Да ли употреба жртвоване цинкове аноде у резервоару убрзава или успорава корозију металног језгра ПФА грејача?

Галванска корозија металних зидова резервоара и компоненти жртвованим цинк анодама. Међутим, метално језгро је обложено и није директно у контакту са течношћу резервоара (у случају ПФА грејача) све док ПФА омотач није угрожен. Ако је ПФА нетакнут, цинкова анода неће утицати на језгро јер нема електричног канала. Ако је ПФА угрожен (пукотина, блистер, рупица), изложено метално језгро је у галванском колу. У већини резервоара, цинк је више анодичан (већи негативни потенцијал) од основних материјала (Инкологија, титанијум, нерђајући челик). Ово ће узроковати кородију цинкове аноде, штитећи језгро. Ово успорава корозију језгра и продужава век грејача након пуцања. Али ако је резервоар пун оксидирајућих киселина (азотне, хромне) или се цинкова анода брзо исцрпљује, онда растворени јони цинка могу да убрзају распад ПФА? Нема директног доказа Цинкова анода се користи као жртвована анода за неутралну до умерено киселу услугу. Цинк се брзо раствара у јако оксидирајућим киселинама, без стварања заштитног слоја, тако да не помаже. Ни у ком случају анода од цинка не убрзава корозију језгра – она ради само након пробоја.

Галвански низ и механизам заштите
Стандардни потенцијали електроде (у односу на стандардну водоничну електроду):

Зн: -0,76В

Инцолои 825: Пасивни ≈-0,20 до -0,10 В

Титанијум: -0,05 до +0.05 В (пасивно)

Нерђајући челик 316: пасивни -0,10 до -0,05 В

Цинк је аноднији од свих метала језгра грејача. Ако су два метала електрично повезана у електролиту (течност резервоара), анодни (цинк) кородира и штити више катодни (језгро). Језгро није у контакту са течношћу-без кола, када је ПФА омотач нетакнут. Ако се појави пукотина, језгро долази у контакт са течношћу. Цинк анода, ако је присутна, повезана је у електрично коло са уземљењем грејача, а уземљење је повезано са резервоаром, тако да ће цинк кородирати, а не језгро. Језгро је изложено само ограниченом потенцијалу цинка (0,2-0,5 В) што није довољно за стварање рупица.

Ефекат цинкове аноде на прекид радног века грејача
Стање ПФА плашт Присутна цинкова анода? Стопа корозије језгра након пробоја (мм/год) Време од пробоја до квара Корист Цело Да или Не 0 Без кршења Неограничено Ништа
Сломљена (мала рупица) Оштећена Не 1–3 (брзо) Од дана до недеља Н/А
Пробијено оштећено Да<0.1 (zinc protects) Months to years Significant Breached in oxidising acid (HNO3, CrO3) Damaged Yes Zinc degrades quickly, little protection Weeks little Very little
Пробијен у раствору хлорида (морска вода) Оштећен бр. 2-5 (питтинг) дана Н/А
Кршење хлоридаОштећено Да<0.05 >1 година Одлично
Када је цинкова анода корисна
Цинк је прилично ефикасан у неутралној до благо киселој води (пХ 4-9, присутни хлориди). Он штити језгро након пробоја.

Разблажена сумпорна или хлороводонична киселина (<10%, pH 1-3): Zinc will dissolve, but still offers some protection. Change the zinc more often.

Морска вода или слана вода: Добра заштита Користите цинк високе чистоће (без кадмијума, без олова).

Уземљење: Електрични континуитет од језгра грејача до уземљења резервоара мора бити одржан и цинкова анода мора бити уземљена на исто уземљење.

Када избегавати употребу цинкове аноде
Strong oxidising acids (nitric, chromic, concentrated sulphuric >50%) Цинк се брзо раствара, не ствара се заштитни премаз. За дане или недеље анода се поједе. Без заштите.

High temperature (>80 степени): Цинк пребрзо кородира. Уместо њих користите алуминијумске или магнезијумске аноде (анодније, али краћи век).

Alkaline solutions (pH >10): Цинк ствара цинкат и прелази у раствор. Без алуминијума или аноде.

Ultrapure water (resistivity >1 МΩ·цм): Не--вода=нема значајне галванске корозије. Није потребна анода.

Пракса имплементације
Ако изаберете цинк аноду за заштиту вашег ПФА грејача:

Провера електричног континуитета: Проверите отпор од жице за уземљење грејача до масе резервоара. Требало би<1 ohm.

Инсталирајте цинк аноду (просечна величина 1 - 5 килограм) у резервоар, електрично повезану са истим уземљењем

Пратите месечну потрошњу цинка. За аноду од 2 килограма и разблажену киселину од 60 степени, потрошња може бити 50–200 г месечно. Замените ако<500 g remains.

Месечна провера отпора изолације грејача. Ако падне испод 100 МΩ, постоји повреда. Цинк ће сачувати језгро, али грејач треба заменити приликом следећег заказаног прекида.

Поље узорка
An electroplating line employed PFA heaters in 10% H2SO4 at 70°C. Zinc anodes, 3 kg each, were placed in the tanks. Several heaters developed cracks (due to thermal cycling) over 5 years. In tanks with zinc anodes the broken heaters continued to work for 3–6 months until replacement (insulation resistance remained >10 МΩ). Напукли грејачи у резервоарима-без анода отказали су за 1-2 недеље (квар уземљења) Аноде су уштеделе 2.000 годишње у непотребном застоју. Цинчне аноде коштају 2.000 УСД годишње у непланираним застојима. Цинк аноде коштају 50 УСД свака и мењане су свака 3 месеца.

Закључак: Цинк анода штити језгро након пробоја ПФА
The metal core of a PFA heater is unaffected by a sacrificial zinc anode as long as the sheath is intact. When the PFA is breached, the zinc anode (more anodic) corrodes sacrificially, protecting the core and increasing post-breach heater life from days to months. This is suitable for neutral to slightly acidic aqueous service (pH 4-9). With strong oxidising chemicals or at elevated temperatures (>80 степени) цинк ће кородирати пребрзо да би био заштитни. Користите алуминијумске аноде за алкалну услугу. Цинчане аноде су јефтина полиса осигурања (50-100 УСД по резервоару) која може да спречи скупу грешку у земљи ако се ПФА омотач поквари. Они не појачавају корозију језгра. Помажу тек после пораза. Инсталирајте и надгледајте. Спавај мало боље. Ваш грејач ће и даље покварити, али ће кварити спорије. А спорије је боље.