UA106462U - composite electrode of anodic earthing - Google Patents
composite electrode of anodic earthing Download PDFInfo
- Publication number
- UA106462U UA106462U UAU201510781U UAU201510781U UA106462U UA 106462 U UA106462 U UA 106462U UA U201510781 U UAU201510781 U UA U201510781U UA U201510781 U UAU201510781 U UA U201510781U UA 106462 U UA106462 U UA 106462U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- titanium
- coating
- shell
- working
- outer cylindrical
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008207 working material Substances 0.000 description 2
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Складений електрод анодного заземлювача містить конструкційну трубчасту основу, пов'язану всередині електричним контактом з провідником струмопровідного кабелю, і робоче покриття з хімічно стійкого струмопровідного оксидного матеріалу. Конструкційна трубчаста основа виконана у вигляді біметалевої труби, яка складається з внутрішньої сталевої труби з попередньо нанесеним по всій її довжині гальванічним покриттям з міді і зовнішньої циліндричної оболонки з титану або його сплаву. При цьому поверхня зовнішньої циліндричної титанової оболонки з боку робочого покриття сформована рельєфною і піддана плазмохімічній активації, а робоче покриття складається з послідовно нанесених електролітичного і термохімічного шарів діоксиду марганцю. Причому електролітичний шар містить у своєму складі співосаджений діоксид титану.The folded anode earthing electrode comprises a structural tubular base connected internally by electrical contact with the conductor of the conductor cable, and a working coating of chemically stable conductive oxide material. The structural tubular base is made in the form of a bimetal pipe, which consists of an inner steel pipe with a pre-coated copper-plated coating along its entire length and an outer cylindrical shell of titanium or its alloy. The surface of the outer cylindrical titanium shell from the working surface is formed by a relief and subjected to plasma chemical activation, and the working coating consists of sequentially applied electrolytic and thermochemical layers of manganese dioxide. Moreover, the electrolytic layer contains co-precipitated titanium dioxide.
Description
Корисна модель належить до технічної електрохімії та електротехніки, а саме до катодного захисту від корозії металевих споруд і комунікацій, і може бути використана в пристроях анодного заземлення, що розміщуються в грунті і водних середовищах.The useful model belongs to technical electrochemistry and electrical engineering, namely to cathodic protection against corrosion of metal structures and communications, and can be used in anodic grounding devices placed in soil and water environments.
Відомий складений електрод трубчастої конструкції як елемент анодного заземлювача, що містить основу з вентильного металу - титану та його сплаву і анодностійке електроактивне покриття з металу або оксиду металу платинової групи, переважно, діоксиду рутенію в композиції з діоксидом титану (патент 05 Мо 4452683, заявл. 22.12.1982, опубл. 05.01.1984, МПКA known compound electrode of a tubular design as an element of an anode grounding device, containing a base made of valve metal - titanium and its alloy and an anode-resistant electroactive coating made of a metal or metal oxide of the platinum group, preferably ruthenium dioxide in a composition with titanium dioxide (patent 05 Mo 4452683, application 12/22/1982, published 01/05/1984, IPC
С2ЗЕ 13/00.C2ZE 13/00.
Недоліками відомого електрода є складність конструкції, низька надійність виконаних механічно електричних контактів, висока вартість використовуваних матеріалів.The disadvantages of the known electrode are the complexity of the design, the low reliability of the mechanical electrical contacts, and the high cost of the materials used.
Відомі електроди для електрохімічних процесів, що складаються з титанової основи і хімічно стійкого робочого покриття, у складі якого використовуються оксиди неблагородних металів - марганцю, кобальту, олова та ін. (Якименко Л.М. Електродні матеріали в прикладної електрохімії - М: Хімія, 1977, С - 264; патент РФ Мо 2425176, заявл. 01.09.2004, опубл. 10.10.2008, МПК С258 11/04).Known electrodes for electrochemical processes, consisting of a titanium base and a chemically resistant working coating, in the composition of which oxides of base metals - manganese, cobalt, tin, etc. are used. (L.M. Yakymenko. Electrode materials in applied electrochemistry - M: Chemistry, 1977, C - 264; RF patent Mo 2425176, application 09/01/2004, publ. 10/10/2008, IPC C258 11/04).
Недоліками електродів-аналогів є низька механічна і адгезійна міцність покриття, пористість, пасивація основи під покриттям.The disadvantages of analog electrodes are low mechanical and adhesive strength of the coating, porosity, passivation of the base under the coating.
