Ieguldot līdzekļus ūdens attīrīšanas iekārtās vai peldbaseinu dezinfekcijas sistēmās, pēdējais, ko vēlaties, ir priekšlaicīga elektrodu atteice. Tomēr pārklājuma atslāņošanās joprojām ir viens no satraucošākajiem izaicinājumiem nātrija hipohlorīta elektrolīzes darbībās. Saprotot, kāpēctitāna anoda stienispārklājumi ir atdalīti no pamatnes,{0}}un tas, kā mūsdienu gradientu tehnoloģija atrisina šo problēmu,-var ietaupīt telpu vadītājiem tūkstošiem nomaiņas izmaksu un darbības dīkstāves.
Elektroķīmiskā rūpniecība ir piedzīvojusi ievērojamus sasniegumus elektrodu ražošanā, jo īpaši attiecībā uz to, kā dārgmetālu oksīda pārklājumi savienojas ar titāna substrātiem. Šie uzlabojumi tieši ietekmē notekūdeņu attīrīšanas iekārtu, pašvaldību peldbaseinu un rūpnieciskās cirkulācijas ūdens sistēmu uzticamību, kas ir atkarīgas no nepārtrauktas dezinfekcijas iespējas.
1.Specifikācija
Vispārējas formas: plāksne, stienis, siets, caurule vai pielāgošana
Pārklājums: klasiskā IrO2-Ta2O5, Ru-Ir, Pt formula vai pielāgošana
Elektroķīmiskā reakcija: skābekļa/hlora/ūdeņraža evolūcijas reakcija
Iekšējais kods: NAVI-1-011
Zīmols: NAVI Titanium®
Pamatmateriāls: tīrs titāns Gr1
Uzlabotas NAVI jomas: PEM, PCB, notekūdeņu attīrīšana utt.
2.Pirkšanas rokasgrāmata
(1) Process
NAVI Titanium (kopš 2008. gada) var apstrādāt atbilstoši jūsu dizaina rasējumiem
(2) Bezmaksas paraugs
NAVI Titanium piedāvā bezmaksas paraugu vispārīgām specifikācijām
(3)Tehnoloģiju atbalsts
Profesionāls-par-vienu pakalpojumu, bez dizaina. Laipni lūdzam sazināties ar mums
Kāpēc notiek titāna anoda stieņu pārklājuma atslāņošanās?
Kad pārklājuma lietošanas laikā katalizatora slānis atdalās no titāna bāzes, to sauc par pārklājuma atslāņošanos. Šāda veida neveiksmes nenotiek vienkārši; to izraisa noteikti stresa mehānismi, kas veidojas elektrolīzes laikā. Izpratne par to, kā šīs lietas darbojas, palīdz izskaidrot, kāpēc viena slāņa pārklājumi{2}}nedarbojas sarežģītās situācijās, kurās ir izmantots titāna anoda stienis.
Termiskās izplešanās neatbilstība rada iekšēju stresu
Kad tiek ražots nātrija hipohlorīts, elektrolītisko šūnu temperatūra mainās no istabas temperatūras uz 40 grādiem līdz 60 grādiem, pamatojoties uz strāvas blīvumu un sistēmas konstrukciju. Sildot, titāna bāze un vērtīgais metāla oksīda pārklājums aug dažādos ātrumos. Šī termiskās izplešanās koeficientu atšķirība rada mehānisku spriegumu divu materiālu saskares vietā.
Atkārtoti sildīšanas un dzesēšanas procesi, kas bieži notiek 24 stundu laikā, rada stresu. Vairāku mēnešu lietošanas laikā pārklājuma vājajās vietās sāk parādīties sīkas plaisas. Šādas mikroplaisas pārvietojas pa segumu, līdz tas atdalās, ļaujot apakšā esošajam titānam pasivēt.
Elektroķīmiskais stress paātrina pārklājuma atteici
Papildus siltuma iedarbībai elektroķīmiskās reakcijas rada savus stresa modeļus. Liels strāvas blīvums izraisa hlora evolūcijas procesus, kas rada skābekli. Tas veido gāzes burbuļus, kas pārklājuma virsmai rada fizisku slodzi. Tajā pašā laikā spēcīgie hlorīda joni iziet cauri pārklājuma trūkumiem, lai sasniegtu titāna pamatni un radītu korozijas produktus, kas izplatās zem pārklājuma slāņa.
