HU207180B - Reference electrod for the cathodic protection of the metallic constructions - Google Patents

Reference electrod for the cathodic protection of the metallic constructions Download PDF

Info

Publication number
HU207180B
HU207180B HU635389A HU635389A HU207180B HU 207180 B HU207180 B HU 207180B HU 635389 A HU635389 A HU 635389A HU 635389 A HU635389 A HU 635389A HU 207180 B HU207180 B HU 207180B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
electrode
concrete
cathodic protection
moo
electrod
Prior art date
Application number
HU635389A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HU896353D0 (en
HUT56665A (en
Inventor
Imre Bader
Endre Berecz
Jozsef Artz
Jozsef Berecz
Original Assignee
Nehezipari Mueszaki Egyetem
Foeldmeroe Talajviszsgalo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nehezipari Mueszaki Egyetem, Foeldmeroe Talajviszsgalo filed Critical Nehezipari Mueszaki Egyetem
Priority to HU635389A priority Critical patent/HU207180B/en
Publication of HU896353D0 publication Critical patent/HU896353D0/en
Publication of HUT56665A publication Critical patent/HUT56665A/en
Publication of HU207180B publication Critical patent/HU207180B/en

Links

Landscapes

  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

A Mo/MoO3 electrode, partly covered in a synthetic material, with an uninsulated active part. The reference electrode is protected by a concrete cover made of Portland cement, fine sand and lime and is kept in water before the use.

Description

A találmány referencia-elektród fémes szerkezetek katódos védelméhez, melynél Mo/MoO3 másodfajú elektródot alkalmazva elektrolit használata nélkül, utólag is bárhova beépíthető, kisméretű, az időjárási viszonyoktól függetlenített mérési lehetőséget kapunk.The present invention provides a reference electrode for cathodic protection of metallic structures using a Mo / MoO 3 second-order electrode without the use of an electrolyte, which results in a small, independent, weather-independent measurement.

Mind a talajba telepített, mind a szabadban álló vas- és vasbetonszerkezetek acélanyagát szükségszerűen korróziós hatások érik. A korróziós károk csökkentésének közismert és hatékony módszerei a belső és a külső áramforrású katódos védelem. E védekezési módnak az az elvi alapja, hogy a korrózió ellen védeni kívánt fémet védőanód segítségével, vagy külső áramforrás rákapcsolásával katódosan polarizálják, elektródpotenciálját néhány 100 mV-tal negatívabb irányba tolják el, azaz a fém felületén 5-500 mA.m2 katódos áramsűrűséget hoznak létre tartósan. A védelem hatásosságának alapfeltétele a védendő fémes szerkezet megfelelő mértékű polarizációja, aminek az ellenőrzésére egy megbízható referencia-elektródból és a védendő fémes anyagból kialakuló galvánelem elektromotoros erejének mérése, illetve ismerete szolgál.The steel material of both reinforced and reinforced concrete structures installed in the ground and outdoors is necessarily subjected to corrosion. Known and effective methods for reducing corrosion damage are cathodic protection with internal and external power. The principle of this method of protection is that the metal to be protected against corrosion is cathodically polarized by means of a protective anode or by connecting an external power source, and its electrode potential is shifted by some 100 mV, ie a cathodic current density of 5 to 500 mA.m 2 set up permanently. The prerequisite for the effectiveness of the protection is the proper polarization of the metallic structure to be protected, which is verified by measuring or knowing the electromotive force of a galvanic cell formed from a reliable reference electrode and the metallic material to be protected.

Az irodalomból és a gyakorlatból ismeretesen referencia-elektród céljára általában Cu2+/Cu úgynevezett első fajú, illetve Ag/AgCl és Hg/Hg2Cl2 másodfajú elektródokat használnak.It is known in the literature and practice to use Cu 2+ / Cu so-called first-order electrodes or Ag / AgCl and Hg / Hg 2 Cl 2 second-order electrodes for reference electrodes.

