RU46011U1

RU46011U1 - ANODE FOR CATHODE PROTECTION

Info

Publication number: RU46011U1
Application number: RU2004138771/22U
Authority: RU
Inventors: Б.А. Хоришко; К.Н. Марценко; А.Д. Давыдов; В.Ф. Захаров; О.В. Иванова; Ю.Д. Земляков
Original assignee: Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2005-06-10

Abstract

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности, к области изготовления анодов для процессов электролиза водных сред с рН=2-14 (промышленный электролиз, катодная защита от коррозии внешним током).The invention relates to the field of electrochemical production, in particular, to the field of manufacture of anodes for the processes of electrolysis of aqueous media with pH = 2-14 (industrial electrolysis, cathodic protection against external current corrosion).

Задачей устройства является обеспечение надежного контакта токоподводящего кабеля с покрытием, нанесенного на магнетитовый анод. Указанная цель достигается тем, что внутренняя поверхность корпуса анода из магнетита, выполненного в виде полого цилиндра, покрывается медью или никелем для равномерного распределения тока через стенки электрода. К полученному покрытию присоединен в распор токоподводящий кабель. Место контакта залито сплавом Pb-Bi (Cd-Bi). Торцевые полости анода заполнены герметизирующим материалом и закрыты термореагирующей пластмассой.The objective of the device is to ensure reliable contact of the lead-in cable with the coating deposited on the magnetite anode. This goal is achieved by the fact that the inner surface of the magnet anode casing, made in the form of a hollow cylinder, is coated with copper or nickel to evenly distribute the current through the electrode walls. It is connected to the resulting coating in a spreader cable. The contact point is filled with Pb-Bi (Cd-Bi) alloy. The end cavities of the anode are filled with a sealing material and closed with a thermosetting plastic.

Description

Полезная модель относится к области электрохимических производств, в частности, к области изготовления магнетитовых анодов для процессов электролиза водных сред с рН=2-14 (промышленный электролиз, катодная защита от коррозии внешним током).The utility model relates to the field of electrochemical production, in particular, to the field of manufacturing magnetite anodes for electrolysis of aqueous media with pH = 2-14 (industrial electrolysis, cathodic protection against external current corrosion).

Известен составной анод на титановой основе с покрытием из Ti₂Ni, нанесенным на подложку путем напресовки, спекания, плавления (А.с.SU №505751 от 11.08.76 г. Анод для катодной защиты. Авторы: Трусов Г.Н., Коссый Г.Г., Михеев B.C., Гончаренко Б.А.).Known composite anode on a titanium base with a coating of Ti ₂ Ni, deposited on a substrate by nadresovki, sintering, melting (A.S. G.G., Mikheev BC, Goncharenko B.A.).

Наиболее близким аналогом предложенного анода является известный из заявки WO 83/03264 от 29.09.83 г. окисный анод, применяемый при катодной защите от коррозии с наложением тока, содержащий корпус, предпочтительно выполненный из оксида железа (магнетита) с покрытием из электропроводного металла или сплава, в том числе меди или никеля, с токопроводящим проводом, прикрепленным в центральной части в виде спирали, распираемой герметиком. Недостаток устройства с распорным герметиком заключается в ухудшении контакта токопроводящего провода с покрытием вследствие усадки, старения пластмассы со временем.The closest analogue of the proposed anode is the oxide anode known from WO 83/03264 dated 09/29/83, used for cathodic corrosion protection with current application, comprising a housing, preferably made of iron oxide (magnetite) coated with an electrically conductive metal or alloy , including copper or nickel, with a conductive wire attached in the central part in the form of a spiral, bursting with sealant. The disadvantage of a device with a spacer sealant is the deterioration of the contact of the conductive wire with the coating due to shrinkage, aging of the plastic over time.

Общим недостатком известных устройств является то, что в ослабленных местах контакта покрытия с токоведущим проводом агрессивная среда усиливает коррозионный эффект и увеличивает потерю по току по всему аноду, что ведет к снижению работоспособности.A common disadvantage of the known devices is that in weakened contact points of the coating with the current-carrying wire, an aggressive medium enhances the corrosion effect and increases the current loss throughout the anode, which leads to a decrease in operability.

Задачей предлагаемой полезной модели являлось повышение надежности работы анода.The objective of the proposed utility model was to increase the reliability of the anode.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем. Оксидный анод, применяемый для катодной защиты от коррозии с наложением тока, содержащий корпус из магнетита и покрытие из The essence of the proposed utility model is as follows. An oxide anode used for cathodic corrosion protection with current application, comprising a magnetite casing and a coating of

электропроводного металла - никеля или меди, к которому присоединен токоведущий провод, и герметик, отличается от наиболее близкого аналога тем, что токоведущий провод размещен в герметике, при этом область контакта покрытия и токоведущего провода залита сплавом эвтектического состава, затвердевающим с увеличением объема.The conductive metal, nickel or copper, to which the current-carrying wire is connected, and the sealant, differs from the closest analogue in that the current-carrying wire is placed in the sealant, while the contact area of the coating and the current-carrying wire is filled with an eutectic alloy that hardens with increasing volume.

Дополнительные отличия состоят в том, что сплав эвтектического состава выполнен на основе висмута.Additional differences are that the alloy of the eutectic composition is made on the basis of bismuth.

Именно совокупность существенных признаков предложенной полезной модели обеспечивает получение предусмотренного технического результата.It is the set of essential features of the proposed utility model that provides the intended technical result.

