RU2169210C1 - Anode for cathode protection against corrosion and method for forming active coating of anode - Google Patents
Anode for cathode protection against corrosion and method for forming active coating of anode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169210C1 RU2169210C1 RU2000110332/02A RU2000110332A RU2169210C1 RU 2169210 C1 RU2169210 C1 RU 2169210C1 RU 2000110332/02 A RU2000110332/02 A RU 2000110332/02A RU 2000110332 A RU2000110332 A RU 2000110332A RU 2169210 C1 RU2169210 C1 RU 2169210C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- coating
- melt
- base
- active coating
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 7
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к катодной защите подземных и подводных протяженных металлических сооружений от коррозии, и предназначено для использования в качестве малорастворимых элементов анодных заземлителей. The invention relates to the field of electrochemical production, in particular to cathodic protection of underground and underwater extended metal structures from corrosion, and is intended for use as sparingly soluble elements of anode grounding conductors.
Составной анод состоит из несущего элемента - конструкционной основы, формирующего геометрию анода, активного малорастворимого анодного покрытия и, нередко, промежуточного слоя между основой и покрытием, обладающего наиболее высокими коррозионными свойствами. The composite anode consists of a supporting element - a structural base, forming the geometry of the anode, an active sparingly soluble anode coating and, often, an intermediate layer between the base and the coating, which has the highest corrosion properties.
В качестве активного покрытия может быть использован широкий круг благородных металлов, преимущественно платиновой группы, а также неметаллические материалы на базе карбидов, нитридов, оксидов, обладающих электропроводностью и высокой стойкостью против анодного растворения. As an active coating, a wide range of noble metals, mainly the platinum group, as well as non-metallic materials based on carbides, nitrides, and oxides with electrical conductivity and high resistance to anodic dissolution can be used.
Приемы формирования активного покрытия на анодной основе многочисленны и включают электрохимические, термохимические, металлургические и другие методы. The methods for forming an active coating on the anode base are numerous and include electrochemical, thermochemical, metallurgical and other methods.
Известен составной анод на титановой основе с интерметаллическим покрытием Ti2Ni, нанесенным на подложку путем прокатки, напрессовки, спекания или плавления (см. авторское свидетельство СССР N 505751 от 11.08.76 г).A composite titanium-based anode with an intermetallic Ti 2 Ni coating deposited on a substrate by rolling, pressing, sintering or melting is known (see USSR author's certificate N 505751 of 08/11/76 g).
К недостаткам этого анода следует отнести:
- сложность технологии изготовления анодов;
- дефицитность использованных материалов Ti, Ni;
- пористость активного покрытия и, как следствие, недостаточная коррозионная стойкость.The disadvantages of this anode are:
- the complexity of the technology of manufacturing anodes;
- scarcity of materials used Ti, Ni;
- the porosity of the active coating and, as a consequence, insufficient corrosion resistance.
Технический результат, на достижение которого направлены изобретения, заключается в повышении коррозионной стойкости анода, упрощения способа изготовления, снижения стоимости производства. The technical result to which the invention is directed is to increase the corrosion resistance of the anode, simplify the manufacturing method, and reduce the cost of production.
Указанный результат достигается тем, что анод для катодной защиты от коррозии содержит основу и малорастворимое активное покрытие, причем покрытие выполнено многослойным за счет многократного погружения основы в расплав материала покрытия и кристаллизации его из расплава. This result is achieved in that the anode for cathodic corrosion protection contains a base and a sparingly soluble active coating, the coating being multilayer due to the multiple immersion of the base in the melt of the coating material and its crystallization from the melt.
Кроме того, на поверхность конструкционной основы может быть нанесен промежуточный слой материала, обладающего коррозионной стойкостью в области анодных потенциалов, а покрытие может быть выполнено на основе оксида железа или его соединений и представлять из себя магнетит, легированный магнетит. In addition, an intermediate layer of material with corrosion resistance in the region of anode potentials can be applied to the surface of the structural base, and the coating can be made on the basis of iron oxide or its compounds and can be magnetite, doped magnetite.
