PL97405B1 - Uklad do ochrony anodowej zbiornikow stalowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad do ochrony anodowej zbiorników stalowych do magazynowania, lub transportu mediów agresywnych, zwlaszcza kwasu siarkowego.Znane sa urzadzenia do ochrony anodowej aparatury stalowej pasywujacej sie w srodowisku agresywnym.Jednym z nich sa potencjostaty pólprzewodnikowe przeznaczone doiutrzymywania w czasie procesu elektroche¬ micznego, zachodzacego w ukladzie stal weglowa—medium agresywne, na przyklad zbiornik stalowy —kwas siarkowy — nastawionej wartosci potencjalu elektrody odniesienia. Potencjal zalezy od napiecia i pradu elektro¬ dy pomocniczej i ulega zmianom w zaleznosci od rodzaju elektrolitu oraz parametrów procesu elektrochemiczne¬ go. Potencjostat wytwarza takie napiecie i prad elektrody pomocniczej aby utrzymac nastawiony potencjal elektrody odniesienia niezaleznie od powyzszych czynników zaklócajacych. Potencjostaty te oparte sa na wysokostabilnych wzmacniaczach tranzystorowych pradu stalego o regulowanym potencjale wyjsciowym i za¬ wieraja dodatkowe urzadzenia do pomiaru napiecia kontrolowanego oraz uklad korekcji napiecia w zaleznosci od zmian parametrów chronionego obiektu, na przyklad zmian stanu elektrolitu, a ponadto uklad sygnalizacji i blokady przekroczenia dopuszczalnych wartosci pradu.Uklady znanych potencjostatów charakteryzuja sie wiec zlozona budowa i wymagaja dla wytworzenia optymalnych warunków ochrony dodatkowych zespolów co w duzym stopniu zwieksza koszt tych urzadzen.Istota ukladu do ochrony anodowej wedlug wynalazku, zawierajacego zródlo pradu stalego, którego biegun dodatni podlaczony jest do zbiornika stalowego, a biegun ujemny do katody — polega na tym, ze katoda ta zlozona jest z co najmniej dwu elementów, a mianowicie lacznika pretowego i polaczonego z nim preta zanurzonego w medium agresywnym.Powyzszy lacznik osadzony jest przesuwnie w prowadnicy izolacyjnej i zaopatrzony jest w wylacznik krancowy zródla pradu, zas na precie osadzony jest plywak utrzymujacy stala glebokosc zanurzenia tego preta w medium agresywnym w miare przemieszczania sie katody. Katoda zlozona jest z co najmniej dwu pretów polaczonych ze soba, z których jeden stanowi lacznik ze zródlem pradu a pozostaly zanurzony jest w medium agresywnym.2 97 405 Dla zbiorników kulistych czesc katody zanurzona w medium agresywnym ma ksztalt bryly obrotowej, najkorzystniej kuli i polaczona jest poprzez lacznik pretowy ze zródlem pradu.Uklad wedlug wynalazku pozwala na utrzymanie wymaganego potencjalu anody (zbiornika) za pomoca kontroli i regulacji przylozonego napiecia. Regulacja ukladu wymaga jedynie okresowego dozoru przez pomocniczy personel techniczny.Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykladowym wykonaniu na rysunku schematycznym, który przedstawia uklad do ochrony anodowej w zastosowaniu do zbiornika stalego na kwas siarkowy.Jak uwidoczniono na rysunku w centralnym otworze wlazowym 1 zbiornika 2, wykonanego ze stali weglowej osadzony jest przesuwnie lacznik 3a stanowiacy czesc katody 3. Druga czesc katody stanowi poziomy pret 3b polaczony sztywno z lacznikiem 3a i zanurzony calkowicie w kwasie siarkowym. Lacznik 3a osadzony jest przesuwnie w prowadnicy izolacyjnej 5 zamocowanej w pokrywie 4 wlazu 1.Do preta 3b przytwierdzony jest plywak 8 utrzymujacy stala glebokosc zanurzenia tego preta w kwasie siarkowym. Na laczniku 3a zamocowany jest wylacznik krancowy 7, do którego podlaczony jest ujemny biegun baterii pradu stalego 6. Anode ukladu stanowi zbiornik 2 sprzezony z dodatnim biegunem baterii 6.Lacznik 3a i pret 3b wykonane sa z miedzi piatynizowanej.Ponadto w sklad ukladu wchodza (nie pokazane na rysunku) znane