Поскольку электропроводность у магнетита ниже, чем у токоведущего провода, обычно изготавливаемого из хорошо проводящего металла (меди или алюминия), то нанесение гальванического покрытия на внутреннюю поверхность полого анода обеспечивает равномерное распределение тока через тело анода. Это позволяет снизить потери тока на преодоление внутреннего сопротивления магнетита при его распространении от токоведущего провода по всей поверхности анода. При этом для предотвращения коррозионного эффекта в области контакта токоведущего провода - покрытие - магнетит необходимо подпружинивание и защита одновременно. Для обеспечения надежного контакта токопроводящего провода с покрытием, а, следовательно, лучшей работы анода, место соединения контакта с покрытием предлагается заливать сплавом эвтектического, то есть низкоплавящегося состава, который при затвердевании увеличивается в объеме, например, Pb-Bi. Такие сплавы описаны в кн. Корольков А.М. Литейные свойства металлов и сплавов. Изд 2-е, доп. - М.: Наука, 1967. - 200 с. или кн. Чалмерс Б. Физическое металловедение. Пер с англ. М.: Металлургия, 1963. - 456 с.Since the conductivity of magnetite is lower than that of a current-carrying wire, usually made of a well-conducting metal (copper or aluminum), the application of a galvanic coating on the inner surface of the hollow anode ensures uniform distribution of current through the body of the anode. This allows you to reduce the current loss to overcome the internal resistance of magnetite during its propagation from the current-carrying wire over the entire surface of the anode. At the same time, to prevent the corrosion effect in the contact area of the current-carrying wire - coating - magnetite, springing and protection are necessary simultaneously. To ensure reliable contact of the conductive wire with the coating, and, consequently, the best work of the anode, it is proposed to fill the junction of the contact with the coating with an eutectic alloy, i.e. a low-melting composition, which during solidification increases in volume, for example, Pb-Bi. Such alloys are described in book. Korolkov A.M. Foundry properties of metals and alloys. 2nd ed. - M .: Nauka, 1967 .-- 200 p. or Prince Chalmers B. Physical metallurgy. Per from English. M .: Metallurgy, 1963 .-- 456 p.

Эвтектическими сплавами, обладающими отрицательной усадкой, являются сплавы на основе Bi и Si. Сплав при концентрации 42% Pb и 58% Bi затвердевает при температуре 117°С. При этом происходит расширение Negative shrinkage eutectic alloys are those based on Bi and Si. The alloy at a concentration of 42% Pb and 58% Bi solidifies at a temperature of 117 ° C. In this case, the expansion

объема сплава на 1-2%, тем самым обеспечивается постоянное усиление контакта.the alloy volume by 1-2%, thereby providing a constant contact enhancement.

Предлагаемая модель изображена на чертеже. На фиг.1 показан вариант выполнения анода с цилиндрическим корпусом и двумя плоскими крышками. На фиг.2 показан вариант выполнения анода с цилиндрическим корпусом, эллиптическим днищем и плоской крышкой. На фиг.3 показан вариант выполнения анода с цилиндрическим корпусом, имеющим выступы.The proposed model is shown in the drawing. Figure 1 shows an embodiment of the anode with a cylindrical body and two flat covers. Figure 2 shows an embodiment of the anode with a cylindrical body, an elliptical bottom and a flat cover. Figure 3 shows an embodiment of the anode with a cylindrical body having protrusions.

Показанный на фиг.1 анод содержит корпус из магнетита 1, выполненный в виде полого цилиндра с нанесенным на его внутреннюю поверхность покрытием 2. Размеры полости определяются функциональными параметрами анода и технологией нанесения покрытия и контакта с покрытием. Внутренняя поверхность корпуса 1 для равномерного распределения тока через стенки электрода электрохимическим способом покрыта медью или никелем 2 (примерно 30-100 мкм). К полученному покрытию присоединен в распор токоподводящий провод 3. Область контакта 4 залита сплавом эвтектического состава, затвердевающим с увеличением объема, - Pb-Bi или Cd-Bi. Торцевые полости анода заполнены герметизирующим материалом (герметиком) 5 и закрыты крышками 6 из термореагирующей пластмассы.The anode shown in Fig. 1 comprises a magnetite casing 1 made in the form of a hollow cylinder with a coating 2 deposited on its inner surface. The dimensions of the cavity are determined by the functional parameters of the anode and the coating and contact technology. The inner surface of the housing 1 for uniform distribution of current through the walls of the electrode is electrochemically coated with copper or nickel 2 (approximately 30-100 microns). Pb-Bi or Cd-Bi is attached to the obtained coating in a spacer lead wire 3. Contact area 4 is filled with a eutectic alloy, which hardens with an increase in volume. The end cavity of the anode is filled with a sealing material (sealant) 5 and closed with covers 6 made of thermosetting plastic.

Анод, изображенный на фиг.2, отличается от фиг.1 только формой корпуса, который выполнен цилиндрическим с эллиптическим днищем и наличием одной крышки. Анод, изображенный на фиг.3, отличается от анода, показанного на фиг.1, наличием выступов на внешней поверхности корпуса, обеспечивающих возможность соединения между собой нескольких анодов.The anode shown in figure 2, differs from figure 1 only in the shape of the housing, which is made cylindrical with an elliptical bottom and the presence of one cover. The anode shown in figure 3, differs from the anode shown in figure 1, the presence of protrusions on the outer surface of the housing, providing the possibility of connecting several anodes to each other.

Claims

1. The oxide anode used for cathodic corrosion protection with the application of current, comprising a housing of magnetite and a coating of conductive metal - nickel or copper, to which a conductive wire is attached, and a sealant, characterized in that the conductive wire is placed in the sealant, the contact area of the coating and the current-carrying wire is filled with an eutectic alloy that hardens with increasing volume.

2. The oxide anode according to claim 1, characterized in that the alloy of the eutectic composition is made on the basis of bismuth.