Għaliex l-Istorbju Elettrokimiku (Fluttwazzjonijiet Kurrenti) fuq Wiċċ ta 'Heater tat-Titanju Jiżdied b'Ordni ta' Kobor Eżatt qabel in-Nukleazzjoni tal-Fossa?

Għal inġinier tal-korrużjoni li jimmonitorja l-istorbju elettrokimiku (ECN) biex jidentifika pitting fuq heater ta 'immersjoni tat-titanju, il-varjazzjonijiet attwali jogħlew b'ordni ta' kobor (10×) ftit qabel in-nukleazzjoni tal-fossa. L-istorbju tal-kurrent elettrokimiku (devjazzjoni standard) fl-istat passiv stabbli huwa tipikament 0.1-1.0 nA/cm², konsistenti ma 'tqassim stokastiku u repassivazzjoni ta' fosos metastabbli. L-amplitudni tal-ħsejjes tiżdied għal 10-100 nA/cm² eżatt qabel in-nukleazzjoni stabbli tal-ħofra hekk kif il-ħofor metastabbli jsiru akbar, aktar frekwenti u li jdumu ħajja itwal. Iż-żieda hija dovuta għall-instabilità lokali tal-film passiv bi tqassim ripetut u repassivazzjoni parzjali f'postijiet dgħajfa (inklużjonijiet, grif jew xquq). Kull fossa metastabbli toħloq kurrent temporanju b'ħin partikolari ta 'żieda (millisekondi) u ħin ta' decay (sekondi). Jekk dawn it-transients jogħlew 'il fuq minn limitu kruċjali kemm fil-frekwenza kif ukoll fl-amplitudni, fossa metastabbli ssir stabbli u jibda l-pittura kontinwa.

Mekkaniżmu tal-ġenerazzjoni tal-ħoss elettrokimiku waqt il-bidu tal-pitting
L-istorbju elettrokimiku huwa ġġenerat minn bidliet każwali tal-potenzjal ta 'korrużjoni u l-kurrent galvaniku bejn żewġ elettrodi tax-xogħol identiċi. Fosos metastabbli jinnukleaw f'postijiet ta 'difetti fuq wiċċ passiv tat-titanju, jiżviluppaw għal ftit sekondi u mbagħad repassivate. Kull fossa metastabbli tagħti bidu għal kurrent temporanju, żieda mgħaġġla (kif il-ħofra tattiva) u tnaqqis fit-tul (kif isseħħ repassivation). Ir-rata ta 'okkorrenza ta' fosos metastabbli fl-istat fiss passiv hija modesta (1 sa 10 /cm2/siegħa) u l-ogħla kurrent għal kull avveniment huwa ċkejken (1 sa 10 nA). Eżatt qabel in-nukleazzjoni stabbli tal-fossa, il-film passiv jiddgħajjef lokalment (b'inkursjoni tal-klorur, tnaqqis fil-pH, jew żieda potenzjali). Fosos metastabbli jibdew aktar spiss (10-100 kull cm2 fis-siegħa) u jiżviluppaw akbar qabel repassivation. Il-kurrent massimu għal kull inċident huwa 100-1,000 nA. L-intensità tal-ħoss (il-proporzjon bejn id-devjazzjoni standard tal-ħoss kurrenti u l-kurrent medju) tiżdied minn < 0.1 għal > 1.0. Din is-spike hija twissija prekursur għal pitting li ġej.