Найближчим аналогом корисної моделі є анодний заземлювач, виконаний у вигляді порожнистої наскрізної або глухої труби з хімічно стійкого вентильного металу - титану, ніобію, їх сплавів, на поверхню якого нанесено покриття з металу або оксиду металу платинової групи корисна модель РФ Мо 129102, заявл. 26.02.2013, опубл. 20.06.2013, МПК С2ЗЕ 13/16). До складу покриття з оксиду благородного металу може входити оксид металу основи, а електричний контакт провідника електропроводки з електродом здійснений за допомогою пружного елемента, розташованого в порожнині електрода, заповнюваної електроізоляційною герметизуючою речовиною.The closest analog of a useful model is an anode grounding device, made in the form of a hollow through or deaf pipe made of chemically resistant valve metal - titanium, niobium, their alloys, on the surface of which a coating of metal or metal oxide of the platinum group is applied, useful model RF Mo 129102, application. 26.02.2013, publ. 20.06.2013, IPC S2ZE 13/16). The composition of the noble metal oxide coating may include base metal oxide, and the electrical contact of the wiring conductor with the electrode is made with the help of an elastic element located in the electrode cavity, filled with an electrically insulating sealing substance.
Полегшена трубчаста конструкція електрода краща для зручності монтажу і установки багатоелементного протяжного і глибинного заземлювачів, однак його застосування як елемента заземлювача ускладнене низькою електропровідністю металу основи, нестабільністю перехідного електричного опору механічних контактів при підвищених струмовихThe lightweight tubular design of the electrode is better for ease of installation and installation of multi-element long and deep grounding devices, but its use as a grounding element is complicated by the low electrical conductivity of the base metal, the instability of the transient electrical resistance of mechanical contacts at high currents
Зо навантаженнях, нерівномірністю поверхневого розподілу щільності анодного струму, що веде до підвищеного витрачання електроенергії і зниження економічності заземлювача. Крім того, виготовлення електрода вимагає використання дорогих матеріалів.Due to the loads, uneven surface distribution of the anode current density, which leads to increased consumption of electricity and a decrease in the efficiency of the grounding device. In addition, the manufacture of the electrode requires the use of expensive materials.
В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції складеного електрода, яка дозволяє поліпшити електротехнічні, механічні і адгезійні характеристики електрода і понизити вартість використовуваних матеріалів. Це, в свою чергу, дозволяє підвищити надійність і економічність анодного заземлювача при тривалих термінах експлуатації.The useful model is based on the task of improving the design of the composite electrode, which allows improving the electrotechnical, mechanical and adhesive characteristics of the electrode and reducing the cost of the materials used. This, in turn, makes it possible to increase the reliability and cost-effectiveness of the anode grounding device for long periods of operation.
Поставлена задача вирішується тим, що в складеному електроді анодного заземлювача містить конструкційну трубчасту основу, пов'язану всередині електричним контактом з провідником струмопровідного кабелю, і робоче покриття з хімічно стійкого струмопровідного оксидного матеріалу, згідно з корисною моделлю, конструкційна трубчаста основа виконана у вигляді біметалевої труби, яка складається з внутрішньої сталевої труби з попередньо нанесеним по всій її довжині гальванічним покриттям з міді і зовнішньої циліндричної оболонки з титану або його сплаву, при цьому поверхня титанової оболонки з боку робочого покриття сформована рельєфною і піддана плазмохімічній активації, а робоче покриття складається з послідовно нанесених електролітичного і термохімічного шарів діоксиду марганцю, причому електролітичний шар містить у своєму складі співосаджений діоксид титану.The task is solved by the fact that the assembled electrode of the anode grounder contains a structural tubular base connected internally by electrical contact with the conductor of the conductive cable, and a working coating made of a chemically stable conductive oxide material, according to a useful model, the structural tubular base is made in the form of a bimetallic pipe , which consists of an internal steel pipe with a copper galvanic coating previously applied along its entire length and an outer cylindrical shell made of titanium or its alloy, while the surface of the titanium shell on the side of the working coating is formed in relief and subjected to plasma chemical activation, and the working coating consists of successively deposited electrolytic and thermochemical layers of manganese dioxide, and the electrolytic layer contains coprecipitated titanium dioxide in its composition.
Згідно з корисною моделлю, торці біметалевої труби завальцьовані, а рельєфна поверхня циліндричної титанової оболонки сформована механічною накаткою різьбових канавок.According to the useful model, the ends of the bimetallic pipe are rolled, and the relief surface of the cylindrical titanium shell is formed by mechanical knurling of threaded grooves.
