در مقایسه دو نوع حفاظت کاتدی (CP)، حفاظت کاتدی آند قربانی (SACP) از آندهای قربانی ساخته شده از ماده ای استفاده می کند که نسبت به ساختار محافظت شده نجیب تر است و به تدریج مصرف می شود، در حالی که حفاظت کاتدی فعلی تحت تأثیر (ICCP) از یک خارجی استفاده می کند. منبع فعلی با یک آند به طور کلی بسیار کم یا غیر قابل مصرف. مواد مختلفی برای سیستم های ICCP استفاده شده است، اما ترکیب مواد جدید نوید بخش بسیاری از برنامه ها است.
ترکیب پلاتین و تیتانیوم برای پیشگیری از خوردگی برجسته
آندهای پلاتینیزه تیتانیوم ویژگی های الکتروشیمیایی مطلوب پلاتین (Pt) را با مقاومت در برابر خوردگی و سایر ویژگی های تیتانیوم ترکیب می کنند. آن ها آندهایی هستند که معمولاً با رسوب الکتروشیمیایی یک لایه بسیار نازک از فلز پلاتین یا اکسیدهای پلاتین روی یک بستر تیتانیوم تولید می شوند. این آندها به عنوان آندهای بی اثر با دوام بالا عمل می کنند و ترجیح داده می شوند زیرا در الکترولیت های معمولی نامحلول باقی می مانند.
پلاتین یک فلز گرانبها است که به دلیل ویژگیهای مطلوب منحصر به فرد خود شناخته شده است، از جمله:
- مقاومت بالا در برابر خوردگی
- مقاومت در برابر اکسیداسیون
- هدایت الکتریکی بالا
- توانایی عمل به عنوان کاتالیزور
- پایداری شیمیایی بالا
- قابلیت ایجاد یک پایان عالی
میزان مصرف پایین با هدایت الکتریکی بالا، پلاتین را به یک ماده آند ترجیحی تبدیل می کند. اما به دلیل هزینه بالای آن، فقط یک لایه نازک از پلاتین معمولاً روی مواد مختلف مقاوم در برابر خوردگی مانند تانتالوم (Ta)، نیوبیوم (Nb) یا تیتانیوم (Ti) برای استفاده از این ویژگی های مطلوب اندود می شود.
با آبکاری فلز پلاتین روی تیتانیوم، یک پوشش فلزی کامپوزیتی نیز می تواند بر روی بستر تولید شود. (در مورد نحوه محافظت پوشش های فلزی از فلزات در برابر خوردگی، بیشتر بدانید) این کامپوزیت شامل فلز تیتانیوم، پلاتین، اکسیدهای تیتانیوم و ترکیبات فلزی تیتانیوم و پلاتین است. فرآیند عملیات حرارتی پوشش کامپوزیت باعث تغییر در ترکیب شیمیایی و مورفولوژی می شود که خواص الکتروشیمیایی آن را بهبود می بخشد. استفاده از آندهای با روکش پلاتین و روکش پلاتین گزینه ها و انتخابهای جدیدی را برای طراحان سیستم های حفاظت کاتدی تحت تأثیر (ICCP) در اختیار طراحان قرار داده است، زیرا مزایای اضافی ارائه شده توسط آندهای ساخته شده از کامپوزیت های پلاتین بر روی تیتانیوم و پلاتین بر روی تانتال تغییر دهندگان بازی است. صنعت حفاظت در برابر خوردگی، بنابراین امکان پذیرش گسترده آنها وجود دارد. مواد گالوانیکی که به طور کلی در آندها استفاده می شود، مانند منیزیم و روی، مواد ترجیحی نیستند زیرا حجم زیادی دارند، نگهداری آنها گران است و باید مرتباً جایگزین شوند.
رفتار شیمیایی پلاتین و تیتانیوم
پلاتین بر روی سطح خارجی آند ترجیح داده می شود زیرا در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و می تواند جریان جریان را در اکثر محیط های الکترولیت بدون ایجاد لایه عایق روی خود تضمین کند. از آنجا که دچار خوردگی نمی شود، محصولات خوردگی تولید نمی کند و بنابراین میزان مصرف آن بسیار پایین است.
پلاتین در نمک ها و اسیدهای ذوب شده بی اثر است، در حالی که در آبزیان حل شده است. هیچ خطری برای شکنندگی هیدروژن وجود ندارد. (می توانید در مورد شکنندگی هیدروژن در مقاله آشنایی با شکنندگی هیدروژن اطلاعات کسب کنید.) این یکی از معدود فلزات کمیابی است که در برابر کلریدهای آب دریا کاملاً مقاومت می کند.