Способ формирования активного покрытия анода для достижения технического результата включает нанесение материала покрытия на основу путем многократного погружения основы в расплав материала покрытия с экспозицией в нем и с послойной кристаллизацией вне расплава после каждого погружения, которая может осуществляться на воздухе. После достижения заданной толщины покрытия возможна его термообработка. A method of forming an anode active coating to achieve a technical result involves applying the coating material to the substrate by repeatedly immersing the substrate in the melt of the coating material with exposure in it and with layer-by-layer crystallization outside the melt after each immersion, which can be carried out in air. After reaching the specified coating thickness, heat treatment is possible.
Конструкционная основа анода для катодной защиты от коррозии может иметь любую необходимую геометрическую форму и изготовляется из любого электропроводного материала, преимущественно из углеродистой стали, с температурой плавления выше 1500oC. Поверхность конструкционной основы предварительно очищается и активируется путем механической обработки. В некоторых случаях на поверхность конструкционной основы наносят промежуточный слой, обладающий высокой коррозионной стойкостью в области анодных потенциалов.The structural base of the anode for cathodic corrosion protection can have any desired geometric shape and is made of any electrically conductive material, mainly carbon steel, with a melting point above 1500 o C. The surface of the structural base is pre-cleaned and activated by machining. In some cases, an intermediate layer having high corrosion resistance in the region of anode potentials is applied to the surface of the structural base.
В качестве активного анодного покрытия целесообразно применять оксиды железа - магнетиты - Fe3O4 или соединения на их основе с такими компонентами, как Mn, Ni, Cu - легированные магнетиты, нанесенные путем послойной кристаллизации.It is advisable to use iron oxides — magnetites — Fe 3 O 4 or compounds based on them with components such as Mn, Ni, Cu — doped magnetites deposited by layer-by-layer crystallization as an active anode coating.
Способ изготовления анода для катодной защиты заключается в следующем. A method of manufacturing an anode for cathodic protection is as follows.
Подготовленная конструкционная основа анода погружается на незначительный период времени в расплав активного покрытия (5-10 с), который кристаллизуется на поверхности конструкционной основы в виде тонкого слоя вне расплава. Последующий слой активного покрытия получают повторным погружением изделия в расплав. Общая толщина активного слоя достигается временем экспозиции основы в расплаве и кратностью процесса кристаллизации. The prepared structural base of the anode is immersed for a short period of time in the active coating melt (5-10 s), which crystallizes on the surface of the structural base in the form of a thin layer outside the melt. A subsequent layer of active coating is obtained by re-immersing the product in the melt. The total thickness of the active layer is achieved by the exposure time of the substrate in the melt and the multiplicity of the crystallization process.
По достижении необходимой толщины активного слоя (5-15 мм) анод помещается в разогретую до 800-900oC печь для последующей термообработки.Upon reaching the required thickness of the active layer (5-15 mm), the anode is placed in a furnace heated to 800-900 o C for subsequent heat treatment.
Пример 1. Железорудный концентрат с содержанием железа 65,4% Михайловского горнообогатительного комбината (Белгородская обл.) расплавляется в магнезитовом тигле высокочастотной установки типа ЛПЗ-67, перегревается до температуры 1650-1700oC. Конструкционная основа анода в виде стального прута ⌀ 25 мм, предварительно активированная, погружается в магнетитовый расплав на 5 с и затем переносится в воздушную атмосферу, где выдерживается для кристаллизации образовавшегося активного слоя в течение 10 с. Толщина слоя составляет 0,7-0,8 мм. Повторное погружение анода в расплав магнетита ведет вновь к образованию второго кристаллизационного слоя магнетита. Процесс наращивания слоя активного покрытия продолжается до получения необходимой толщины магнетита. Для формирования слоя толщиной 10 мм на сторону требуется 15 экспозиций. Поры в образовавшемся покрытии отсутствуют.Example 1. Iron ore concentrate with an iron content of 65.4% of the Mikhailovsky ore dressing plant (Belgorod region) is melted in a magnesite crucible of a high-frequency plant of the type LPZ-67, overheats to a temperature of 1650-1700 o C. The structural base of the anode in the form of a steel bar ⌀ 25 mm , previously activated, is immersed in a magnetite melt for 5 s and then transferred to the air atmosphere, where it is maintained for crystallization of the formed active layer for 10 s. The layer thickness is 0.7-0.8 mm. Repeated immersion of the anode in the magnetite melt again leads to the formation of a second crystallization layer of magnetite. The process of building up the active coating layer continues until the required magnetite thickness is obtained. 15 exposures are required to form a layer 10 mm thick per side. There are no pores in the resulting coating.