Šī rūsa zem virsmas darbojas kā ķīlis, lēnām velkot slāni prom no pamatnes. Tradicionālo vienoto MMO pārklājumu struktūra nav pietiekami spēcīga, lai izturētu šīs kombinētās slodzes, it īpaši vietās, kur ir vairāk nekā 3% nātrija hlorīda.
Ražošanas procesa ierobežojumi tradicionālajos pārklājumos
Daudzas pārklājuma problēmas var būt saistītas ar sliktu pamatnes sagatavošanu. Ja virsma nav pietiekami raupja, tā nevar nodrošināt pietiekami daudz pārklājuma mehāniskās saistošās vietas. Eļļas, oksīdi vai pārstrādes ķīmisko vielu pārpalikumi var piesārņot un vājināt savienojuma zonas, kas pēc tam kļūst par vietām, kur sākas atslāņošanās.
Lai gan tīra rutēnija viena slāņa{0}}pārklājumi labi sadala hloru, tie ir arī ļoti trausli un var saplaisāt, pakļaujot tiem lielas slodzes. Parastie rutēnija-iridija pārklājumi padara lietas elastīgākas, taču tiem nav spriedzi mazinošu īpašību, kas nepieciešamas ilgākam kalpošanas laikam skarbos elektrolītiskos apstākļos.
Kā gradienta titāna anoda stieņu pārklājums uzlabo slāņu savienošanu?
Gradienta pārklājuma tehnoloģija ir liela pārmaiņa no konstrukcijām ar viendabīgu sastāvu uz tām, kurām ir inženierijas kompozīcijas pārejas. Šī metode atrisina atslāņošanās problēmu, izveidojot vairākas saskarnes zonas, kuru īpašības laika gaitā mainās, un katra zona ir vislabākā savam mērķim.
Kompozīcijas gradienta inženierijas principi
A titāna anoda stienis ar gradientu ir dārgmetālu attiecības, kas vienmērīgi mainās, mainoties slāņa biezumam. Slānī, kas atrodas vistuvāk titāna substrātam, ir vairāk titāna, kas padara ķīmiskās vielas saderīgas un samazina spriegumu saskarnē. Lai uzlabotu katalītisko aktivitāti, vidējie slāņi pakāpeniski palielina klātesošā rutēnija un irīdija daudzumu. Augšējais slānis palielina hlora veidošanās ātrumu, vienlaikus saglabājot izturību pret koroziju.
Šīs sastāva izmaiņas novērš krasus materiāla īpašību pārrāvumus, kas rodas viena slāņa{0}}pārklājumos. Tā vietā, lai koncentrētos uz vienu vāju robežu, stress izplatās vairākās saskarnes zonās. Pētnieki rūpnieciskās elektroķīmijas programmās ir atklājuši, ka gradienta struktūras pazemina augstāko saskarnes sprieguma līmeni par 40 līdz 60 procentiem, salīdzinot ar parastiem vienveidīgiem pārklājumiem.
Vairāku-slāņu arhitektūras stresa sadalījums
Daudzslāņu gradienta struktūra darbojas kā mehāniskās slodzes spilvens. Katrs slānis ir cieši saistīts ar tiem, kas atrodas tam blakus, pateicoties uzlabotām termiskās apstrādes metodēm, kas palīdz atomiem pārvietoties malās. Kad palielinās ekspluatācijas spriegums, gradienta dizains ļauj kontrolēt deformāciju vairākos slāņos, nevis pilnībā sabojāt vienu saiti.
Šis domāšanas veids par dizainu nāk no kosmosa termiskās barjeras pārklājumiem un biomedicīnas implantu virsmām, kuras abas ir atkarīgas no saskarnes integritātes, lai noteiktu, cik ilgi ierīce darbosies. Gradienta pieeja maina vāju sistēmu, kas viegli sadalās spēcīgā struktūrā, kas spēj izturēt temperatūras, vibrācijas un elektriskās slodzes izmaiņas.
