5-15 0.5-1.5 Juda tez-tez ko'tarilishlar, sekin parchalanish-parchalanishdan oldin (metastabil) 1 hafta ichida tekshiriladi. Iloji bo'lsa, past harorat yoki xlorid.
15-50 1.5-5.0 Uzluksiz yuqori chastotali shovqinPre-yadrolanish kritik tekshiruvi darhol. > Isitgichni almashtirishga tayyor bo'ling. 50 > 5,0 Yuqori oqim (parchalanish yo'q) Barqaror faol chuqurlashish Isitishni darhol o'chiring.
Jarayonni o'zgartirishdan so'ng shovqinning oshishi (masalan, haroratning oshishi) Hodisa bilan bog'liqlik Jarayonning o'zgarishi plyonkaning sinishiga olib keldi. Isitgichni tekshiring.
Onlayn -ECN kuzatuvi uchun muhandislik amaliyoti 1.
Titanli isitgichda elektrokimyoviy shovqin monitoringi ikkita elektrodli usul yordamida amalga oshirilishi mumkin, bunda isitgichning o'zi bitta ishchi elektrod va kichik titan kupon (xuddi shu material) ikkinchi ishchi elektroddir. Ikki elektrod nol{2}}qarshilik ampermetri (ZRA) bilan ulanadi va ikki elektrod orasidagi oqim 1-10 Gts namuna olish tezligida qayd etiladi. Oqimning 10 daqiqalik harakatlanuvchi standart og'ishi aniqlanadi. Toza, passiv sharoitlarda ishlashning dastlabki 24 soati asosiy chiziqni yaratadi. Tegishli standart og'ish asosiy chiziqdan 3× oshib ketganda signal paydo bo'ladi. Agar u asosiy qiymatdan 10 × dan katta bo'lsa, tezkor tekshirish talab qilinadi. Agar shovqin darajasi plyonkaning buzilishi xavfini ko'rsatsa, texnologiya isitgich quvvatini yoki haroratini pasaytirish uchun jarayonni boshqarish bilan bog'lanishi mumkin. Qattiq sharoitlarda (yuqori xlorid, yuqori harorat) ECN monitoringi barqaror chuqurchalar paydo bo'lishidan oldin 1-10 soatlik ogohlantirish beradi - tekshirishni rejalashtirish uchun etarli vaqt yoki jarayonning og'irligini pasaytirish.

Xulosa: Chuqur yadrolanishidan oldin shovqin 0,5 nA dan 5-15 nA (10-30x) gacha ko'tariladi.
Chuqurni ishga tushirishdan oldin titaniumli isitgich yuzasida elektrokimyoviy shovqin 1 darajaga (10x dan 30x gacha) ortadi. Barqaror passiv holatda shovqin (oqim, std) 0,1-1,0 nA / sm ^ 2 ni tashkil qiladi. Ko'tarilishdan oldin shovqin 10-50 nA/sm 2 gacha ko'tariladi, chunki metastabil chuqurlar barqarorlashgunga qadar kattalashadi va tez-tez bo'ladi. Bu chuqur kengayishda davom etmoqda. Shovqin intensivligi ($\\sigma/I_{\\rm o'rtacha}$) < 0,1 dan > 1,0 gacha oshadi. Bu bashorat qilinadigan o'sish yaqinlashib kelayotgan chuqur korroziyasi haqida erta ogohlantirish signalini beradi va operatorlarga teshilishdan oldin isitgichni tekshirish yoki almashtirish imkoniyatini beradi. Titan isitgichlarining muhim ilovalari (dengiz suvi, sho'r suvlar, yuqori haroratli xloridlar) uchun 3 × asosiy signal chegarasi bilan elektrokimyoviy shovqin monitoringini o'rnatish barqaror chuqurchalar paydo bo'lishidan 1-10 soat oldin ogohlantiradi, bu esa profilaktika choralarini ko'rish va jarayonning ifloslanishining oldini olish imkonini beradi.