ITAN20070017U1

ITAN20070017U1 - ELECTRODE FOR THE PROTECTION OF METAL TANKS AGAINST CORROSION

Info

Publication number: ITAN20070017U1
Authority: IT
Inventors: Evandro Biagioli; Angelo Mancini; Roberto Sampaolesi; Alessandro Stopponi
Original assignee: Merloni Termosanitari Spa
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2007-10-31

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

annessa a domanda di Brevetto per Modello di Utilità avente per titolo: attached to the application for a Utility Model Patent entitled:

"ELETTRODO PER LA PROTEZIONE DI SERBATOI METALLICI CONTRO LA CORROSIONE " "ELECTRODE FOR THE PROTECTION OF METAL TANKS AGAINST CORROSION"

R I A S S U N T O SUMMARY

Oggetto della presente invenzione è un anodo (3) a correnti impresse atto a contrastare la corrosione del serbatoio (2) di uno scaldabagno ad accumulo (l), la cui barretta (3.1) erogante la corrente di protezione è realizzata in materiale composito in fibra di carbonio. The object of the present invention is an anode (3) with impressed currents able to counteract the corrosion of the tank (2) of a storage water heater (1), whose bar (3.1) delivering the protection current is made of composite fiber material carbon.

DESCRIZIONE D E LL ' INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo contro la corrosione di serbatoi contenenti liquidi elettricamente conduttivi, acqua in particolare. Più specificatamente, il dispositivo si applica utilmente a scaldaacqua ad accumulo, elettrici o a gas, con serbatoio metallico soggetto a corrosione e dotati di protezione contro la stessa di tipo catodico, c.d. a "correnti impresse". The present invention relates to a device against corrosion of tanks containing electrically conductive liquids, water in particular. More specifically, the device is usefully applied to storage water heaters, electric or gas, with metal tank subject to corrosion and equipped with cathodic protection against the same, so-called to "impressed currents".

I1 tipo di protezione catodica a correnti impresse è ben noto ed esaurientemente descritto, nelle sue varianti operative, nelle domande di brevetto No. EP 1426 467 e No. AN2005A000037, depositate dalla stessa richiedente il presente brevetto e a cui si rimanda per una trattazione completa dell'argomento. The type of impressed current cathodic protection is well known and fully described, in its operative variants, in patent applications No. EP 1426 467 and No. AN2005A000037, filed by the same applicant for the present patent and to which reference is made for a complete discussion of the 'topic.

In sintesi, la protezione catodica a correnti impresse si attua rendendo più negativo il potenziale della struttura metallica da proteggere rispetto a quello dell'ambiente aggressivo, nella fattispecie acqua, cui la struttura metallica è esposta. In summary, cathodic protection with impressed currents is implemented by making the potential of the metal structure to be protected more negative than that of the aggressive environment, in this case water, to which the metal structure is exposed.

L'abbassamento di potenziale elettrico della struttura metallica, sino a valori tali da annullare o ridurre drasticamente i fenomeni corrosivi, si ottiene facendo circolare corrente continua da un primo elettrodo (modo) verso la struttura metallica del serbatoio, che funge da secondo elettrodo (catodo), attraverso l'ambiente aggressivo che è elettricamente conduttivo. The lowering of the electric potential of the metal structure, up to values such as to cancel or drastically reduce the corrosive phenomena, is obtained by circulating direct current from a first electrode (mode) towards the metal structure of the tank, which acts as a second electrode (cathode ), through the aggressive environment which is electrically conductive.

Tale circolazione di corrente si ottiene applicando energia elettrica per mezzo di un generatore esterno, avente il polo negativo elettricamente collegato alla struttura metallica da proteggere e il polo positivo collegato all'elettrodo che funge da anodo, il quale, per il resto, è elettricamente isolato rispetto alla massa metallica. This circulation of current is obtained by applying electrical energy by means of an external generator, having the negative pole electrically connected to the metal structure to be protected and the positive pole connected to the electrode which acts as an anode, which, for the rest, is electrically isolated. with respect to the metallic mass.

La scelta del materiale con cui viene realizzato l'anodo a corrente impressa viene generalmente fatta in base alla quantità di corrente che dovrà erogare e alla sua durata nel tempo, cercando di contemperare le esigenze di funzionamento con quelle di risparmio economico. The choice of the material with which the impressed current anode is made is generally made on the basis of the amount of current it will have to deliver and its duration over time, trying to reconcile operating needs with those of economic savings.