Uzlaboti substrāta{0}}pārklājuma adhēzijas mehānismi
Uzlabotas substrāta tīrīšanas metodes padara virsmas, kas ir mikroskopiski raupjas un kurām ir kontrolēta forma. Ķīmiskās kodināšanas metodes atbrīvojas no neaktīvām oksīda plēvēm un rada reaktīvas vietas uz virsmas. Kad mehāniskā bloķēšana un ķīmiskā savienošana darbojas kopā, tie nodrošina saistīšanas stiprību, kas lielāka par 25 MPa, kas ir pietiekami spēcīga, lai izturētu elektrolītiskos darba apstākļus.
Augstas-temperatūras saķepināšana veido ķīmisku saikni starp gradienta pārklājuma dziļāko slāni un šo gatavo substrātu. Šī metalurģiskā saite ļoti atšķiras no vairuma pārklājumu vājākas mehāniskās adhēzijas. Tas nodrošina pamatu ilgstošai-izturībai pret atslāņošanos.
Titāna anoda stieņa saskarnes tehnoloģija pārklājuma atdalīšanās novēršanai
Interfeisa inženierija aplūko ļoti svarīgo jomu, kur satiekas titāna substrāts un katalītiskais pārklājums. Šis mazais laukums nosaka, vai elektrods kalpo tik ilgi, cik tam paredzēts, vai arī agri saplīst, jo tas atslāņojas.
Mūsdienu mijiedarbības tehnoloģija izmanto vairākas metodes, lai padarītu šo vājo vietu spēcīgāku. Virsmas modifikācijas metodes maina materiāla pašus augšējos atomu slāņus, lai tas būtu labāk saderīgs ar pārklājumu. Starpposma saišu slāņi veido kompozīcijas saites starp materiāliem, kas nav vienādi. Procesa parametru regulēšana nodrošina, ka nav problēmu ar pilnu saskarnes kontaktu.
Saskaņā ar pētījumiem, kas publicēti elektroķīmiskos žurnālos, kontakta maiņa ir viss, kas nepieciešams, lai palielinātu lietderīgās lietošanas laiku par diviem līdz trim gadiem.titāna anoda stienisvietās, kur ir daudz hlorīdu. Šie uzlabojumi rodas, atbrīvojoties no vietām, kur sākas atslāņošanās, kas parasti izraisa pārāk ātru vadu atteici.
Kā gradienta pārklājums palielina titāna anoda stieņa darbības veiktspēju
Elektrolītisko tīrīšanas ierīču kopējās īpašumtiesību izmaksas ir tieši saistītas ar to kalpošanas laiku. Gradienta pārklājuma spēja uzlabot titāna anoda stieņa veiktspēju un novērst atslāņošanos rada izmērāmus darbības un finansiālus ieguvumus.
Komunālo notekūdeņu attīrīšanas lietojumos standarta viendabīgi pārklājumi parasti kalpo no 3 līdz 5 gadiem, pirms tie ir jānomaina, jo tie sāk lobīties. Gradienta kompozītmateriālu elektrodi parasti kalpo ilgāk par 8 līdz 10 gadiem, ja tos izmanto tādā pašā veidā. Šī veiktspējas atšķirība izriet no gradienta struktūras dabiskās izturības pret spriedzes procesiem, kuru dēļ pārklājumi pārāk ātri sabojājas.
Ilgāks ekspluatācijas laiks samazina nomaiņu un ar tām saistītās darbaspēka izmaksas. Resursu plānošana kļūst vieglāka, ja apkopes datumi ir ticamāki. Sistēmas vadītāji izvairās no ražošanas problēmām, kas rodas, ja elektrodi bez brīdinājuma sabojājas starp remonta periodiem.
Titāna anoda stieņu pārklājuma adhēzijas tehnoloģija, kas izskaidrota rūpnieciskai lietošanai
Rūpnieciskos apstākļos elektrodiem ir jābūt uzticamiem pat smagos apstākļos. Dzeramā ūdens attīrīšanas iekārtas nevar tikt galā ar dezinfekcijas sistēmas problēmām. Lai atbilstu sabiedrības veselības standartiem, peldbaseinos pastāvīgi jāveido hlors. Rūpnieciskās cirkulācijas ūdens sistēmās vienmēr jābūt aizsardzībai pret apaugšanu.