A HU 191524 lajstromszámú szabadalmi leírás nagy terhel hét őségű réz/rézszulfát elektródot ismertet, melynek kerámiateste által körülzárt telített réz/rézszulfát tartalmú külső töltőmasszája, abba beágyazott kerámiabetétje, abban elhelyezett belső töltőmasszája, elektródfémje van. A töltőmasszákhoz zárólapok csatlakoznak és az egészet záróréteg zárja le. Az elektród fémre csatlakozón keresztül csatlakozó kábel van kötve. A kerámiatestben és a kerámiabetétben réz/hexaciano-ferrát (II) félig áteresztő hártya van. A belső és külső töltőmasszában 30-60 tömeg% amorf kovasav, továbbá a szárazanyag 1 kg-jára vonatkoztatva 100— 120 cm3 glicerin és 20-25 g gipsz van.U. S. Patent No. 191524 discloses a high-load copper / copper sulphate electrode having a ceramic body encased in a saturated copper / copper sulphate outer filling mass, an embedded ceramic insert, and an internal filling mass, an electrode metal therein. The filling compounds are sealed with sealing plates and sealed by a barrier layer. An electrode is connected to the electrode via a metal connector. The ceramic body and the ceramic insert have a copper / hexacyano ferrate (II) semi-permeable membrane. The inner and outer filling mass comprises from 30 to 60% by weight of amorphous silica, and from 100 to 120 cm 3 of glycerol per kg of dry matter and from 20 to 25 g of gypsum.

Ugyancsak Cu/telített CuSO4-oldatból álló rendszert ismertet: Makáry Endre-Dr. Vámos Endre: „Föld alatti fémszerkezetek korrózióvédelme” című könyv 10. Fémszerkezet-talajpotenciál meghatározása és mérése tárgyú fejezete.Also described is a system consisting of Cu / saturated CuSO 4 solution: Endre Makáry-Dr. Endre Vámos, Chapter 10 of the book entitled 'Corrosion protection of underground metal structures', entitled 'Determining and measuring the potential of metal structures in soil'.

Cu-CuSO4 és Zn-ZnSO4 félcellák alkalmazásának vizsgálatáról számol be a „Measurement of polarized potentials in concrete bridge decks”. Fromm HJ (Rés. Dev. Div., Ontario Minist. Transp. Commun., Downsview. ON Can.) Transp. Rés. Rec. 1978. 672, 23-8 (Eng) cikke, melyben ismerteti, hogy próbaként szénrudakat és Cu-CuSO4 és Zn-ZnSO4 félcellákat vizsgáltak és legmegbízhatóbbnak, legpontosabbnak a szénrudakat találták. A fémsó tartalmú cellák változó eredményeket adtak.Cu-CuSO 4 and Zn-ZnSO 4 half-cells are reported in the Measurement of Polarized Potentials in Concrete Bridge Decks. Fromm HJ (Rés. Dev. Div., Ontario Minist. Transp. Commun., Downsview. ON Can.) Transp. Gap. Rec. 1978, 672, 23-8 (Eng), disclosing that carbon rods and Cu-CuSO 4 and Zn-ZnSO 4 semicells were tested and found to be the most reliable, most accurate carbon rods. Cells containing metal salts gave variable results.

A DE 30063 350 lajstromszámú szabadalmi leírás külső elektróda elrendezést ismertet egy munkaelektróda és egy vonatkoztatási elektróda közötti potenciál mérésére. Az elektróda tartályon belüli része csupán egy teflon belső ház, melynek nyújtott üreges terében elektrolit (pl. KC1) az alsó részén kovaföld, azbeszt, vagy ZrO2 van. Ezt a belső házat, illetve az elektrolitot egy kovafölddel töltött szigetelőanyagból készült cső köti össze a tartályon kívül kialakított külső ház belső terével, melyben szintén elektrolit van. Ebbe az elektrolittal töltött térbe nyúlik be egy elektród, melynek spirál alakú ezűsthuzal csúcsa van AgCl bevonattal. Az elektróda menetes toldattal csatlakoztatható a tartályhoz.DE 30063 350 discloses an external electrode arrangement for measuring the potential between a working electrode and a reference electrode. The inside of the electrode in the container is just a Teflon inner housing with an electrolyte (eg KC1) in the lower hollow space containing diatomaceous earth, asbestos or ZrO 2 . This inner housing or electrolyte is connected by a tube of diatomaceous earth insulating material to the interior of the outer housing formed outside the container, which also contains electrolyte. Into this electrolyte-filled space extends an electrode having a helix-shaped silver wire with an AgCl coating. The electrode can be attached to the container with a threaded extension.