تیتانیوم مقاومت خوبی در برابر یک محیط دریایی (به ویژه آب دریا) نشان می دهد. با محلولهای غلیظ (۸۰٪) کلریدهای فلزی واکنش نشان نمی دهد. با این حال، مستعد حمله با اسید هیدروفلوریک (HF) و اسید هیدروکلریک گرم (HCl) با غلظت های بالاتر است. حتی پراکسید هیدروژن و اسید نیتریک داغ می توانند به تیتانیوم حمله کنند. عوامل اکسید کننده معمولاً به تیتانیوم حمله نمی کنند زیرا به راحتی یک پوشش اکسید محافظ ایجاد می کند. با این حال، مواد غیر اکسید کننده مانند اسید سولفوریک (غلظت بالای ۵)) و اسید فسفریک (بالای ۳۰)) می توانند به تیتانیوم حمله کنند. از نظر شکنندگی هیدروژن ، تیتانیوم به عنوان یک ماده آند بهتر از تانتالوم است.
مزایای آندهای پلاتینیزه تیتانیوم
پلاتین دارای مزایای بی تحرکی الکتروشیمیایی، استحکام مکانیکی، قابلیت کارکرد و هدایت الکتریکی مطلوب است. با این حال، بسیار گران است. توسعه پلاتین بر روی تیتانیوم و پلاتین بر روی تانتالیوم (روکش دار و روکش دار) امکان استفاده از آنها را برای مواد آند برای تکمیل فلزات و سیستم های حفاظت کاتدی در کاربردهای مهم باز کرده است.
هنگامی که برای آندها در محیط های آبی مانند آب دریا استفاده می شود، تیتانیوم یک لایه پایدار از فیلم اکسید عایق روی سطح ایجاد می کند که در زیر ولتاژ خرابی خاصی پایدار است، بنابراین از جریان جاری بین محیط آبی و آند جلوگیری می کند. در محیط دریایی ، اکسید تشکیل شده بر روی تیتانیوم قادر است ۱۲ ولت را تحمل کند، فراتر از آن سد عایق شکسته شده و جریان جریان باعث شروع فرآیند خوردگی می شود. به عنوان مثال، زیردریایی Seawolf آمریکا دارای یک سیستم حفاظت اتوماتیک در برابر خوردگی است که بر اساس آند با روکش پلاتین ساخته شده است. استفاده از پلاتین روی آندهای تیتانیوم (یا پلاتین روی تانتالوم) یک سیستم CP با چگالی جریان معقول و هزینه کم را فعال کرده است، که از زیردریایی هسته ای در بلند مدت در برابر خرابی محافظت می کند.
روش های جدید برای تولید آندهای تیتانیوم در مقیاس تجاری و فیلم های نازک پلاتین روی آندهای تیتانیومی با رسوب بخار، نورد و آبکاری، آندهای برتر و بادوام را با هزینه مناسب تضمین کرده است.
این آندها چگالی جریان متوسط را بدون تأثیر بر فلز پایه امکان پذیر می کنند. لایه های پلاتینی برای اطمینان از عملکرد موثر نیازی به منافذ ندارند. مقاومت کم بین الکترود و محیط آبی (به عنوان مثال آب دریا) که باعث ایجاد یک فیلم اکسید با دوام روی تیتانیوم می شود، تا زمانی که ولتاژ در محدوده ایمن حفظ شود، تضمین می شود. این آندها می توانند سبک وزن و اندازه و شکل مناسبی داشته باشند و از ثبات ولتاژ عملیاتی به دلیل میزان مصرف پایین پلاتین در هر آمپر ساعت اطمینان حاصل کنند.
در کاربردهای آبکاری سخت کروم، پلاتین روی آندهای تیتانیومی به دلیل عدم سرب، سازگار با محیط زیست است. آن ها تقریباً سه سال شکل هندسی خود را حفظ می کنند، زمان کم خرابی را تضمین می کنند و خطر کمتری برای سلامت کارکنان ایجاد می کنند، زیرا هیچ کرومات سربی برای دفع وجود ندارد. تلفات انرژی با آندهای پلاتین-تیتانیوم در مقایسه با آندهای سربی کمتر است.
در حالی که آندهای سربی باید میله و ورق باشند، پلاتین روی آندهای تیتانیومی می تواند بر اساس اشکال هندسی قطعاتی که قرار است اندود شوند به شکل، استوانه یا صفحات T یا U ساخته شود.