Gli anodi a correnti impressa sinora conosciuti sono tutti realizzati in materiale metallico, preferibilmente in titanio o leghe di titanio. Ancora più preferibilmente l'anodo è realizzato in titanio rivestito con uno strato di ossidi metallici misti, che permettono di migliorare la conducibilità elettrica dell'anodo esso debba essere sostituito. The impressed current anodes known up to now are all made of metallic material, preferably of titanium or titanium alloys. Even more preferably the anode is made of titanium coated with a layer of mixed metal oxides, which allow to improve the electrical conductivity of the anode if it needs to be replaced.

Scopo della presente invenzione è quello di indicare un materiale innovativo per la realizzazione di un anodo a correnti impresse, che amplifichi i vantaggi di durata, economicità e resistenza alla corrosione forniti dai materiali metallici sinora utilizzati. The purpose of the present invention is to indicate an innovative material for the realization of an impressed current anode, which amplifies the advantages of duration, economy and corrosion resistance provided by the metallic materials used up to now.

Detto scopo ed ulteriori vantaggi si raggiungono con un anodo a correnti impresse così come descritto di seguito, con l'ausilio delle illustrazioni a corredo, e nelle rivendicazioni annesse, le quali ultime costituiscono parte integrante della descrizione stessa. Said object and further advantages are achieved with an impressed current anode as described below, with the aid of the accompanying illustrations, and in the appended claims, which form an integral part of the description itself.

La figura l mostra, in sezione, una parte di serbatoio di uno scaldaacqua ad accumulo utilizzante un anodo a correnti impresse contro la corrosione secondo l'invenzione. Figure 1 shows, in section, a part of the tank of a storage water heater using an anode with impressed currents against corrosion according to the invention.

La figura 2 mostra, in dettaglio, l'anodo a correnti impresse contro la corrosione secondo l'invenzione. Figure 2 shows, in detail, the anode with impressed currents against corrosion according to the invention.

Con riferimento ai disegni, il numero 1 indica, nel suo complesso, uno scaldaacqua ad accumulo avente un serbatoio 2 in materiale ferroso e munito di una flangia metallica amovibile 4 ad esso imbullonata. With reference to the drawings, the number 1 indicates, as a whole, a storage water heater having a tank 2 made of ferrous material and provided with a removable metal flange 4 bolted thereto.

I1 serbatoio 2 comprende, come da arte nota, uno o più corpi scaldanti 6 per il riscaldamento dell'acqua e una guaina 5 contenente uno o più sensori di un termostato. The tank 2 comprises, according to the known art, one or more heating bodies 6 for heating the water and a sheath 5 containing one or more sensors of a thermostat.

Sia la resistenza elettrica 6 che la guaina 5 sono montate sulla flangia 4 con mezzi noti, al pari dell'anodo a correnti impresse 3, isolato elettricamente dalla detta flangia 4 mediante mezzi isolanti 3.3, e comandato da un generatore di corrente 7 che fornisce l'energia elettrica necessaria per la protezione catodica del serbatoio 2. Both the electrical resistance 6 and the sheath 5 are mounted on the flange 4 by known means, like the impressed current anode 3, electrically isolated from the said flange 4 by insulating means 3.3, and controlled by a current generator 7 which supplies the '' electricity required for the cathodic protection of the tank 2.

Come sopra descritto, il generatore di corrente 7 ha il morsetto del polo negativo collegato alla massa metallica del serbatoio 2, mentre il morsetto del polo positivo è collegato al connettore elettrico 3.4 alla base dell'anodo a correnti impresse 3. As described above, the current generator 7 has the negative pole terminal connected to the metallic mass of the tank 2, while the positive pole terminal is connected to the electrical connector 3.4 at the base of the impressed current anode 3.