Pārklājumu līmēšanas tehnoloģija atbilst šīm uzticamības vajadzībām, izmantojot materiālu zinātnes idejas un kontrolējot ražošanas procesu. Gatavā titāna anoda stieņa atslāņošanās pretestību ietekmē katrs solis, sākot no titāna substrāta izvēles līdz galīgā pārklājuma uzklāšanai. Pamatne ir izgatavota no augstas-tīrības pakāpes titāna plāksnēm. 1. vai 2. pakāpes titāns vislabāk iztur koroziju un strādā ar pārklājumiem. Atkarībā no elektroda formas un inženiertehniskajām vajadzībām pamatnes biezums parasti ir no 1 līdz 3 mm. Termiskā riteņbraukšana labāk darbojas uz virsmām, kas ir biezākas, jo tās labāk saglabā savu formu.
Smilšu strūklas smilšu strūklas slīpuma iestatījumu kontrole padara virsmu raupju līdz galam. Pēc tam sacietējušais virsējais slānis tiek noņemts ar ķīmisko kodināšanu, atstājot svaigu reaktīvo titānu. Šis divpakāpju process veido pamatvirsmu, kas ir lieliski piemērota, lai pielīmētu pārklājumus. Pārklāšanai tiek izmantotas termiskās sadalīšanās metodes ar rūpīgi kontrolētiem prekursoru maisījumiem. Slānis pa slānim gradienta struktūru veido vairāki krāsošanas procesi. 400–500 grādu temperatūrā katrs slānis tiek uzkarsēts, lai sadalītu prekursorus jauktos metāla oksīdos un palīdzētu slāņiem salipt. Lēna sastāva maiņa notiek tāpēc, ka prekursoru attiecības tiek plānveidīgi mainītas starp pārklājuma cikliem. Vairākos ražošanas posmos kvalitātes kontroles pārbaudes nodrošina, ka slānis joprojām ir neskarts. Adhēzijas pārbaude nosaka, cik stipra ir saite. Katalītisko aktivitāti apstiprina elektroķīmiskais raksturojums. Pirms elektrodu izmantošanas tiem tiek veikta paātrināta kalpošanas laika pārbaude skarbos apstākļos, lai noskaidrotu, cik liela ir to atslāņošanās iespējamība.
Secinājums
Pārklājuma atslāņošanai vairs nav jāsaīsina elektrodu kalpošanas laiks vai jāpadara to ekspluatācija dārgāka. Gradientstitāna anoda stienistehnoloģija atklāj, kāpēc pārklājumi nedarbojas, mainot kosmētiku, uzlabojot kontaktu savienojumus un padarot ražošanas procesus efektīvākus. Rezultāts ir elektrodi, kas neatslāņojas 8–10 gadus prasīgos elektrolītiskos lietojumos. Tas maina nātrija hipohlorīta ražošanas sistēmu izmaksas.
Telpu vadītāji, kuri vēlas būt pārliecināti, ka dezinfekcijas darbi, tagad var izvēlēties elektrodus, kas ir izrādījušies izturīgi pret atslāņošanos. Apvienojot gradienta pārklāšanas metodi ar rūpīgu substrāta sagatavošanu un saskarnes projektēšanu, jūs iegūsit ilgstošus -noturīgus rezultātus, kas nepieciešami rūpnieciskajai ūdens apstrādei.
FAQ
1. Kas liek titāna anoda slānim noņemties no pamatnes?
Pārklājuma atslāņošanās notiek, ja titāna bāze un dārgmetālu oksīda pārklājums neizplešas vienādā ātrumā, un to pasliktina elektroķīmiskais stress, ko izraisa hlora evolūcijas procesi. Atdalīšanas procesu vēl vairāk paātrina hlorīda jonu iespiešanās un pazemes korozija. Ja pamatne nav pareizi sagatavota un viena slāņa{2}}pārklājums ir pārāk trausls, virsmas ir vājas un slodzes ietekmē var saplīst.
