CS229582B1

CS229582B1 - Shielded reference electrode for anodic protection

Info

Publication number: CS229582B1
Application number: CS301582A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Ing Bartel; Miluse Ing Mokra; Pavel Ing Csc Novak; Vladimir Payer; Jaroslav Ing Podval
Original assignee: Vlastimil Ing Bartel; Miluse Ing Mokra; Pavel Ing Csc Novak; Vladimir Payer; Jaroslav Ing Podval
Priority date: 1982-04-27
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1984-06-18

Abstract

Vynález se týká stíněné referentní elek trody pro anodickou ochranu kovových kon strukcí. Stíněná referentní elektroda pro anodickou ochranu je tvořena kovovou e- lektrodou (1) opatřenou stínícím košem (3) ze stejného materiálu jako chráněná kon strukce, v němž je kovová elektroda (1) u- pevněna elektricky nevodivou vložkou (2) a stínící koš (3) je opatřen podélným otvo rem (7) orientovaným tak, že podélný otvor je odvrácen od katody i od stěny chráněné konstrukce a stínící koš (3) je s chráněnou konstrukcí vodivě spojen držákem ze stej ného materiálu.The invention relates to a shielded reference electrode for anodic protection of metal structures. The shielded reference electrode for anodic protection is formed by a metal electrode (1) provided with a shielding basket (3) made of the same material as the protected structure, in which the metal electrode (1) is fixed with an electrically non-conductive insert (2) and the shielding basket (3) is provided with a longitudinal opening (7) oriented so that the longitudinal opening is turned away from the cathode and from the wall of the protected structure and the shielding basket (3) is conductively connected to the protected structure by a holder made of the same material.

Description

Vynález se týká stíněné referentní elektrody pro anodickou ochranu.The invention relates to a shielded reference electrode for anodic protection.

Anodická ochrana je moderní způsob elektrochemické ochrany jednak proti korozi, jednak proti znečišťování kapalných médií korozními produkty, případně proti ne žádoucímu vylučování látek na stěnách chráněného zařízení. Problémem při aplikaci anodické ochrany je udržování potenciálu na celé chráněné ploše ve vhodném intervalu. Dosud používané a vyráběné referentní elektrody jsou konstruovány tak, že elektroda, obvykle drát z vhodného kovu, je umístěna ve skleněné nádobce, jež je uložena v ochranném pouzdře z elektricky nevodivého materiálu, obvykle z plastu. Toto uspořádání přináší však řadu problémů.Anodic protection is a modern method of electrochemical protection against corrosion, contamination of liquid media with corrosive products, or against undesirable deposition of substances on the walls of the protected equipment. The problem in applying anodic protection is to maintain the potential over the entire protected area at a suitable interval. The reference electrodes used and manufactured hitherto are designed such that the electrode, usually a suitable metal wire, is placed in a glass container which is housed in a protective case of an electrically nonconductive material, usually plastic. However, this arrangement presents a number of problems.

Při použití jedné nebo více elektrod měříme potenciál chráněné plochy prakticky vždy v bezprostřední blízkosti referentní elektrody, takže může nastat případ, kdy v určité vzdálenosti od ní již nemá potenciál anodicky chráněné plochy správnou hodnotu, což může vést k zvýšení korozní rychlosti v těchto místech, vylučování plynů, kovů a podobně.When using one or more electrodes, we measure the potential of the protected area practically always in the immediate vicinity of the reference electrode, so there may be cases where the potential of the anodic protected area is no longer correct at a certain distance, which can lead to increased corrosion velocity. gases, metals and the like.

Při dostatečném počtu referentních elektrod a vhodném elektronickém zařízení pro vyhodnocování k tomuto nežádoucímu jevu sice nedojde, ale toto řešení je konstrukčně komplikované a nákladné. Podobně je možno tomuto jevu zabránit podrobným proměřením rozdělení potenciálu na chráněné ploše a pečlivým nastavením systému anodické ochrany, ale tento postup je nutno často opakovat při jakékoliv změně technologických i jiných parametrů, takže toto uspořádání neskýtá provozní jistotu. Čím je elektrolyt, ve kterém je anodická ochrana aplikována, méně vodivý, tím obtížněji se správná hodnota ochranného potenciálu na celém povrchu chráněného zařízení zajišťuje. Použití dalších katod zvyšuje požadavky na konstrukční prvky a zužuje pracovní prostor chráněného zařízení.With a sufficient number of reference electrodes and a suitable electronic evaluation device, this undesirable phenomenon does not occur, but this solution is structurally complicated and expensive. Similarly, this phenomenon can be avoided by thoroughly measuring the potential distribution on the protected area and carefully adjusting the anodic protection system, but this procedure must often be repeated with any change in technology and other parameters, so that this arrangement does not provide operational reliability. The less conductive the electrolyte in which the anodic protection is applied, the more difficult it is to ensure the correct protection potential value over the entire surface of the equipment to be protected. The use of additional cathodes increases the requirements for structural elements and narrows the working space of the equipment to be protected.