Ez a vonatkoztatási elektróda magas hőmérsékletű (275 °C) és magas nyomású (68,6-75,5 bar) tartály ellenőrzésére alkalmas.This reference electrode is suitable for controlling high temperature (275 ° C) and high pressure (68.6-75.5 bar) containers.

Ezeknek a referenciaelektródoknak a hátránya egyrészt a bonyolult kialakításukból - különleges, üvegből, kerámiából készült tartóedényeket igényelnek, az elektrolitjuk fagy veszélyes, rendszeres kezelést igényel stb. - másrészt a körülményes és sokszor megvalósíthatatlan beépíthetőségükből, pl. betonba ágyazási lehetőségükből, szűk alkalmazhatósági hőmérséklet intervallumukból ered. Mindezen nehézségek miatt ezekkel a referenciaelektródokkal tartós, éveken át még nagy hőmérsékleten is működőképes és folyamatos ellenőrzést biztosító galváncellát nem lehet megvalósítani.The disadvantages of these reference electrodes are their complicated design - special containers made of glass, ceramics, their electrolytes requiring dangerous, regular treatment, etc. - on the other hand, because of their difficult and often impracticable incorporation, e.g. They result from their ability to be embedded in concrete and their narrow applicability temperature range. Because of all these difficulties, these reference electrodes cannot provide a durable galvanic cell that is capable of continuous operation even at high temperatures for many years.

A találmány célkitűzése olyan referencia-elektród kialakítása, mely utólagos kezelést nem igénylő, mechanikai hatásoknak is ellenálló, betonba, zárt és nyitott tartályokba - akár túlnyomásba is - a szerkezet kialakításával egy időben, vagy később is egyszerű módon beépíthető, elsősorban a vasbetonba ágyazott acélbetétek, csővezetékek, tartályok külső, belső katódos védelmének ellenőrzésére és korróziós vizsgálatokhoz éveken keresztül folyamatos mérésre alkalmas, nagy mechanikai tűrőképességű, az adott körülmények között széles hőmérséklet intervallumban megbízhatóan stabilis elektródpotenciálú referenciaelektród kialakítása.It is an object of the present invention to provide a reference electrode which can be incorporated into concrete, closed and open tanks, even pressurized, without requiring any subsequent treatment, at the same time as the structure, or in a simple manner, particularly steel reinforced concrete, Development of a reference electrode with high mechanical tolerance, reliably stable over a wide range of conditions, for the control of external, internal cathodic protection of pipelines and tanks for continuous measurement over years and for corrosion testing.

A találmány referenciaelektród fémes szerkezetek katódos védelmére, amely egy elektródhoz rögzített elektróda kivezetéssel van ellátva. Az elektród Mo/MoO3 rúdból van kialakítva, amelyhez kötőanyaggal elektródakivezetés van rögzítve, az elektródakivezetés és az elektród egy részét elektromosan szigetelő cső és a csövet kitöltő szigetelőréteg veszi körül és az elektród 0,05-0,2 tömeg% Mo/Mo03 porkeveréket tartalmazó betonnal van beburkolva.The present invention relates to a reference electrode for cathodic protection of metallic structures having an electrode terminal attached to an electrode. The electrode is formed of a Mo / MoO 3 rod to which a binder is attached to the electrode outlet, the electrode outlet and a portion of the electrode being electrically insulated with a tube and tube-filled insulating layer, and the electrode is 0.05-0.2 wt% Mo / Mo0 3 powder mixture containing concrete.

A találmány szerinti referencia-elektród felépítését az 1. ábránk alapján ismertetjük.The structure of the reference electrode according to the invention is illustrated in Figure 1.