میزان مصرف پلاتین در آندهای تیتانیوم پلاتینیزه کم و متناسب با جریان جاری است. در مورد کاربردهای عمیق زمین (برای چاه های نفت و گاز زمینی) آندهای تیتانیوم پلاتین شده به راحتی قابل جایگزین و غیر شکننده برای آندهای مگنتیت یا گرافیت هستند، زیرا دارای سوراخ قطر کوچک هستند ، بنابراین در عمق نیز صرفه جویی می شود.
مزایای کلی استفاده از آندهای تیتانیوم پلاتینیزه عبارتند از:
- نرخ مصرف پایین که پلاتین گرانبها را حفظ می کند
- ثبات ابعادی مطلوب
- مقاومت در برابر خوردگی دوام را با قابلیت نگهداری آسان تضمین می کند
- وزن سبک و همچنین توزیع مطلوب جریان در آبکاری
معایب آندهای پلاتینیزه تیتانیوم
به عنوان بستری برای آندهای پلاتین شده، تیتانیوم دارای ضعف هدایت الکتریکی پایین تر از نیوبیوم یا مس است. ولتاژ خرابی پایین نیز یک محدودیت مهم برای کاربردهایی است که شامل محیط کلرید می شود. ولتاژ کار کمتر از ۸ ولت چگالی جریان را کاهش می دهد. پلاتین روی آندهای بستر تیتانیوم در مواردی استفاده می شود که هدایت الکتریکی کمتر و پتانسیل شکست آن ها نگران کننده نیست. برای هدایت الکتریکی بهتر، گاهی اوقات از آندهای تیتانیوم پلاتین شده با مس استفاده می شود. برنامه های کاربردی برای آندهای تیتانیوم پلاتین شده محدود به الکترولیت هایی هستند که با تیتانیوم واکنش نشان نمی دهند. آنها نمی توانند در حمام های کروم حاوی فلوراید استفاده شوند.
دوام فیلم پلاتینیوم
تولید آندهای تیتانیوم پلاتینیزه طی دو دهه گذشته تکامل یافته و بهبود یافته است. اگرچه روش الکترودپوششی برای پوشاندن پلاتین همچنان رایج است، اما دشواری در دستیابی به پوشش چسبنده روی تیتانیوم با قبل از زبر شدن سطح تیتانیوم و پوشش اولیه بستر حکاکی شده با یک فیلم بسیار نازک از یک آغازگر رسانا برطرف شده است.
بر اساس برخی مطالعات، ضخامت پوشش پلاتین به طور کلی از یک تا پنج میکرون متغیر است و در موارد خاص حفاظت کاتدی، (ضخامت) می تواند تا ۲۰ میکرون برسد. برای حفاظت کاتدی از عرشه پل های خشکی، تیتانیوم مس با غلاف پلاتین ۲.۵ میکرون توسعه داده شده است. مطالعات بیشتر به این نتیجه رسیده اند که در محلول غلیظ NaCl، مصرف پلاتین می تواند کمتر از ۰.۱ میکروگرم در آمپر ساعت باشد، در حالی که در آب دریا (اشباع ده درصد) می تواند تا یک میکروگرم در آمپر ساعت افزایش یابد.
برای سیستم های حفاظت کاتدی کندانسورهای نیروگاهی با استفاده از مخلوط آب رودخانه و دریا، میزان مصرف پلاتین به دلیل تکامل همزمان اکسیژن همراه با کلر افزایش می یابد و با آب شور، به دلیل وجود مواد جامد محلول، مصرف پلاتین به دهها میکروگرم در آمپر ساعت افزایش یافت.
در مورد آبکاری نیکل، وجود عوامل روشن کننده می تواند بر میزان مصرف پلاتین تأثیر بگذارد، در حالی که میزان قند در مواد اولیه آب نمک در ظروف فولادی بر میزان مصرف پلاتین تأکید می کند.
برنامه های کاربردی برای آندهای تیتانیوم پلاتینیزه
استفاده اولیه از آندهای تیتانیوم پلاتینیزه در زمینه تکمیل فلزات و حفاظت کاتدی فلزات آهنی است که در سازه های مدفون در خاک و فولاد در معرض محیط های دریایی مانند سکوهای تولید نفت و گاز، کشتی، روکش چاه نفت و اسکله استفاده می شود. به آندهای پلاتین – تیتانیوم در برخی از این کاربردها با الکترودهای گرافیت ارزان تر و سرب ارزان تر رقابت می کنند. گیاهان فرآوری که از تیتانیوم پلاتینیزه استفاده می کنند شامل کارخانه های الکترو کلر، تولید کنندگان کاغذ و تولیدکنندگان مواد شیمیایی مانند معرف ها، پرکلرات ها و کلرات ها هستند.