Згідно з косою моделлю, плазмохімічна активація поверхні зовнішньої циліндричної титанової оболонки проведена в газовому середовищі, що містить азот або його сполуки, або суміш сполук азоту і вуглецю.According to the oblique model, plasma-chemical activation of the surface of the outer cylindrical titanium shell is carried out in a gas environment containing nitrogen or its compounds, or a mixture of nitrogen and carbon compounds.
Згідно з корисною моделлю. електричний контакт з провідником струмопровідного кабелю здійснений за допомогою пайки.According to the utility model. electrical contact with the conductor of the current-carrying cable is made with the help of soldering.
Внутрішня сталева труба як складова конструкційної основи електрода, будучи додатковим струмопровідним матеріалом, сприяє зниженню електричного опору, покращує механічні характеристики для формування рельєфною тонкостінної титанової оболонки, а також забезпечує контактну поверхню для електричного з'єднання з провідником кабелю за допомогою пайки.The inner steel pipe as a component of the structural base of the electrode, being an additional conductive material, contributes to the reduction of electrical resistance, improves mechanical characteristics for the formation of a thin-walled titanium shell in relief, and also provides a contact surface for electrical connection with the cable conductor using soldering.
Прошарок міді забезпечує щільність і якість з'єднання суміщених труб, що досягається 60 пресуванням за допомогою горизонтального трубопресового агрегату.The copper layer ensures the density and quality of the joint of the combined pipes, which is achieved by pressing 60 times with the help of a horizontal pipe press unit.
Рельєфна поверхня титанової оболонки з боку робочого покриття дозволяє підвищити адгезійну міцність покриття.The relief surface of the titanium shell on the side of the working coating allows to increase the adhesion strength of the coating.
Плазмохімічна активація поверхні титану в газовому середовищі сполук азоту або суміші сполук азоту і вуглецю призводить до модифікування поверхні з утворенням нітридів або карбонітридів, що підвищують стійкість титану до пасивації.Plasmochemical activation of the titanium surface in a gas environment of nitrogen compounds or a mixture of nitrogen and carbon compounds leads to surface modification with the formation of nitrides or carbonitrides, which increase the resistance of titanium to passivation.
Робоче покриття з діоксиду марганцю виконано двошаровим. Електроосаджений шар у - діоксид марганцю, що містить у своєму складі діоксид титану, характеризується щільною кристалічною структурою, підвищеною механічною і адгезійною міцністю, стійкістю до помірних ударних впливів.The working coating of manganese dioxide is made in two layers. The electrodeposited layer of manganese dioxide, which contains titanium dioxide in its composition, is characterized by a dense crystalline structure, increased mechanical and adhesive strength, and resistance to moderate impact.
Термохімічний шар діоксиду марганцю у складі покриття дозволяє знизити анодний потенціал працюючого електрода і за рахунок цього підвищити економічність процесу електрохімічного захисту.The thermochemical layer of manganese dioxide as part of the coating makes it possible to lower the anode potential of the working electrode and thereby increase the efficiency of the electrochemical protection process.
Електричний контакт всередині складеного електрода з провідником струмопровідного кабелю, здійснений шляхом пайки, підвищує надійність і зменшує перехідний опір електричного з'єднання в широкому діапазоні струмових навантажень.The electrical contact inside the folded electrode with the conductor of the conductive cable, made by soldering, increases reliability and reduces the transient resistance of the electrical connection in a wide range of current loads.
Корисна модель ілюструється кресленням, де показаний загальний вигляд складеного електрода анодного заземлювача в розрізі. Внутрішня сталева труба 1 з'єднана прошарком міді 2 з зовнішньою титановою оболонкою 3, при цьому торці трубчастої основи завальцьовані. На підготовленій рельєфної поверхні титанової оболонки З сформовано двошарове робоче покриття діоксиду марганцю 4, яке складається з прилеглого до оболонки електроосадженого шару у-діоксиду марганцю, що містить у своєму складі діоксид титану, і поверхневого шару, отриманого термічним розкладанням сполуки двовалентного марганцю. В порожнині сталевої труби 1 за допомогою з'єднувального провідника 5 шляхом пайки здійснено електричний контакт Є між провідником 7 струмопровідного кабелю 8 і поверхнею сталевої труби 1. Контакти 6 захищені ізоляційним герметиком 9.A useful model is illustrated by a drawing showing a general cross-section of the assembled electrode of the anode grounding device. The inner steel pipe 1 is connected by a layer of copper 2 to the outer titanium shell 3, while the ends of the tubular base are rolled. On the prepared relief surface of the titanium shell C, a two-layer working coating of manganese dioxide 4 is formed, which consists of an electrodeposited layer of y-manganese dioxide adjacent to the shell, containing titanium dioxide in its composition, and a surface layer obtained by thermal decomposition of a divalent manganese compound. In the cavity of the steel pipe 1, with the help of the connecting conductor 5, by means of soldering, electrical contact E is made between the conductor 7 of the conductive cable 8 and the surface of the steel pipe 1. The contacts 6 are protected by insulating sealant 9.