Kwantifikazzjoni tal-Parametri tal-Ħoss Elettrokimiku Preċedenti u Waqt in-Nukleazzjoni tal-Fossa
Kundizzjoni tal-wiċċ Storbju Std. Dev. (nA/cm²) Intensità tal-Istorbju (σ/I_mean) Frekwenza tal-Ħofor Metastabbli (avvenimenti/cm²·hr) Kurrent Oċċessjoni għal kull Avveniment (nA) Ħin għal Pitting Stabbli
Passiv stabbli (film tajjeb) 0.1-0.5 0.01-0.05 1-5 1-5 > 1,000 h
Tixjiħ (passiv b'ħsarat modesti) 0.5-2 0.05-0.2 5-20 5-20 100-1,000 siegħa
Metastabbli (pre-pitting) 2-10 0.2-1.0 20-100 20-200 10-100 sigħat
Pre-nukleazzjoni (kritika) 10-50 1.0-5.0 100-500 100-1,000 1-10 sigħat
Pitting stabbli (nukleat) 50-500 5.0-50 Kontinwu (l-ebda repassivazzjoni) 1,000-10,000 0 (pittura fil-progress)
Gwida Ibbażata fuq Xenarju għall-Interpretazzjoni tas-Sinjali ECN fuq Titanium Heaters
Ħsejjes Mkejla σ (nA/cm²) Intensità tal-Ħoss (σ/I_mean) Forma tas-Sinjal Tifsira Azzjoni rakkomandata < 1 < 0.1 Spikes rari, tħassir rapidu Stabbiltà tal-film passivL-ebda azzjoni. Iċċekkja perjodikament.
1-5 0.1-0.5 Tnaqqis medju, spikes frekwenti Degradazzjoni passiva tal-film Spezzjoni viżwali wara xahar.
5-15 0.5-1.5 Spikes frekwenti ħafna, tħassir bil-mod Pre-pitting (metastabbli) Spezzjona f'ġimgħa. Jekk possibbli tbaxxi temperatura jew klorur.
15-50 1.5-5.0 Storbju kontinwu ta' frekwenza għoljaPre{1}}nukleazzjoni criticalCheck minnufih. > Lesti biex tissostitwixxi l-heater. 50 > 5.0 Kurrent għoli (l-ebda tħassir) Pitting attiv stabbli Itfi t-tisħin immedjatament.
Żieda fl-istorbju wara l-modifika tal-proċess (eż. żieda fit-temperatura)Kull Korrelazzjoni mal-avveniment Il-modifika tal-proċess ikkawżat ksur tal-film Aqleb il-kundizzjonijiet tal-proċess. Iċċekkja l-heater.
Implimentazzjoni tal-Inġinerija għat-Traċċar tal-ECN On-On Line 1.
Il-monitoraġġ tal-istorbju elettrokimiku fuq heater tat-titanju jista' jiġi implimentat permezz ta' metodu ta' żewġ-elettrodi fejn il-heater innifsu huwa elettrodu wieħed li jaħdem u kupun żgħir tat-titanju (l-istess materjal) huwa t-tieni elettrodu tax-xogħol. Iż-żewġ elettrodi huma akkoppjati ma 'zero-ammeter ta' reżistenza (ZRA) u l-kurrent li jgħaddi bejn iż-żewġ elettrodi huwa rreġistrat b'rata ta 'kampjunar ta' 1-10 Hz. Id-devjazzjoni standard li tiċċaqlaq ta '10 minuti tal-kurrent hija determinata. L-ewwel 24 siegħa ta 'tħaddim taħt kundizzjonijiet nodfa u passivi, joħolqu linja bażi. Jiġi ġġenerat allarm meta d-devjazzjoni standard rolling taqbeż 3 × il-linja bażi. Jekk ikun akbar minn 10 × il-linja bażi, hija meħtieġa spezzjoni rapida. It-teknoloġija tista 'tkun marbuta mal-kontroll tal-proċess biex titbaxxa l-qawwa jew it-temperatura tal-heater jekk il-livelli tal-istorbju jissuġġerixxu riskju ta' tkissir tal-film. F'ambjenti ħarxa (klorur għoli, temperatura għolja) il-monitoraġġ ECN se jipprovdi twissija ta '1-10 sigħat qabel ma tiżviluppa pitting kostanti - ħin adegwat biex tiskeda spezzjoni jew severità tal-proċess aktar baxxa.

Konklużjoni: L-istorbju jogħla minn 0.5 nA għal 5-15 nA (10-30x) qabel in-nukleazzjoni tal-ħofra
L-istorbju elettrokimiku fuq wiċċ tal-ħiter tat-titanju jiżdied b'ordni ta' kobor wieħed (10x sa 30x) qabel il-bidu ta' fossa. L-istorbju (kurrent, std) fl-istat passiv stabbli huwa 0.1-1.0 nA/cm^2. Qabel il-ħofor l-istorbju jogħla għal 10-50 nA/cm 2 hekk kif il-ħofor metastabbli jikbru u aktar frekwenti sakemm wieħed isir stabbilizzat. Din il-fossa tkompli tespandi. L-intensità tal-ħoss ($\\sigma/I_{\\rm mean}$) tiżdied minn < 0.1 għal > 1.0. Din iż-żieda prevedibbli tipprovdi sinjal ta 'twissija bikrija ta' korrużjoni tal-pitting li ġejja minn quddiem, u tagħti lill-operaturi l-opportunità li jispezzjonaw jew jissostitwixxu l-heater qabel it-perforazzjoni. Għal applikazzjonijiet importanti tal-heater tat-titanju (ilma baħar, salmura, kloruri ta 'temperatura għolja) l-installazzjoni ta' monitoraġġ tal-istorbju elettrokimiku b'limitu ta 'allarm linja bażi 3 × toffri twissija ta' 1-10 sigħat qabel ma jseħħ pitting stabbli, li jippermetti li tittieħed azzjoni preventiva u li tiġi evitata l-kontaminazzjoni tal-proċess.