קו ציפוי PCB החליף דוד טבילה PTFE לאחר שמונה חודשי שירות בלבד. משטח הנדן הראה תבנית של בורות עמוקים ומקומיים המרוכזים בצד הפונה אל פסי המיישר. ה-PTFE היה שלם במקום אחר. הבורות חדרו לנדן וגרמו לדליפה. המיישרים של המפעל לא היו מבודדים מהמיכל, וזרם תועה זרם דרך אמבט הציפוי אל המחמם המוארק.
זרם תועה הוא זרם חשמלי שזורם דרך נתיבים לא מכוונים במערכת ציפוי. מקורו במיישרים, פסי אוטובוס וחיבורי חשמל שאינם מבודדים כראוי. הזרם נכנס לאמבט הציפוי ומוצא דרך לאדמה דרך מבנה המיכל, המחמם או הצנרת. היכן שהזרם עוזב את פני המתכת, הוא גורם לקורוזיה.
כיצד זרם תועה גורם להתפרצות
קורוזיה של זרם תועה מתרחשת בנקודה שבה הזרם יוצא ממשטח המתכת ונכנס לאלקטרוליט. המתכת בשלב זה הופכת לאנודית ומתמוססת. הקורוזיה היא מקומית ויכולה לחדור למתכת במהירות.
כמות המתכת שאבדה היא פרופורציונלית לזרם. זרם תועה של אמפר אחד בלבד יכול להמיס בערך קילוגרם פלדה בשנה. זרם של 10 אמפר יכול להמיס 10 קילוגרמים-מספיק כדי להרוס מעטפת מחמם בתוך חודשים.
| זרם תועה | אובדן מתכת לשנה | קצב חדירה על פלדה | זמן לנקב (מעטפת 2 מ"מ) |
|---|---|---|---|
| 0.1 A | 0.1 ק"ג | 0.013 מ"מ לשנה | >150 שנה |
| 1 A | 1 ק"ג | 0.13 מ"מ לשנה | 15 שנים |
| 5 A | 5 ק"ג | 0.65 מ"מ לשנה | 3.1 שנים |
| 10 A | 10 ק"ג | 1.3 מ"מ לשנה | 1.5 שנים |
| 50 A | 50 ק"ג | 6.5 מ"מ לשנה | 3.7 חודשים |
זרם תועה והשפעתו על קורוזיה פלדה באמבטיות ציפוי
מדוע הצד הפונה למיישר מושפע ביותר
הזרם התועה זורם ממוטות המיישר דרך אמבט הציפוי לאדמה. צפיפות הזרם היא הגבוהה ביותר ליד המקור-פסי האוטובוס-ופוחתת עם המרחק. הצד של המחמם הפונה למיישר מקבל את צפיפות הזרם הגבוהה ביותר. הבורות נוצרים בצד זה.
הזרם גם הולך בדרך של ההתנגדות הקטנה ביותר. אם המחמם מוארק והמיכל אינו, הזרם עלול להתרכז במחמם. המחמם הופך לנתיב המועדף לקרקע, והבור מתרכז שם.
מדוע מחממי PTFE-מצופים עדיין פגיעים
ציפוי PTFE על תנור חימום הוא מבודד חשמלי. זה אמור לחסום זרם תועה מלהגיע לנדן המתכת. אבל ה-PTFE הוא דק, ועשויים להיות בו פגמים-חורי סיכה, שריטות או כתמים דקים-שמאפשרים לעבור לזרם.
ברגע שהזרם מגיע לנדן המתכת דרך פגם בציפוי, הוא יוצר תא קורוזיה מקומי. המתכת בפגם הופכת לאנודית ומתמוססת. הבור מעמיק ועלול לחדור לנדן.
הזרם התועה גם מאיץ את פירוק ה-PTFE. הזרם מייצר חום בפגם, והחום מפרק את ה-PTFE סביב הבור. ה-PTFE המושפל חדיר יותר, ומאפשר מעבר זרם רב יותר.
מניעת קורוזיה של זרם תועה
המניעה היעילה ביותר היא ביטול הזרם התועה. משמעות הדבר היא בידוד המיישרים, פסי האוטובוס וחיבורי החשמל מהמיכל ומהצנרת. יש לחבר את פלט המיישר רק לאנודות ולקתודות, ללא נתיבים אחרים לאדמה.
הארקה של המיכל והמחמם לקרקע משותפת יכולה להפחית את הפרש הפוטנציאלים שמניע זרם תועה. ההארקה צריכה להיעשות בנקודה אחת כדי למנוע לולאות הארקה.
שימוש במחמם מבודד-כזה שאינו מחובר חשמלי למיכל-יכול למנוע זרימת זרם תועה דרך המחמם. המחמם מופעל על ידי שנאי בידוד או אספקה מוארקת הנפרדת ממעגל הציפוי.
| אמצעי מניעה | השפעה על זרם תועה | יישום | עֲלוּת |
|---|---|---|---|
| בידוד מיישר | מבטל את המקור | עבודת חשמל | לְמַתֵן |
| הארקה אחת-נקודתית | מפחית הבדל פוטנציאל | עבודת חשמל | נָמוּך |
| אספקת תנור חימום מבודדת | חוסם את הנתיב הנוכחי | שנאי או אספקה נפרדת | גבוה יותר |
| שלמות ציפוי | חוסם זרם בפגמים | בקרת איכות | לְמַתֵן |
אמצעי מניעה לקורוזיה של זרם תועה בקווי ציפוי
כאשר זרם תועה מצביע על בעיית עיצוב
תנור חימום שסובל מבור זרם תועה למרות בידוד המיישר והארקה תקינה מצביע על כך שפרק המיכל או המערכת החשמלית יוצרים הבדל פוטנציאל בלתי נמנע. תצורה מותאמת אישית של תנור טבילה מסוג PTFE עם אספקה מבודדת, ציפוי עבה ומשטח ללא פגם מטפל בגורם השורש של קורוזיה זרם תועה. תהליך המפרט דורש את פריסת המיישר, את מערכת ההארקה, את כימיה האמבטיה ואת ההספק הנדרש. עבור מתקנים עם בעיות זרם תועה, הגישה הספציפית ליישום-מפחיתה בור ומאריכה את חיי השירות של המחמם.