آندهای تیتانیوم پلاتین شده به طور گسترده ای در فرآیندهای الکترولیتی استفاده می شوند. آن ها به دلیل مصرف کمتر، دقت ابعادی، توانایی تشکیل ضخامت رسوب دقیق بر روی اشکال هندسی مورد نظر، شیمی آبکاری قابل پیش بینی و سهولت نگهداری، با موفقیت آندهای سربی را در کاربردهای آبکاری آب جایگزین کرده اند. این آندها را می توان با هندسه های مختلف بر اساس قطعاتی که آبکاری می شوند، طراحی و شکل داد. پلاتین روی آندهای تیتانیومی آندهای بسیار ترجیحی برای قرارگیری الکتریکی مس، کروم، پلاتین، نیکل، پالادیوم و طلا هستند.
کاربردهای آب دریا
تیتانیوم پلاتینیزه عمدتاً به عنوان یک ماده آند برای حفاظت کاتدی کشتی های دریانوردی، به ویژه برای جلوگیری از خوردگی بدنه و اجزای آن، از جمله سکان ها، سیستم های پمپاژ، قطعات دوار ، ملخ ها، لوله ها، قطعات و سازه های زیر آب، مخازن بالاست، حوض استفاده می شود. ساختارهای سیستم و مخازن بار.
برنامه های زیرزمینی
آندهای تیتانیوم پلاتینیزه در سیستم های حفاظت کاتدی برای مخازن زیرزمینی ذخیره سازی، لوله ها، ته مخزن، غلاف کابل و سازه های مدفون در زیر خاک خورنده استفاده می شوند. (در مورد مقابله با خوردگی خاک در مقدمه ای بر خوردگی خاک بیشتر بدانید.)
کاربردهای نفت و گاز
آندهای تیتانیومی پهن شده و آندهای تانتالیومی در سیستم های حفاظت کاتدی برای محافظت از لوله ها، روکش ها، میله های مکنده و مخازن ذخیره سازی روی زمین از خوردگی استفاده می شود.
سیستم های فاضلاب، سیستم های تامین آب و سازه های بتنی مسلح
پلاتین روی آندهای تیتانیومی در سیستم های حفاظت کاتدی تصفیه خانه های فاضلاب، زیرساخت های تامین آب و سازه های تقویت شده فولادی استفاده می شود.
نتیجه
آندهای تیتانیوم پلاتینیزه به دلیل مزایای نگهداری کمتر ، بهبود کیفیت رسوب، بهره وری و قوام بیشتر، با موفقیت آندهای سربی را در آبکاری کروم سخت جایگزین کرده اند. آن ها به عنوان اولین انتخاب مهندس خوردگی برای نوع فعلی تحت تأثیر حفاظت کاتدی فولاد در معرض محیط های دریایی، به مقام غالب دست یافته اند. برنامه های جدیدتری در حال توسعه هستند تا از ویژگی های برتر تیتانیوم پلاتینیزه استفاده کنند. در مقایسه دو نوع حفاظت کاتدی (CP)، حفاظت کاتدی آند قربانی (SACP) از آندهای قربانی ساخته شده از ماده ای استفاده می کند که نسبت به ساختار محافظت شده نجیب تر است و به تدریج مصرف می شود، در حالی که حفاظت کاتدی فعلی تحت تأثیر (ICCP) از یک خارجی استفاده می کند. منبع فعلی با یک آند به طور کلی بسیار کم یا غیر قابل مصرف. مواد مختلفی برای سیستم های ICCP استفاده شده است، اما ترکیب مواد جدید نوید بخش بسیاری از برنامه ها است.
درباره ی چشمه نور
کمپانی چشمه نور است با قدمتی ۳۰ ساله میباشد ؛ همه ی محصولات این شرکت دارای گارانتی ۱۲ ماهه میباشند، برای مشاهده ی آن ها میتوانید به سایت دکورشاپ مراجعه فرمایید.
امروزه ممکن است به دلیل مشغله ی کاری امکان خرید حضوری و یا حتی مشاهده ی مدل ها برایتان مشکل شده باشد ؛ یکی از سایت های معتبر که امکان خرید اینترنتی را برایتان ایجاد کرده است ، دکورشاپ میباشد .
البته این شرکت برای راحتی بیشتر شما ، امکان خرید اقساطی حتی بدون ضامن را در سایت فراهم کرده است و در صورتی که برای انتخاب محصول به مشکلی برخورد کردید میتوانید از پشتیبان های دکورشاپ به صورت رایگان مشاوره بگیرید .
برای مشاوره ی رایگان با شماره ی ۵۵۰۴۰۷۵۰-۰۲۱ تماس بگیرید.