urzadzenia do kontroli i regulacji zadanej wielkosci napiecia i natezenia pradu baterii 6. Po przylozeniu napiecia baterii 6 miedzy zbiornik 2, stanowiacy anode, a katoda 3 zostaje wywolany proces pasywacji anodowej wyrazajacy sie silna polaryzacja scianek zbiornika 2 wskutek wytworzenia sie na ich powierzchni cienkiej i szczelnej warstewki tlenkowej o przyblizonym wzorze F203#n H20. Warstewka ta jest odporna na dzialanie medium korozyjnego jakim jest roztwór kwasu siarkowego i hamuje proces korozji scianek zbiornika 2.Zakres potencjalu pasywnego anody, to jest potencjalu utrzymujacego efekt ochrony antykorozyjnej — - stanowi róznica minimalnego potencjalu anodowego, przy którym nastepuje przejscie od ujemnych wartosci potencjalu elektrochemicznego do wartosci dodatnich i tak zwanego potencjalu transpasywacji, przy którym wystepuje zjawisko rozerwania tlenkowej warstewki ochronnej i wzmozenie procesu korozji.Utrzymujac napiecie baterii 6, a tym samym potencjaly anody i katody w granicach uprzednio obliczonych wielkosci, zaleznych od geometrii zbiornika i rodzaju medium korozyjnego —wywoluje sie ciagly i staly stan pasywacji anodowej gwarantujacej efekt ochrony antykorozyjnej.W przykladowym wykonaniu zakres potencjalu pasywacji zbiornika 2 (anody) wynosi od +0,7 V do +2,5 V czyli+1,8 V.W miare obnizania sie poziomu kwasu siarkowego w zbiorniku 2 przemieszcza sie w dól katoda 3, przy czym za pomoca plywaka 8 utrzymywana jest stala glebokosc zanurzenia preta poziomego 3b.W krancowym dolnym polozeniu katody 3 wylacznik 7, który przemieszcza sie wraz z lacznikiem 3a powoduje, wskutek zetkniecia sie przycisku 9 z prowadnica 5 — przerwanie przeplywu pradu co zapobiega zwarciu w razie zetkniecia sie preta 3b katody 3 z dnem zbiornika 2.Proces katodowy w ukladzie stal weglowa — kwas siarkowy przebiega wedlug wzoru 2tf + 2e = H2 i jest hamowany nadnapieciem wydzielania sie wodoru, które dzieki obecnosci platyny jest male co w efekcie zmniejsza polaryzacje wodorowa katody.Opisany uklad mozna stosowac zarówno do zbiorników podluznych (cystern) jak i zbiorników kulistych z mediami korozyjnymi o róznych parametrach (stezenie, temperatura, gestosc).Material katody moze stanowic stop chromoniklowy z dodatkiem miedzi i molibdenu lub zeliwo o podob¬ nym skladzie lecz z dodatkiem krzemu.Uklad wedlug wynalazku moze byc zainstalowany na obiektach ruchomych jak cysterny, kolejowe, samochodowe itp.Uklad nadaje sie równiez do ochrony anodowej aparatury w linii produkcyjnej kwasu siarkowego lub kwasu fosforowego oraz innych kwasów nie tworzacych elektrolitów i jonami chlorkowymi. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do ochrony anodowej zbiorników stalowych do magazynowania lub transportu mediów agresywnych, zwlaszcza kwasu siarkowego, zawierajacy zródlo pradu stalego, którego biegun dodatni podlaczo¬ ny jest do zbiornika, a biegun ujemny do katody, znamienny tym, ze zanurzona w medium agresywnym czesc (3b) katody (3) zaopatrzona jest w plywak (8) utrzymujacy stala glebokosc jej zanurzenia natomiast polaczony z powyzsza czescia lacznik pretowy (3a) osadzony jest przesuwnie w prowadnicy izolacyjnej (5) i zaopatrzony jest w wylacznik krancowy (7) zródla pradu (6).
2. 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze katoda (3) zlozona jest z co najmniej dwu pretów (3a i 3b) polaczonych ze soba, z których jeden podlaczony jest do bieguna ujemnego zródla pradu.97 405 3
3. 3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze katoda (3) zlozona jest z lacznika pretowego (3a) i polaczonego z nim elementu w ksztalcie bryly obrotowej, najkorzystniej w ksztalcie kuli, przy czym lacznik ten podlaczony jest do bieguna ujemnego zródla pradu. PL