95 डिग्री पर 25% सल्फ्यूरिक एसिड के लिए टाइटेनियम विसर्जन हीटर के साथ मौजूदा कार्बन स्टील टैंक को रेट्रोफिटिंग करते समय, हीटर बंडल कॉन्फ़िगरेशन को आवारा वर्तमान जंग से कैसे बचना चाहिए?

टाइटेनियम हीटर रेट्रोफिट से लेकर कार्बन स्टील टैंक तक का मौलिक व्यापार -
पारंपरिक कार्बन स्टील टैंकों के स्थान पर टाइटेनियम विसर्जन हीटरों का उपयोग गैल्वेनिक संगतता समस्या पैदा करता है। टैंक का उपयोग 95 डिग्री सेल्सियस पर 25% सल्फ्यूरिक एसिड के साथ किया जाता है। इस प्रकार एक ही प्रवाहकीय इलेक्ट्रोलाइट दोनों सामग्रियों के संपर्क में होता है। टाइटेनियम उत्कृष्ट है (पतला सल्फ्यूरिक एसिड में संक्षारण क्षमता ca . +0.2 V बनाम Ag/AgCl) जबकि कार्बन स्टील सक्रिय है (ca. −0.4 V बनाम Ag/AgCl)। टैंक की दीवार टाइटेनियम और कार्बन स्टील के सीधे संपर्क में होती है और एक गैल्वेनिक सेल बनता है जो कार्बन स्टील का तेजी से क्षरण करता है। वेल्डिंग, ग्राउंडिंग सिस्टम या आस-पास के इलेक्ट्रोकेमिकल संचालन से भटका हुआ करंट भी टाइटेनियम हीटर बंडल पर केंद्रित हो सकता है। हीटर बंडल कॉन्फ़िगरेशन {{13}व्यक्तिगत टाइटेनियम ट्यूबों को कैसे स्टैक्ड, समर्थित और विद्युत रूप से अलग किया जाता है-सीधे इन आवारा और गैल्वेनिक धाराओं की मात्रा और वितरण को प्रभावित करता है। जब धाराएं केंद्रित होती हैं तो दीवार की मोटाई स्थानीय हमले के प्रतिरोध को प्रभावित करती है, लेकिन मुख्य उत्तर विद्युत अलगाव है। यह कार्य कार्बन स्टील टैंकों को रेट्रोफिटिंग करते समय भटके हुए वर्तमान क्षरण को रोकने के लिए कॉन्फ़िगरेशन नियमों को निर्दिष्ट करता है।

यांत्रिक अखंडता पर प्रभाव: गैल्वेनिक और स्ट्रे करंट तंत्र
यदि टाइटेनियम हीटर को सीधे कार्बन स्टील टैंक फ्लैंज से बांधा जाता है, तो माउंटिंग हार्डवेयर विद्युत रूप से दो धातुओं से जुड़ जाता है। टाइटेनियम {{1}कैथोड/कार्बन स्टील {{2}एनोड संपर्क में 25% एच 2 एसओ 4 में 95 डिग्री पर गैल्वेनिक वर्तमान घनत्व 50 - 200 μA/सेमी 2 . तक हो सकता है। यह वर्तमान प्रति वर्ष 0.5 से 2.0 मिमी की दर से कार्बन स्टील को नष्ट कर देगा, जो 3 से 12 वर्षों में 6 मिमी टैंक की दीवार को छिद्रित करने के लिए पर्याप्त है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि बाहरी स्रोतों (उदाहरण के लिए, वेल्डिंग रेक्टिफायर, कैथोडिक सुरक्षा प्रणाली, या भूमिगत बिजली आपूर्ति) से भटकने वाली धाराएं टाइटेनियम हीटर बंडल के माध्यम से कम प्रतिरोध पथ ले सकती हैं। आवारा धाराएं टाइटेनियम की सतह पर केंद्रित होती हैं क्योंकि टाइटेनियम में कार्बन स्टील की तुलना में कम विद्युत प्रतिरोधकता (55 µΩ·सेमी) होती है (स्टील के लिए 15-20 µΩ·सेमी वास्तव में कम है, लेकिन टाइटेनियम की निष्क्रिय कोटिंग एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करती है)। इसके परिणामस्वरूप उन स्थानों पर स्थानीयकृत गड्ढे या ग्रूविंग हो जाती है जहां टाइटेनियम टैंक सपोर्ट को छूता है या जहां बंडल ट्यूब पार हो जाते हैं। दीवार की मोटाई संक्षारण भत्ता प्रदान कर रही है: 1.2 मिमी टाइटेनियम दीवार 6 वर्षों तक प्रति वर्ष 0.2 मिमी भटकाव का सामना कर सकती है। 2.0 मिमी की दीवार 10 साल तक चल सकती है। लेकिन कार्बन स्टील टैंक की दीवार (सामान्यतः 6-10 मिमी) भी जंग के अधीन है, और टैंक प्रतिस्थापन हीटर प्रतिस्थापन की तुलना में काफी अधिक महंगा है।

थर्मल प्रदर्शन पर प्रभाव: बंडल रिक्ति और वर्तमान वितरण
हीटर बंडल कॉन्फ़िगरेशन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से वर्तमान वितरण को प्रभावित करता है। टाइटेनियम ट्यूब बारीकी से व्यवस्थित (3× ट्यूब ओडी केंद्र से कम दूरी पर) आवारा धाराओं के लिए एक कम प्रतिरोध चैनल प्रदान करते हैं, बंडल की परिधि पर वर्तमान घनत्व को केंद्रित करते हुए . 4 ओडी से 5 गुना तक) वर्तमान भीड़ और स्थानीय हमले को कम करते हैं। व्यापक दूरी का थर्मल परिणाम एक बड़ा बंडल पदचिह्न और संभवतः कम गर्मी हस्तांतरण समरूपता है, लेकिन यह जंग से बचने के लिए स्वीकार्य है। भौतिक स्थान और विद्युत अलगाव महत्वपूर्ण हैं, लेकिन दीवार की मोटाई नहीं। इसका वर्तमान वितरण पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

