タンク壁にゴムライニングがあると、同じ電解液中での非結合チタンヒーターの電解腐食リスクはどのように変化しますか?

また、プロセスエンジニアがゴムライニングを施したスチールタンクにチタン浸漬ヒーターを設置する場合、電解腐食のリスクは、タンクがライニングされていないスチールタンクの場合とは大きく異なります。チタン ヒーターは、裏地のない鋼鉄タンク内の巨大な炭素鋼表面積に電気的に接続されています。スチール (アノード) は優先的に腐食され、チタン (カソード) が保護されます。スチールタンクの壁は腐食しますが、チタンヒーターは腐食しません。ゴムで裏打ちされたタンク内の絶縁ゴムは、鋼を電解液から電気的に絶縁しました。チタン ヒーターと結合するための大きな陰極領域はなくなりました。ただし、ゴムライニングに軽微な欠陥（ピンホール、傷、または損傷領域）がある場合、非常に有害なガルバニックカップルが生成され、非常に少量の露出した鋼材（アノード）が非常に広い領域のチタン（カソード）に結合します。ガルバニック電流は小さな鋼の欠陥に集中し、ゴムの下の鋼製タンク壁に急速に深い孔食を引き起こし、ライニングの剥離とタンクの故障を引き起こします。タンクは故障しましたが、チタンヒーター自体は無事でした。

ゴムライニングタンクの電解腐食のメカニズム-
ゴム裏地。ゴムライニングタンクのゴムライニングは、鋼基板を電解液から電気的に絶縁します。チタンヒーターは浸漬すると鋼材から電気的に絶縁されます。ガルバニック電流は流れず、チタンとスチール（損傷していないゴムで覆われている）は腐食しません。しかし、ゴムライナーに欠陥がある場合（ピンホール、切断または損傷部分）、露出した鋼材が小さな陽極として機能します。巨大なチタン ヒーター (およびその他の濡れた金属表面) は巨大な陰極です。陰極領域と陽極領域の比率は 1,000:1 を超える場合があります。ガルバニック電流は鋼の小さな欠陥に集中し、その結果、欠陥での電流密度は 1 ～ 10 mA/cm2 になります。高い電流密度により鋼が急速に溶解し、ゴムライニングをアンダーカットする深い溝が形成されます。ゴムはグリップ力を失い、おそらく剥がれてより多くの鋼が露出し、その結果故障が増加します。チタンヒーター自体が陰極なので保護されており傷つきません。

ゴムライニングの欠陥におけるガルバニック電流密度の定量化
チタンヒーター表面積 (cm2) ゴム欠陥面積 (cm2) カソード/アノード面積比 ガルバニック電流 (μA) 欠陥部の電流密度 (mA/cm2) 6 mm 鋼タンク壁に穴を開けるまでの時間 (年) 1、000 10 (大きな欠陥) 100: 1 1、000 0.1 5-10 1、000 1 (ピンホール) 1,000: 1 1、000 1.0 0.5-1 1、000 0.1 (小さな傷) 10,000: 1 1、000 10 0.05-0.1 (数週間から数か月) 2,000 0.1 20,000: 1 2、000 20 0.03-0.05 (数か月) 5,000 0.1 50,000: 1 5, 000 50 < 1 か月 10,000 0.1 100,000:1 10,000 100 < 2 週間
ゴムライニングタンクへのチタンヒーターの設置シナリオ-: ガイド
タンクライニングヒーターの電気的結合の状態ガルバニックリスク推奨処置
ゴムはOK、傷なし。ヒーター分離（接着されていない）非常に低い（回路なし）OK。毎年恒例のモニター裏地。
欠陥なし、ゴムは無傷 ヒーターはスチール (アース) に接続されています。 低い (電解液がスチールに接触しない) オプションですが推奨されます。
小さなピンホール（< 1 mm2) in rubberHeater isolated High (localized pitting of steel)Fix pinholes. The heater is isolated by nylon bushings.
ゴムにピンで穴をあけます。スチール接合ヒーター低 (チタンとスチールの電位が等しい) 接合により電位が等化し、ガルバニックカップルが除去されます。
ゴム製の大きな損傷領域 ヒーターが隔離されている 非常に高い (巨大な鋼鉄露出領域) ヒーターを取り外すか、直ちにライニングを修理してください。
ゴムライニングの使用年数 > 10 年 (不明な欠陥) ヒーターが絶縁されている 不明 (おそらく大きい) ライニングの火花テストを行ってください。ヒーターの断熱材。
ゴムライニングと陰極防食を備えた任意のタンク ヒーター絶縁 低 (CP が鋼を保護) OK。 CP システムが動作していることを確認します。
ガルバニックリスクを軽減するエンジニアリングソリューション
チタン ヒーターをゴムライニングされたタンクに取り付ける場合、ライニングの欠陥による電食の危険を防ぐために 3 つのオプションが用意されています。{0}}最初のオプションでは、チタン ヒーターはスチール製タンク壁に電気的に接続されます (たとえば、コーティングされていないフィッティングに取り付けられた銅線によって)。チタンとスチールが同電位であれば、ゴムライニングに欠陥があってもガルバニック電流はゼロになります。鋼はチタンの巨大な陰極領域によって保護されています (陰極保護)。 2 番目の方法は、チタン ヒーターに犠牲陽極 (亜鉛またはアルミニウム) を取り付ける方法です。ライニングに欠陥があると、鋼ではなく陽極が腐食します。 3番目の方法は、ヒーターを取り付ける前にゴムライニングのスパークテストを行い、すべての欠陥を見つけて修正することです。ピンホールは、鋼基板への回路を閉じる高電圧スパーク テスター (5 ～ 15 kV) によって検出されます。{8}欠陥が特定された場合は、ゴム製のパッチ物質によって修正されます。

結論: ヒーター-絶縁ゴム-でライニングされたタンクは、ライナーの欠陥で高いガルバニックリスクを引き起こす
タンク壁にゴムライニングを追加すると、接着されていないチタンヒーターの電気腐食のリスクが完全に変わります。大きなスチール領域は、ライニングのないスチールタンク内のチタンヒーターを保護するための犠牲陽極です。鋼はゴムで裏打ちされたタンク内の電解液から電気的に絶縁されています。-。ゴムライナーに欠陥がある場合（ピンホール、磨耗、損傷）、非常に有害なガルバニック対が形成されます。非常に小さな鋼鉄の陽極と非常に巨大なチタンの陰極が対になっています。欠陥部分のガルバニック電流密度は 1-10​​0 mA/cm² に近づき、数週間から数か月で 6 mm の鋼製タンク壁に穴が開く可能性があります。チタンヒーター自体は大丈夫なのですが、タンクが大きく壊れてしまいました。このモードの故障を回避するには、ゴムでライニングされたタンク内のチタン ヒーターを鋼製タンクの壁に電気的に接続して、電位を均等にし、ガルバニック カップルを排除する必要があります。たとえば、ゴムライニングタンク用のチタンヒーターを注文し、電気的接合ハードウェアとライニングのスパークテストを依頼することは、ライニングの欠陥での電気腐食がタンクの早期故障を引き起こさないことを確認するのに役立ちます。