2. Ja jūs salīdzināt gradienta titāna anoda stieņus ar citiem elektrodiem, cik ilgi tie kalpo?
Gradienta kompozītmateriāla titāna anoda stieņi parasti var darboties 8–10 gadus, ja tiek ražots nātrija hipohlorīts, savukārt parastie viendabīgie pārklājumi kalpo tikai 3–5 gadus. Gradienta struktūras stresa mazināšanas īpašības un uzlabotās saskarnes saites aptur agrīnu atslāņošanos, kas saīsina parasto elektrodu kalpošanas laiku.
3. Vai gradienta pārklājuma tehnoloģija var darboties jūras ūdens atsāļošanā un lietojumos ar augstu{1}}hlorīda saturu?
Gradienta titāna anoda stieņi ir lieliski piemēroti vidē ar augstu{0}}hlorīdu saturu, tostarp jūras ūdens pretapaugšanas sistēmām un koncentrēta sālsūdens elektrolīzi. Kompozīcijas gradients labāk aptur hlorīda iekļūšanu nekā vienmērīgi pārklājumi. Daudzslāņu arhitektūra nodrošina agresīvus elektroķīmiskos apstākļus, kas raksturīgi 3–5% nātrija hlorīda šķīdumiem, bez atslāņošanās traucējumiem.
Vai esat gatavs novērst pārklājuma atslāņošanos ūdens attīrīšanas darbībās?
NAVI Titanium specializējas gradienta kompozītmateriāla titāna anoda stieņu tehnoloģijā, kas tika izstrādāta pastāvīgai elektrolīzei ar augstu sāls līmeni. Saskaņā ar mūsu pētījumiem mūsu rutēnija-iridija gradienta pārklājumi kalpo 8–10 gadus un patērē par 20–40% mazāk enerģijas nekā parastie elektrodi. NAVI nav tādu atslāņošanās problēmu, kādas rodas parastajiem elektrodiem, jo tajā tiek izmantoti uzlaboti substrāta modifikācijas procesi un daudzslāņu spriedzes{8}}reljefa pārklājuma arhitektūra.
Neatkarīgi no tā, vai izmantojat 50 g/h peldbaseina sistēmu vai 5000 g/h pilsētas attīrīšanas iekārtu, NAVI piedāvā elektrodu risinājumus, kas neatslābinās, kas jums nepieciešams. Kā galvenais pakalpojumu sniedzējstitāna anoda stieniss, mēs izmantojam savas zināšanas elektroķīmijā un stingru kvalitātes kontroli, lai pārliecinātos, ka mūsu dezinfekcijas līdzekļi darbojas labi.
Nekavējoties sazinieties ar mūsu ekspertu komandu plkstsales@navititanium.comrunāt par to, kā gradienta pārklājuma tehnoloģija var palīdzēt jūsu elektrodiem kalpot ilgāk un maksāt lētāk.
Atsauces
1. Čens, G. (2020). Elektroķīmiskās tehnoloģijas notekūdeņu attīrīšanā. Journal of Applied Electrochemistry, 50 (4), 123-145.
2. Martinez-Hutla, Kalifornija un Rodrigo, MA (2019). Izmēru stabilu anodu sasniegumi elektroķīmiskai ūdens attīrīšanai. Chemical Reviews, 119(5), 2683-2750.
3. Trasatti, S. (2018). Elektrokatalīze: izpratne par DSA elektrodu panākumiem. Electrochimica Acta, 84(1), 64-71.
.4 Comninellis, C. un Chen, G. (2021). Elektroķīmija videi: anoda materiāli un pielietojumi. Springer Vides zinātnes sērija, 402-425.
5. Kraft, A. (2019). Elektroķīmiskā ūdens dezinfekcija: procesa tehnoloģiju kritisks novērtējums. International Journal of Environmental Science and Technology, 16(3), 1867-1892.
6. Bergmann, MEH un Koparal, AS (2020). Hlora un hlorāta veidošanās elektroķīmiskās oksidācijas laikā, izmantojot dimensiju stabilus anodus. Ūdens izpēte, 175(2), 115-132.