स्ट्रे करंट शमन के लिए बंडल कॉन्फ़िगरेशन: व्यापार का संश्लेषण{{0}बंद
बंडल कॉन्फ़िगरेशन फ़ंक्शनसिफारिश भटका हुआ वर्तमान संक्षारण प्रभाव थर्मल प्रदर्शन प्रभावकोर इंजीनियरिंग तर्क
ट्यूब की पिच (केंद्र से {{0 से केंद्र तक) 4× ट्यूब का न्यूनतम OD वर्तमान भीड़ में 50-70% की कमी, बड़े टैंक को खोलने की आवश्यकता है। बढ़ती दूरी के साथ इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से विद्युत प्रतिरोध बढ़ता है।
टैंक फ्लैंज माउंटिंगपीटीएफई या पीईईके गैसकेट और स्लीव्स को अलग किया गया, गैल्वेनिक संपर्क को खत्म किया गया > भटके हुए वर्तमान पथ में 90% की कमी, कोई प्रभाव नहीं, गैल्वेनिक सर्किट विद्युत अलगाव से टूट गया।
नॉनकंडक्टर (पीटीएफई, सिरेमिक या लेपित) के अंदर टैंक ट्यूब धारक वर्तमान समर्थन बिंदुओं पर जोर देने से रोकता है, कोई प्रभाव नहीं पड़ता, टाइटेनियम और कार्बन स्टील के बीच धातु के संपर्क को {{0} से {{1} तक रोकता है।
बंडल ग्राउंडिंग, 10 Ω रेसिस्टर के माध्यम से सिंगल {0}पॉइंट ग्राउंडिंग, स्टैटिक बिल्ड को कम करता है {{2}अप और भटके हुए वर्तमान आयाम को कम करता है, कोई प्रभाव नहीं पड़ता, रेसिस्टर वर्तमान प्रवाह को सीमित करता है लेकिन क्षमता तैर नहीं सकती है।
दीवार की मोटाई (उन क्षेत्रों में जहां करंट केंद्रित हो सकता है) 1.5 मिमी - 2.0 मिमी अलगाव की विफलता पर संक्षारण भत्ता थोड़ा थर्मल जुर्माना (1-2 डिग्री ऊंची सतह) मोटी दीवार अवशिष्ट आवारा धाराओं से स्थानीयकृत गड्ढे का सामना कर सकती है।
बंडल इलेक्ट्रिकल अलगाव और निगरानी से परे इंजीनियरिंग
रेट्रोफिट में सबसे महत्वपूर्ण चरण टाइटेनियम हीटर बंडल और कार्बन स्टील टैंक के बीच विद्युत अलगाव प्रदान करना है। माउंटिंग फ्लैंज पर पीटीएफई गास्केट (3 मिमी मोटी), पीटीएफई {{2}लेपित स्टड या आइसोलेशन स्लीव्स के साथ संयोजन में, > 100 एम देते हैं? 500 वी डीसी पर प्रतिरोध। यह गैल्वेनिक सर्किट को तोड़ देता है और भटकती धाराओं को टाइटेनियम से दूर कर देता है। हीटर बंडल और टैंक अर्थ के बीच एक ग्राउंडिंग रेसिस्टर (10{9}}50 Ω) जुड़ा हुआ है। यह स्थैतिक चार्ज को बढ़ने से बचाता है और दोष धाराओं को सीमित करता है। अलगाव गिरावट का पता लगाने के लिए टाइटेनियम बंडल और टैंक दीवार के बीच वोल्टेज को समय-समय पर (उच्च-प्रतिबाधा वोल्टमीटर के साथ) जांचा जाता है। यदि डीसी वोल्टेज 0.5 वी से अधिक है, तो सक्रिय गैल्वेनिक या आवारा धारा क्षरण की संभावना है।

निष्कर्ष: मुख्य बचाव विद्युत अलगाव है, न कि दीवार की मोटाई
The titania immersion heaters for 25% sulphuric acid at 95°C were retrofitted to an existing carbon steel tank and electrical isolation of the titania from the carbon steel tank was required to prevent stray current and galvanic corrosion not increased titanium wall thickness. The suggested setup is PTFE isolation gaskets at all mounting locations, non-conductive tube supports (ceramic or PTFE), tube spacing of at least 4× OD, and single point grounding via a 10 Ω resistor. When properly isolated, the corrosion mechanism is uniform acid attack (0.02 – 0.05 mm per year) and a service life of 10+ years can be achieved with a conventional titanium wall thickness of 1.2 – 1.5 mm. Even a 3.0 mm titanium wall without insulation will not prevent the carbon steel tank against galvanic perforation. When specifying a retrofit heater bundle, expect documented electrical isolation testing (megger test at 500 V DC, >100 एमए) और एक ग्राउंडिंग योजनाबद्ध शामिल है। हीटर निर्माता को बंडल के साथ आइसोलेशन किट शामिल करनी चाहिए और इंस्टॉलर सिस्टम को सक्रिय करने से पहले आइसोलेशन की जांच करेगा।