Az elektród felépítésénél másodfajú elektród létrehozására képes fémet alkalmazunk. A célnak legjobban megfelel a molibdén. A megfelelő méretben Mo/MoO3 rúdból vagy más idomból (pl. szalagból) kialakított (1) elektródhoz [a (2) MoO3 réteg a Mo rúd felületén található] kémiai vagy elektrokémiai úton a (3) kötőanyaggal hegesztéssel, fémzsugorítással vagy egyéb módon rögzített (4) elektródakivezetés van. A kötés leszigetelésére az (1) elektród, illetve a (4) elektród kivezetés egy részét az (5) műanyagcső veszi körül. Az (5) műanyagcsövön belül a hézagot a (6) a kitöltő szigetelőréteg tölti ki, leszigetelve a kötés helyét. Az (1) elektród szigeteletlen (7) aktív részét, az (5) műanyag csövet és á (4) elektródakivezetés (8) szigeteletlen végének egy részét a porózus keramikus jellegű (9) betonburkolat veszi körül.In the construction of the electrode, a metal capable of producing a second kind of electrode is used. Molybdenum is most suitable for this purpose. For an electrode (1) formed of a suitable size Mo / MoO 3 rod or other piece (eg strip), [MoO 3 layer (2) is located on the surface of the Mo rod] by chemical or electrochemical bonding (3), welding, metal shrinking or otherwise there is a fixed (4) electrode outlet. To insulate the joint, a portion of the electrode (1) or electrode (4) outlet is surrounded by the plastic tube (5). Inside the plastic pipe (5), the gap is filled by the filling insulating layer (6), sealing the joint. The uninsulated active part (7) of the electrode (1), the plastic pipe (5) and a part (8) of the uninsulated end (8) of the electrode outlet (4) are surrounded by a porous ceramic concrete cover (9).

HU 207 180 ΒHU 207 180 Β

Ezt a referencia-elektródot az alábbiak szerint valósítjuk meg. Az elektrokémiából ismert, hogy számos fém és vízben rosszul oldódó oxidja - esetünkben a Mo és oxidja - aThis reference electrode is implemented as follows. It is known from electrochemistry that many metals and their poorly water-soluble oxides - in our case Mo and oxide -

