チタン電極のコーティングが部分的に剥離した場合、直ちに運転を停止し、損傷を検査する必要があります。総表面積の5%未満の軽微な剥離であれば、電流密度を下げて運転を継続できる場合があります。しかし、損傷がより広範囲に及ぶ場合は、壊滅的なプロセス障害を防ぎ、運転の完全性を確保するために電極を交換しなければなりません。
チタン電極のコーティングの剥離は、重大な故障の兆候です。軽微な損傷は対処可能に見えるかもしれませんが、それは根本的な問題を示しており、必然的に劣化の加速、効率の低下、およびプロセスの汚染につながる弱点を作り出します。
損傷の程度の診断
最初の手順は、状況を体系的に評価することです。性急な判断は、不必要な出費、または後々のより大きなシステム障害につながる可能性があります。
即時対応：プロセスを停止する
剥離が疑われたり観察されたりした瞬間に、すべての電流を止め、電極をシステムから取り外します。
基材が露出した状態で運転を続けると、アーク放電、電圧の劇的な上昇、および健全な表面への電流密度の急増による残りのコーティングの急速な破壊を引き起こす可能性があります。
損傷評価のための5%ルール
電極の全表面を注意深く検査します。経験則として、損傷領域を定量化します。
剥離または損傷した領域が総有効表面積の5%未満である場合、電極は慎重にサービスに戻されることがあります。
損傷が5%を超える場合、その電極はもはや信頼できるとは見なされず、永久に使用停止にしなければなりません。
コーティングの損傷が重大な故障である理由
特殊なコーティング（多くの場合、混合金属酸化物、またはMMO）が触媒活性成分です。下のチタンは単なる基材にすぎません。
コーティングが剥離すると、露出したチタンは電解液中でほぼ瞬時に不動態化し、不活性で非導電性の二酸化チタン（TiO₂）の層を形成します。この不動態化された領域は反応に寄与しなくなり、残りのコーティングにより過剰な負荷がかかり、より速く故障する原因となります。
剥離の根本原因の理解
再発を防ぐためには、なぜ故障が発生したのかを理解する必要があります。剥離はランダムではなく、運転ストレスの症状です。
過剰な電流密度
これは最も一般的な運転上の原因です。すべての電極には設計上の最大電流密度があります。これを超えると、コーティングと基材の界面で過剰な熱とガスが発生し、コーティングが物理的に押し出されます。
物理的衝撃または摩耗
触媒コーティングは硬いですが、脆い場合があります。電極を落とすこと、セルタンクにこすりつけること、または過度に積極的な洗浄は、コーティングを簡単に欠けさせたりひびを入れさせたりし、剥離の出発点を作り出します。
不適切なシャットダウン手順
セルへの電源の急激な遮断は、逆電位を引き起こす可能性があります。この一時的な極性の反転は、コーティングとチタン間のデリケートな結合を化学的に攻撃し、時間の経過とともに弱め、層間剥離につながります。
トレードオフの理解：修理 対 交換
損傷した電極の使用を継続するかどうかの決定は、計算されたリスクです。現場での修理が実行可能なシナリオはありません。
継続使用の根拠（注意を伴う）
5%未満の損傷がある電極を使用することは、生産を維持するための短期的な解決策です。
トレードオフは、性能の低下を受け入れることです。残りのコーティングを保護するために、より低い電流密度で運転する必要があります。これは、生産率の低下と電極の全体的な寿命の短縮を意味します。
交換の必然性
剥離が始まると、それは連鎖的な故障です。健全なコーティングの露出した端は新しい応力集中点となり、さらなる剥離の最も可能性の高い場所になります。
5%を超える損傷がある場合、または一貫性と純度が最も重要なプロセスでは、交換が技術的に健全な唯一の決定です。
現場修理が実行不可能である理由
MMOコーティングの適用は、化学的前処理、精密な塗布、および制御された雰囲気下での高温硬化を伴う、高度に専門化された産業プロセスです。
現場でコーティングを「パッチ」しようとすることは不可能であり、プロセスを汚染し、周囲の領域の故障を加速させるだけです。
電極寿命のための積極的な戦略
チタン電極の寿命を最大化し、プロセスの安定性を確保するために、焦点は受動的な修理から積極的なメンテナンスと適切な取り扱いに移るべきです。
- 即座の生産継続性が主な焦点である場合： 5%未満の損傷については、電流密度を下げて残りのコーティングを保護し、次のメンテナンス期間中に交換をスケジュールします。
- プロセスの効率と品質が主な焦点である場合： 剥離が見られる電極はすべて交換します。表面が損なわれていると電力消費が増加し、故障のリスクが生じるためです。
- 長期的なコスト削減が主な焦点である場合： 剥離の根本原因を防ぐために、取り扱い、電流制限、および段階的な電源遮断に関する厳格な運用プロトコルを導入し、実施します。
適切に維持された電極は、信頼性が高く効率的な電気化学プロセスの基盤です。
要約表：
| 処置 | 状態 | 推奨事項 |
|---|---|---|
| 運転継続 | 損傷 < 表面積の5% | 注意深く、電流密度を下げて使用する。 |
| 電極交換 | 損傷 > 表面積の5% | システム障害を防ぐため、直ちに交換が必要。 |
| 根本原因 | 一般的な原因 | 過剰な電流密度、物理的衝撃、不適切なシャットダウン。 |
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