Пример 2. Шихта, состоящая из окислов железа, меди, марганца, никеля, соответствующая по составу магнетита, расплавляется в магнезитовом тигле высокочастотной установки ЛПЗ-67. Конструкционная основа в виде стального прутка диаметром 25 мм путем плазменного напыления покрывается слоем порошка интерметаллида Ti2/Ni толщиной 0,4-0,5 мм, обладающего высокой коррозионной стойкостью при анодном потенциале. Дальнейший режим формирования слоя активного покрытия легированного магнетита соответствует полностью примеру 1.Example 2. A mixture consisting of oxides of iron, copper, manganese, nickel, corresponding in composition of magnetite, is melted in a magnesite crucible of the high-frequency plant LPZ-67. The structural base in the form of a steel rod with a diameter of 25 mm by plasma spraying is coated with a layer of Ti 2 / Ni intermetallic powder with a thickness of 0.4-0.5 mm, which has high corrosion resistance at the anode potential. Further mode of formation of the active coating layer of doped magnetite fully corresponds to example 1.
Полученные образцы составных анодов для определения коррозионной стойкости подвергались испытаниям в синтетической морской воде (3% p-p NaCl) и рассоле хлорного производства (25% p-p NaCl). Результаты испытаний сведены в таблицу. The obtained samples of composite anodes for determining the corrosion resistance were tested in synthetic sea water (3% p-p NaCl) and brine of chlorine production (25% p-p NaCl). The test results are summarized in table.
Полученные результаты указывают на высокую анодную стойкость составных анодов в водопроводной, морской, синтетической воде и рассоле хлорного производства. Покрытия из легированных магнетитов имеют меньшую растворимость по сравнению с обычным магнетитом приблизительно в 2 раза. The results indicate a high anode resistance of composite anodes in tap, sea, synthetic water and brine of chlorine production. Coatings of doped magnetites have a lower solubility compared to conventional magnetite by about 2 times.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000110332/02A RU2169210C1 (en) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Anode for cathode protection against corrosion and method for forming active coating of anode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000110332/02A RU2169210C1 (en) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Anode for cathode protection against corrosion and method for forming active coating of anode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2169210C1 true RU2169210C1 (en) | 2001-06-20 |
Family
ID=20233773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000110332/02A RU2169210C1 (en) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Anode for cathode protection against corrosion and method for forming active coating of anode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2169210C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2280712C1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-27 | Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева | Cast magnetite production process |
RU2489521C2 (en) * | 2008-04-18 | 2013-08-10 | Индустрие Де Нора С.П.А. | Anode for cathode protection |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU505751A1 (en) * | 1974-06-24 | 1976-03-05 | Предприятие П/Я А-7924 | Anode for cathodic protection |
SU645985A1 (en) * | 1976-02-24 | 1979-02-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Защите Металлов От Коррозии | Anode for cathodic protection against corrosion and method of manufacturing same |
US4957612A (en) * | 1987-02-09 | 1990-09-18 | Raychem Corporation | Electrodes for use in electrochemical processes |
EP0520549A1 (en) * | 1991-06-25 | 1992-12-30 | ECOLINE ANTICORROSION S.r.l. | Inert anodes for the dissipation of continuous current |
EP0623691A1 (en) * | 1993-05-03 | 1994-11-09 | Corrpro Companies, Inc. | Cathodic protection anode and systems |
GB2279664A (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-11 | Concrete Repairs Ltd | Anode for impressed current re-alkalization and dechlorination of reinforced concrete subjected to carbonation attack or aggressive ion penetration |
-
2000
- 2000-04-25 RU RU2000110332/02A patent/RU2169210C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU505751A1 (en) * | 1974-06-24 | 1976-03-05 | Предприятие П/Я А-7924 | Anode for cathodic protection |