MoO3 + 3 H2O + 6e“ ;=5t Mo + 6 OH~ elektródreakció szerint meghatározott elektródpotenciált alakít ki, amelynek értéke bizonyos körülmények között - adott hőmérséklet és pH - megbízhatóan állandó. A megbízható stabilis elektródpotenciál eléréséhez ezért a Mo rúd felületén ki kell alakítani a megfelelő 5-15 pm vastagságú (2) MoO3 réteget. A kémiai és/vagy elektrokémiai úton az (1) elektródhoz (rúdhoz, lemezhez stb.) az árnyékolt (4) elektródakivezetést fémes érintkezéssel (forrasztás, hegesztés, ponthegesztés) rögzítjük. E fémes csatlakozási helyet elektromosan jól szigetelő (5) műanyag csővel a környezetétől elszigeteljük, a hézagot szilikongumival, vagy epoxi gyantával, vagy más szigetelő tulajdonságú anyaggal tömítjük. Az így összeállított elektródot célszerűen kialakított formába helyezzük és betonnal kiöntjük. Az (1) elektród betonba való beágyazásakor - figyelembe véve, hogy a betonburok is az elektród szerves része -, az alábbiak szerint járunk el. 500-as portlandcement és 0 0,2 mm szemcsefrakciójú homokkeverékből 200-as minőségű betont készítünk, amelyhez - figyelembe véve az elektródfolyamatokat, az egyensúly mielőbbi kialakulása érdekében - hozzáadagolunk 0,05-0,2 tömeg% 1:1 tömegarányú MoO3-Mo porkeveréket és a homogenizált, képlékeny keverékkel a formába behelyezett elektródfejet körbeöntjük. A beton készítéséhez Ca(OH)2-dal telített vizes oldatot használunk, hogy a beton kb. 1 hónapos kötésideje alatt az elektród potenciálja rövidebb idő alatt stabilizálódjék. A betont célszerűen Ca(OH)2-dal telített oldatban 3-4 hétig kötni hagyjuk, ezt követően pedig a felhasználásig, illetve a szerkezetbe történő beépítésig ugyanilyen oldatban tároljuk. A kész elektród működőképességéről ismert referencia-elektródokkal galvánelemmé összekapcsolt állapotában, a kialakuló elektromotoros erő mérése útján győződjünk meg.MoO 3 + 3 H 2 O + 6e '; = 5t Mo + 6 OH ~ produces an electrode potential which is reliably constant under certain conditions - given temperature and pH. Therefore, to achieve a reliable stable electrode potential, a suitable layer (2) of MoO 3 (5) to 15 µm thick must be formed on the surface of the Mo rod. By chemical and / or electrochemical means, the shielded electrode lead (4) is fixed to the electrode (1) (rod, plate, etc.) by means of metallic contact (soldering, welding, spot welding). This metallic connection is insulated from the surrounding area by an electrically insulating plastic tube (5), and the gap is sealed with silicone rubber or epoxy resin or other insulating material. The electrode thus assembled is conveniently placed in a mold and poured with concrete. When embedding the electrode (1) in the concrete, considering that the concrete sheath is also an integral part of the electrode, proceed as follows. From Portland cement 500 and 0 0.2 mm grit sand blends to 200 grade concrete, 0.05-0.2% by weight of MoO 3 the powder mixture and the electrode head inserted into the mold with the homogenized plastic mixture. For the preparation of the concrete, an aqueous solution saturated with Ca (OH) 2 is used so that the concrete is ca. Within one month of setting, the electrode potential should stabilize within a shorter period of time. Preferably, the concrete is allowed to cure in a solution saturated with Ca (OH) 2 for 3 to 4 weeks and then stored in the same solution until use or incorporation into the structure. Verify the functionality of the finished electrode when connected to known reference electrodes in a galvanic cell by measuring the resulting electromotive force.

Nagyszámú vizsgálataink azt mutatják, hogy telített kálóméi elektródával galvánelemmé összekapcsolva elektrolitként szobahőmérsékletű telített Ca(OH)2-ot használva - a beton kötésideje alatt a 2. ábrán látható elektromotoros erő-idő diagramot kapjuk. Mint látható 1 hónapon belül - a betonbeli kötést folyamat végbemenetele során - az elektromotoros erő 25 °C-on 610630 mV között állandósult, ezt követően hónapokon keresztül változatlan maradt. Figyelembe véve a telített kálóméi elektród standard elektródpotenciálját 242 mV - a fenti viszonyok között készített Mo/MoO3 elektród elektródpotenciálja 25 °C-on -380 ± 10 mV telített Ca(OH)2 oldatban.A large number of studies show that when coupled with a saturated mesh electrode to a galvanic cell using room temperature saturated Ca (OH) 2 as the electrolyte, the electromotive force-time diagram shown in Figure 2 is obtained during the concrete setting time. As can be seen, the electromotive force stabilized at 610630 mV at 25 ° C within 1 month of completion of the concrete bonding process, after which it remained unchanged for months. Considering the standard electrode potential of the saturated quartz electrode is 242 mV - the electrode potential of the Mo / MoO 3 electrode prepared under the above conditions at -380 ± 10 mV in saturated Ca (OH) 2 solution.

A találmány tárgyát képező referencia-elektród előnyös tulajdonsága az eddig használtakhoz képest abban is megmutatkozik, hogy mérgező anyagot nem tartalmaz, ezért ott is előnyösen felhasználható, ahol a Cu/CuSO4, a Hg/Hg2Cl2 elektródok nem (pl. ivóvíz tartályok).The advantageous property of the reference electrode according to the invention, as compared to the previous ones, is that it does not contain any toxic material and therefore it can be used advantageously where the Cu / CuSO 4 , Hg / Hg 2 Cl 2 electrodes are not (e.g. ).