Známé řešení se stínící mřížkou kolem referentní elektrody má nevýhodu v tom, že používá mřížku z jakéhokoliv kovu, nebo kovu, který má pouze převažující složku stejnou jako připojená konstrukce. Toto . řešení však nemůže dát pravdivou informaci o skutečném potenciálu chráněné konstrukce, nýbrž měřená hodnota je vždy zkreslená, a to tím víc, čím víc se složení kovu stínící mřížky liší od složení kovu chráněné konstrukce. Kromě toho stínící mřížka neodstraňuje „všesměrový“ účinek měření potenciálu, takže nemůže být s jistotou zjištěno, potenciál kterého místa vlastně měříme, a měřená hodnota je pouze integrální, průměrná.The known solution with a screening grid around a reference electrode has the disadvantage that it uses a screen of any metal or metal which has only a predominant component equal to the attached structure. This. however, the solution cannot give true information about the true potential of the protected structure, but the measured value is always distorted, the more the metal composition of the screening grid differs from that of the metal of the protected structure. In addition, the screening grid does not remove the “omnidirectional” effect of potential measurement, so it cannot be determined with certainty which potential we are actually measuring, and the measured value is only integral, average.

Podobně jiné známé řešení referentní elektrody pro anodickou ochranu van chemického niklování používá kovové pouzdro spojené s chráněným objektem, ale pouze jako nosný prvek, který je od referentní elektrody odizolován teflonovou průchodkou, která zabraňuje průniku elektrolytu dovnitř držáku. Kovové pouzdro je s chráněnou vanou spojeno pouze proto, aby se na něm nevylučoval nikl. V žádném případě však není stíněním, protože aktivní konec referentní elektrody z pouzdra vyčnívá.Similarly, another known reference electrode solution for anodic protection of chemical nickel plating uses a metal casing associated with a protected object, but only as a support element that is insulated from the reference electrode by a teflon bushing that prevents the electrolyte from penetrating into the holder. The metal sleeve is connected to the protected bath only to prevent nickel on it. However, it is by no means a shield because the active end of the reference electrode protrudes from the housing.

Uvedené nedostatky odstraňuje stíněná referentní elektroda pro anodickou ochranu podle vynálezu opatřená stínícím košem, jejíž podstatou je, že stínící koš je ze stejného materiálu jako chráněná konstrukce a kovová elektroda je upevněna v stínícím koši. elektricky nevodivou vložkou a stínící koš je opatřen podélným otvorem orientovaným tak, že podélný otvor je odvrácen od katody i od stěny chráněné konstrukce a stínící koš je s chráněnou konstrukcí spojen držákem ze stejného materiálu.The aforementioned drawbacks are overcome by a shielded reference anode protection electrode according to the invention provided with a shielding basket, the principle being that the shielding basket is of the same material as the protected structure and the metal electrode is fixed in the shielding basket. the electrically nonconductive liner and the shielding basket is provided with a longitudinal opening oriented such that the longitudinal opening faces away from the cathode and the wall of the protected structure, and the shielding basket is connected to the protected structure by a holder of the same material.

Řešení podle vynálezu má proti stávajícím tyto výhody. Vzhledem k tomu, že stínící koš je vodivě spojen s chráněnou konstrukcí, a je ze stejného kovu jako chráněná konstrukce, nedochází k vylučování kladně nabitých iontů na referentní elektrodě, měření je přesnější. Referentní elektroda snímá potenciál uvnitř pouzdra, popř. potenciál chráněného zařízení v přesně určeném místě, což je dáno umístěním a orientací podélného otvoru ve stínícím koši.The solution according to the invention has these advantages over the existing ones. Since the shielding basket is conductively connected to the protected structure, and is of the same metal as the protected structure, no positive ions are deposited on the reference electrode, the measurement is more accurate. The reference electrode senses the potential inside the housing, respectively. the potential of the equipment to be protected at a precisely determined location, which is due to the location and orientation of the elongate opening in the shielding basket.