Più in dettaglio, come visibile nella fig. 2, l'modo a correnti impresse 3 è composto: More in detail, as can be seen in fig. 2, the impressed current mode 3 is composed:

<->da una boccola dielettrica 3.3, atta a consentirne il fissaggio alla flangia 4 in modalità isolata rispetto al serbatoio 2; <-> by a dielectric bushing 3.3, adapted to allow it to be fixed to the flange 4 in an insulated manner with respect to the tank 2;

da un supporto 3.2 in materiale dielettrico, generalmente fibra di vetro mista a materiale plastico termoindurente, quali ad esempio taycona, rytron o fortron; a support 3.2 made of dielectric material, generally glass fiber mixed with thermosetting plastic material, such as for example taycona, rytron or fortron;

da una barretta 3.1 che funge da dispensatore della corrente impressa fornita dal generatore di corrente 7. La detta barretta 3.1 può pertanto essere considerata la parte propriamente anodica dell'intero elettrodo 3. by a bar 3.1 which acts as a dispenser of the impressed current supplied by the current generator 7. Said bar 3.1 can therefore be considered the properly anodic part of the entire electrode 3.

L'oggetto della presente invenzione consiste nel realizzare la detta barretta 3.1 non più in materiale metallico, quale ad esempio titanio o sue leghe, bensì in fibra di carbonio, che si è scoperto possedere le caratteristiche più adatte per sostituire i materiali metallici sinora adoperati. The object of the present invention consists in making said bar 3.1 no longer in metallic material, such as for example titanium or its alloys, but in carbon fiber, which has been found to possess the most suitable characteristics to replace the metallic materials used up to now.

Più precisamente, il materiale utilizzato è un composto di fibra di carbonio, comprendente filamenti di grafite annegati in una resina plastica termoindurente, (ad esempio resina epossidica), realizzato tramite la nota tecnica della pultrusione. More precisely, the material used is a carbon fiber compound, comprising graphite filaments embedded in a thermosetting plastic resin, (for example epoxy resin), made using the known pultrusion technique.

I1 materiale composito in fibra di carbonio così ottenuto possiede caratteristiche di resistenza meccanica pari, o addirittura superiori, a quelle di un metallo estremamente tenace quale l'acciaio, ma allo stesso tempo notevole elasticità e leggerezza. Inoltre la fibra di carbonio ha un elevatissimo potenziale di riduzione, garantendo alla barretta 3.1 dell'anodo 3 un'ottima resistenza alla corrosione e, quindi, una maggiore durata rispetto ai metalli fin qui utilizzati. The carbon fiber composite material thus obtained has mechanical resistance characteristics equal to, or even higher than, those of an extremely tough metal such as steel, but at the same time remarkable elasticity and lightness. Furthermore, carbon fiber has a very high reduction potential, guaranteeing excellent resistance to corrosion for the rod 3.1 of the anode 3 and, therefore, a longer life than the metals used up to now.

I1 vantaggio principale della barretta 3.1 dell'anodo 3 secondo l'invenzione consiste, pertanto, nella accresciuta durata del proprio periodo di utilizzo e nelle migliorate proprietà anticorrosione in confronto ai metalli precedentemente adoperati, comportando di conseguenza anche un vantaggio di ordine economico. The main advantage of the rod 3.1 of the anode 3 according to the invention therefore consists in the increased duration of its period of use and in the improved anti-corrosion properties compared to the metals previously used, consequently also entailing an economic advantage.

Un secondo ordine di vantaggi è rinvenibile nella semplicità di lavorazione del detto materiale composito in fibra di carbonio con cui è fabbricata la barretta 3.1 dell'anodo 3, in quanto i filamenti di grafite sono assai elastici e facilmente trattabili con la tecnica della pultrusione. A second order of advantages can be found in the simplicity of working of said composite material in carbon fiber with which the anode rod 3.1 is manufactured, since the graphite filaments are very elastic and easily treatable with the pultrusion technique.

Claims

CLAIMS Rev. 1 Device for electrochemical protection against corrosion of metal containers or tanks for liquids, in particular electric or gas storage water heaters, in which cathodic electrochemical protection with impressed currents is provided characterized in that said device is an anode (3) whose impressed current dispensing bar (3.1) is made of carbon fiber composite material. Rev.

2 Device (3) for electrochemical protection according to the preceding claim characterized in that said carbon fiber composite material comprises graphite filaments embedded in a thermosetting plastic resin, said material being made by means of pultmsion. Rev.

3 Electric or gas storage water heater (1), comprising: - a tank (2) in ferrous material, <-> one or more heat emitters (6), <-> an impressed current anode (3) suitable for the electrochemical protection against corrosion of said tank (2), <-> an external current generator (7) adapted to supply electrical energy to said anode (3) for said anticorrosion protection, characterized in that said impressed current anode <(3)> is made according to claims 1 and 2.