Claims (2)

1. Referencia elektród fémes szerkezetek katódos védelmére, amely egy elektródhoz rögzített elektróda kivezetéssel van ellátva, azzaljellemezve, hogy az elektród (1) Mo/MoO3 idomból van kialakítva, amelyhez kötőanyaggal (3) elektródakivezetés (4) van rögzítve, az elektródakivezetés (4) és az elektród (1) egy részét elektromosan szigetelő cső (5) és a csövet (5) kitöltő szigetelőréteg (6) veszi körül és az elektród (1) 0,05-0,2 tömeg% Mo/MoO3 porkeveréket tartalmazó betonnal (9) van beburkolva.A reference electrode for cathodic protection of metallic structures, which is provided with an electrode terminal attached to an electrode, characterized in that the electrode (1) is formed of a Mo / MoO 3 piece to which an electrode terminal (4) is fixed with a binder (3). ) and a portion of the electrode (1) is surrounded by an electrically insulating tube (5) and an insulating layer (6) that fills the tube (5) and the concrete (0.05-0.2% by weight Mo / MoO 3 powder mixture). (9) is wrapped. 2. Az 1. igénypont szerinti referencia elektród, azzal jellemezve, hogy az elektród rúd alakú.A reference electrode according to claim 1, characterized in that the electrode is rod-shaped.
HU635389A 1989-12-04 1989-12-04 Reference electrod for the cathodic protection of the metallic constructions HU207180B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU635389A HU207180B (en) 1989-12-04 1989-12-04 Reference electrod for the cathodic protection of the metallic constructions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU635389A HU207180B (en) 1989-12-04 1989-12-04 Reference electrod for the cathodic protection of the metallic constructions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU896353D0 HU896353D0 (en) 1990-02-28
HUT56665A HUT56665A (en) 1991-09-30
HU207180B true HU207180B (en) 1993-03-01

Family

ID=10971522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU635389A HU207180B (en) 1989-12-04 1989-12-04 Reference electrod for the cathodic protection of the metallic constructions

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU207180B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HU896353D0 (en) 1990-02-28
HUT56665A (en) 1991-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1749119B1 (en) Sacrificial anode assembly
JP2008533304A (en) Concrete processing method
US20100044218A1 (en) Rejuvenateable cathodic protection anodes for reinforcing steel in concrete and soil
CN101144769B (en) Five electrode steel bar corrosion monitoring sensor and its preparation method
DE69006768T2 (en) Test electrode.
US20100147703A1 (en) Sacrificial anode and treatment of concrete
EP2350407B1 (en) Sacrificial anodes in concrete patch repair
CN102401781A (en) Reference electrode for reinforced concrete and manufacturing method of reference electrode
US4235688A (en) Salt bridge reference electrode
US9128043B2 (en) Reference electrode and combined electrode
WO2007039768B1 (en) Sacrificial anode and backfill
CA2054104A1 (en) Permanent reference electrode for monitoring the electrochemical potential of metal structures in concrete and soil
HU207180B (en) Reference electrod for the cathodic protection of the metallic constructions
GB2271123A (en) Electrochemical stabilisation of mineral masses such as concrete,and electrode arrangements therefor
EP0195982B1 (en) System and use thereof for collecting chemical-physical, electrochemical and mechanical parameters for designing and/or operating cathodic protection plants
CN109342520A (en) A kind of all-solid-state pH combination electrode device and preparation method thereof
CN100397710C (en) Copper/saturated copper sulphate gel reference electrode
JP3076175B2 (en) Silver / silver chloride reference electrode and method for producing the same
US20150211128A1 (en) Sacrificial anode and treatment of concrete
JP2866791B2 (en) Buried reference electrode
Athayde et al. The anodic behaviour of iron in ethanol—water solutions in the presence and absence of NaClO4 as the supporting electrolyte
WO1992001824A1 (en) The protection of cementitious material
RU2122047C1 (en) Nonpolarizable reference electrode
Srivastava et al. Electrokinetic studies on testosterone/aqueous electrolyte interface: Part 1. Electro-osmosis, electrophoresis, streaming potential and streaming current
GB2169410A (en) Reference half cell for a cathodic protection system for steel in reinforced concrete

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee