Устройство для катодной защиты металлических объектов Советский патент 1990 года по МПК C23F13/00 

- I

L-ei

/У

2

;6

3

О

о

00

ю

4

О5

Изобретение относится к защите от коррозии, в частности к электрохимической защите металлических конструкций в растворах электролитов, содержащих галогенид-ионы. Цель изобретения - повышение эффективности защиты путем стабилизации работы анода и предотвращения образования на аноде агрессивных продуктов. Это достигается за счет того, что в устройстве для катодной защиты металлических объектов на внешней поверхности основного анода 1 расположена ионообменная мембрана 2, а в его внутреннем пространстве, заполненном электролитом, представляющим 20%-ный раствор гидроокиси натрия, установлен дополнительный анод 4, который электрически соединен с основным анодом и изготовлен из электрохимически активного материала. В процессе работы на защищаемой конструкции протекает процесс восстановления кислорода, а на анодах 1 и 4 идет выделение кислорода. Избыточное количество ионов натрия в анодном пространстве мигрирует через мембрану в объем защищаемой конструкции, а анионы хлора практически не поступают в анодное пространство. Дополнительный анод не позволяет электродному потенциалу основного электрода смещаться в положительную сторону, тем самым препятствуя возрастанию выходного напряжения на станции катодной защиты при одновременном сохранении коррозионной стойкости анода и высокой плотности тока на нем до 10 А/м². 1 ил.

- Q

Россом (ЗООГ1 1Ы1}

/ху х/х//

электрически соединен с основным анодом и изготовлен из электрохимически, активного материала. В процессе работы на защищаемой конструкции протекает процесс восстановления кислорода, а на анодах 1 и 4 идет вьщеление кислорода. Избыточное количество ионов натрия в анодном пространстве мигрирует через мембрану в объем яащищае- мой конструкции, а анионы хлора пракИзобретение относится к области защиты от коррозии, в частности к электрохимической защите металлических конструкций в растворах электролитов, содержащих галогенид-ионы, например хлорид-ионы.

Целью изобретения .является повьше- ние эффективности зашиты путем стабилизации рабо ты анода и предотвращения образования на аноде агрессивных продуктов в галогеносодержащих ср едах.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит пористый анод 1, представляющий собой перфорированную титановую трубу. На аноде с внешней стороны расположена ионообменная мембрана 2, например катионо- обменная мембрана 4МФСК-200, которая закреплена на титановыми хомутами 3. Внутри анода установлен дополнительный анод 4 в виде стержня, изготовленный из сплава 4207 или из титана с покрытием Ti2Ni., полученным за счет электроэрозионной обработки титана никелем. Дополнительньй анод посредством металлического проводника 5 электрически соединен с анодом, внутреннее пространство которого заполнено электролитом 6, представляющим собой 20%-ный раствор гидроокиси натрия. Устройство устанавливается в защищаемой конструкпии на специальной подставке 7 из электроизоляционного и коррозионно-стойкого материала, например фторопласта.

Устройство работает следуюпщм об- разон.

В процессе осуществления катодной защиты при фиксированном потенциале защиты на защищаемой конструкции протекает процесс восстановления кислорода:

тически не поступают в анодное пространство. Дополнительный анод не позволяет электродному потенциалу основного электрода смещаться в положительную сторону, тем самым препятствуя возрастанию выходного напряжения на станции катодной защиты при одновременном сохранении коррозионной стойкости анода и высокой плотности тока на нем до 10 А/м 1 ил.

02,+ + 41 40Н.

На анодах в отличие от прототипа идет не окисление хлорид-иона до хлора, а выделение кислорода по реакции,

0 обратной приведенной. Избыточное количество ионов натрия в анодном пространстве мигрирует через мембрану в объем защищаемой конструкции, при этом анионы хлора практически не поступают в анодное пространство. Дополнительный анод, изготовленный из анодно-активного материала, стабилизирует работу основного анода, т.е. не позволяет электродному потенциалу

0 титана смещаться в положительную сторону, тем самым препятствуя возрастанию выходного напряжения на стан- ции катодной защиты при одновременном сохранении коррозионной стойкос5 ти анода и высокой плотности тока на нем (до 10 А/м).

Следовательно, за счет применения дополнительного анода удается избежать трудоемкой операции покрытия

0 внутренней поверхности анода анодно- активным покрытием, что значительно удешевляет стоимость защиты, а также позволяет увеличить ресурс работы как анода, так и самого дополни5 тельного анода.

В таблице представлены результаты лабораторных испытаний прототипа и предлагаемого устройства (время испытаний 20 ч, защищаемый металл 0 ст.З, среда - раствор 300 г/л ЫаС1 при ) .

Таким образом, в процессе осуществления катодной защиты посредст- вом прототипа на аноде выделяется хлор, что приводит к повьшенным (почти в 20 раз) затратам электри- че-ства; Для того, чтобы сохранить постоянным баланс по электричеству

51

между прототипом и предлагаемым устройством, необходимо произвести восьмикратный обмен раствора внутри анода прототипа. Кроме того, в предлагаемом устройстве не используются аноды, содержащие благородные металлы. Исключение из устройства дополнительного анода дестабилизирует работу всего анодного узла.

На основании результатов испытаний можно заключить, что предпагаемое устройство обеспечивает экономическую и стабильную защиту металлоконструкции.

Формула- из-обретения

Устройство для катодной защиты металлических объектов, контактируюКоличество затраченного на защиту электричества, К (без смены раствора внутри объема анода) Количество смен раствора внутри анода для того, чтобы количество затраченного элекричества составляло 2, К Содержание хлорид-ионов в объеме анода после испытаний, г/л Напряжение,3:

между анодом и.емкостью в отсутствие дополнительного анода

Наблюдалось увеличение напряжения в течение всего

Составитель Л.Груднева Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова,

щйх с агрессивными средами,содержа- щее катодную станцию,положительный полюс которой подключен к аноду в виде трубчатого полого тела, отличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности защиты путем стабилизации работы анода и предотвращения образования на нем агрессин- ных продуктов в галогеносодержащих средах, оно снабжено ионообменной мембраной, расположенной на внещней поверхности анода, и дополнительным анодом, установленным внутри основного анода и электрически соединенным с положительным полюсам катодной станции и основным анодом, причем дополнительный анод выполнен из материала с более отрицательным электродным потенциалом, чем материал основного анода.

Есть

Нет

4,02-10 2,23ЧО

8

/-178 2,2

1,4 2,8

5,1

опыта.

Корректор Л.Бескид