SU645985A1 (en) * | 1976-02-24 | 1979-02-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Защите Металлов От Коррозии | Anode for cathodic protection against corrosion and method of manufacturing same |
US4957612A (en) * | 1987-02-09 | 1990-09-18 | Raychem Corporation | Electrodes for use in electrochemical processes |
EP0520549A1 (en) * | 1991-06-25 | 1992-12-30 | ECOLINE ANTICORROSION S.r.l. | Inert anodes for the dissipation of continuous current |
EP0623691A1 (en) * | 1993-05-03 | 1994-11-09 | Corrpro Companies, Inc. | Cathodic protection anode and systems |
GB2279664A (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-11 | Concrete Repairs Ltd | Anode for impressed current re-alkalization and dechlorination of reinforced concrete subjected to carbonation attack or aggressive ion penetration |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2280712C1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-27 | Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева | Cast magnetite production process |
RU2489521C2 (en) * | 2008-04-18 | 2013-08-10 | Индустрие Де Нора С.П.А. | Anode for cathode protection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
El Mahallawy et al. | Electroless Ni–P coating of different magnesium alloys | |
Guo et al. | Growth of ceramic coatings on AZ91D magnesium alloys by micro-arc oxidation in aluminate–fluoride solutions and evaluation of corrosion resistance | |
Zhao et al. | Corrosion mechanism of NiCrBSi coatings deposited by HVOF | |
Winnicki et al. | Corrosion protection and electrical conductivity of copper coatings deposited by low-pressure cold spraying | |
Živković et al. | Corrosion study of ceria coatings on AA6060 aluminum alloy obtained by cathodic electrodeposition: effect of deposition potential | |
US4252629A (en) | Electrode for electrochemical processes especially electrowinning and method for manufacturing same | |
Zhu et al. | Effect of the Cu content on the microstructure and corrosion behavior of PEO coatings on Al–xCu alloys | |
Loghman et al. | Study of sodium aluminate concentration influence on the corrosion behavior of plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on 6061 Al alloy | |
JPS6013074B2 (en) | Electrolytic cathode and its manufacturing method | |
JP2001517737A (en) | Electroplating method | |
RU2169210C1 (en) | Anode for cathode protection against corrosion and method for forming active coating of anode | |
Kim et al. | Influence of ZrO2 incorporation into coating layer on electrochemical response of low-carbon steel processed by electrochemical plasma coating | |
Hernández-Hernández et al. | Corrosion behavior of Fe-40at.% Al-Based intermetallic in 0.25 M H2SO4 solution | |
JP2005539135A5 (en) | ||
EP1446516B1 (en) | Arrangement of an electrode, method for making same, and use thereof | |
US6287446B1 (en) | High porosity three-dimensional structures in chromium based alloys | |
TWI472424B (en) | A metal material, a surface treatment method of a metal material, a method of manufacturing a water repellent material using a metal material as a substrate, and a manufacturing apparatus for a metal material | |
Steyer et al. | Effect of Ni interlayer on corrosion behaviour of crn pvd coating deposited onto plastic mould steels | |
Shahri et al. | Characterization and Corrosion Behavior of Nano-ceramic Coatings Produced by MAO Method: The Role of Process Time | |
JPH03229888A (en) | Production of electrode coated with magnetite | |
JP5194267B2 (en) | Method for forming cermet film having dense surface layer and cermet film coated member | |
Yasuda et al. | Corrosion behavior of lead-free copper alloy castings and their crystallized substances of Cu2S and Bi | |
JP5223426B2 (en) | Surface-treated steel with excellent magnetic properties and method for producing the same | |
Ettefagh Far et al. | Fabrication and electrochemical behavior of plain carbon Steel-B4C-W Composite in 3.5 wt% NaCl solution | |
ÖZYILMAZ et al. | The formation of passive layers on zinc based platings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060426 |
|
HK4A | Changes in a published invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080426 |