Velmi výhodné je použití navrženého uspořádání referentní elektrody zejména pro pulsní regulací anodické ochrany a pro rozměrná zařízení se silným proudovým polem nebo pro zařízení, kde se často značně mění složení, teplota nebo jiné parametry agresivního roztoku, které způsobují změny ochranného proudu.It is very advantageous to use the proposed reference electrode arrangement especially for pulsed anodic protection regulation and for large devices with a strong current field or for devices where the composition, temperature or other parameters of aggressive solution often change which cause changes in the protective current.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad provedení stíněné referentní elektrody pro anodickou ochranu podle vynálezu pro případ použití v niklovací vaně. Referentní elektroda je tvořena kovovým drátem 1, například z niklu, který je elektricky nevodivou vložkou 2, například z pertinaxu, upevněn ve stínicím koši 3. Stínící koš 3 je vyroben ze stejné korozivzdorné oceli jako niklovací vana a je k ní vodivě připojen držákem 4 z téhož kovu. Otvor 5 v drátu 1 slouží pro připojení referentní elektrody k elektrickému vodiči. Toto spojení je chráněno pryžovou průchodkou 6. Stínicí koš je opatřen podélným otvorem orientovaným tak, že je odvrácen od katody i od stěny niklovací vany.The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of a shielded anode protection reference electrode according to the invention for use in a nickel plating bath. The reference electrode consists of a metal wire 1, for example of nickel, which is electrically non-conductive insert 2, for example of pertinax, fixed in a shielding basket 3. The shielding basket 3 is made of the same stainless steel as the nickel plating. of the same metal. The hole 5 in the wire 1 serves to connect the reference electrode to the electrical conductor. This connection is protected by a rubber grommet 6. The shielding basket is provided with a longitudinal opening oriented away from the cathode and the wall of the nickel-plating tub.

Při anodické ochraně vany na chemické niklování, vyrobené z chromniklové oceli, dochází v důsledku postupného znečištění lázně daného provozem k výraznému vzrůstu proudových nároků na ochranu. Zvýšený proud způsobuje i zvýšení vzniklého spádu v elektrolytu, a ten je příčinou posunu potenciálu v místech vzdálených od katody záporným směrem. Přitom je třeba zajistit, aby na žádném místě povrchu vany nepoklesl její potenciál pod hodnotu +200 mV (SCE) a dispoziční uspořádání vany a ma229582 nipulační prostor neumožňuje umístit referentní elektrodu jinam než vedle katody. A z téhož důvodu není žádoucí používat více katod. Tyto podmínky zabezpečuje stíněná referentní elektroda podle vynálezu.During the anodic protection of the chemical nickel-plated tub, made of chrome-nickel steel, the current demand for protection increases considerably due to the gradual contamination of the bath resulting from the operation. The increased current also causes an increase in the gradient in the electrolyte, which causes a potential shift in the places distant from the cathode in the negative direction. It should be ensured that the potential of the bath does not drop below + 200 mV (SCE) at any point on the bath surface, and the disposition of the bath and ma229582 does not allow the reference electrode to be positioned other than the cathode. And for the same reason, it is not desirable to use multiple cathodes. These conditions are provided by a shielded reference electrode according to the invention.

Ve vaně chemického niklování je stíněná referentní elektroda podle schématu orientována tak, aby výřez 7 směřoval od katody i od stěny vany. Tím je zajištěno, že nejzápornější potenciál není na stěně vany, ale uvnitř stínícího pouzdra 3. Tento potenciál je snímán referentní elektrodou 1 a vodičem předáván řídicímu zařízení anodické ochrany. Tak je tedy zaručeno, že na žádném místě povrchu vany nepoklesne potenciál pod požadovaných +200 mV [SCEj. Ochranný potenciál na regulačním zařízení je nastaven tak, aby při maximálním ochranném proudu nebyla překročena horní přípustná hranice potenciálového intervalu ani na místech chráněného povrchu v těsné blízkosti katody.In the chemical nickel plating bath, the shielded reference electrode according to the diagram is oriented so that the cut-out 7 faces from both the cathode and the bath wall. This ensures that the most negative potential is not on the wall of the bath, but inside the shielding sleeve 3. This potential is sensed by the reference electrode 1 and transmitted by the conductor to the anodic protection control device. Thus, it is guaranteed that at any point on the surface of the bath the potential does not drop below the required + 200 mV [SCEj. The protective potential on the control device is set so that at the maximum protective current the upper permissible potential limit is not exceeded even at places of the protected surface in close proximity to the cathode.

Claims

WE WANT

Shielded anode protection reference electrode provided with a shielding basket, characterized in that the shielding basket (3j is of the same metal as the structure to be protected) and the metal electrode (1) is fixed in the shielding basket (3) by an electrically nonconductive insert (2)

OF THE INVENTION and the shielding basket (3) is provided with a longitudinal opening (7) oriented so that the longitudinal opening (7) faces away from the cathode and the wall of the protected structure and the shielding basket (3) is conductively connected to the protected structure by a holder (4) material.

1 sheet of drawings