Збільшення провідності основи електрода 1 досягається за рахунок більшої сумарної площі перерізу і низької в порівнянні з титаном величини питомого омічного опору сталі. Додатковий вклад у збільшення провідності основи електрода 1 і рівномірності розподілу щільності струму на його поверхні вносить прошарок міді 2. Прошарок міді 2 являє собою пластичне гальванічнеAn increase in the conductivity of the base of electrode 1 is achieved due to a larger total cross-sectional area and a low value of the specific ohmic resistance of steel compared to titanium. An additional contribution to increasing the conductivity of the base of the electrode 1 and the uniformity of the current density distribution on its surface is made by the copper layer 2. The copper layer 2 is a plastic galvanic
Зо покриття, нанесене попередньо на поверхню сталевої труби 1, яка виконує роль твердого мастила. Так, при товщині мідного покриття 2 сталевої труби 25 мкм і діаметрі труби 25 мм площа перерізу прошарку 2 становить - 2 мм, що можна порівняти з перерізом мідного провідника кабелю з струмовим навантаженням до - 20 А. Збільшення електропровідності основи 1 дозволяє обмежитися одиничним контактним з'єднанням в порожнині електрода відносно великої довжини 1,0-1,5 м, при цьому, на відміну від титану, контакт з поверхнею сталі може бути виконаний нероз'ємним за допомогою паяння твердим припоєм. Підвищення жорсткості основи за рахунок сталевої опорної складової 1 дозволяє сформувати рельєф тонкостінної титанової оболонки З шляхом механічної обробки - накаткою різьбових канавок, що дозволяє збільшити площу контактної поверхні з робочим покриттям 4 у 1,5-2 рази і, відповідно, підвищити адгезійну міцність покриття. Плазмохімічна активація поверхні титану З дозволяє уникнути застосування хімічної обробки її в агресивних і токсичних розчинах кислот, а присутність в газовому середовищі сполук азоту або суміші сполук азоту і вуглецю призводить до утворення нітридів або карбонітридів, що підвищує стійкість титану до пасивації. Як робочий матеріал покриття 4 використаний діоксид марганцю, який належить до найбільш хімічно стійких оксидних з'єднань неблагородних металів і характеризується провідністю п-типу, а також високою електрокаталітичною активністю. Особливістю корисної моделі є двошарова структура робочого покриття діоксиду марганцю, де прилеглий до основи шар являє собою електролітичний у-діоксид марганцю, в якому міститься співосаджений діоксид титану, а поверхневий шар нанесений термічним розкладанням сполуки двовалентного марганцю.From the coating previously applied to the surface of the steel pipe 1, which acts as a solid lubricant. Thus, when the thickness of the copper coating 2 of the steel pipe is 25 μm and the pipe diameter is 25 mm, the cross-sectional area of the layer 2 is - 2 mm, which can be compared with the cross-section of the copper conductor of a cable with a current load of up to - 20 A. The increase in the electrical conductivity of the base 1 allows you to limit yourself to a single contact with connection in the electrode cavity with a relatively long length of 1.0-1.5 m, while, unlike titanium, the contact with the steel surface can be made inseparable by soldering with solid solder. Increasing the rigidity of the base due to the steel support component 1 allows to form the relief of the thin-walled titanium shell Z by mechanical processing - knurling of threaded grooves, which allows to increase the area of the contact surface with the working coating 4 by 1.5-2 times and, accordingly, to increase the adhesion strength of the coating. Plasmochemical activation of the surface of titanium Z allows you to avoid the use of its chemical treatment in aggressive and toxic acid solutions, and the presence of nitrogen compounds or a mixture of nitrogen and carbon compounds in the gas environment leads to the formation of nitrides or carbonitrides, which increases the resistance of titanium to passivation. Manganese dioxide is used as the working material of coating 4, which belongs to the most chemically stable oxide compounds of base metals and is characterized by p-type conductivity, as well as high electrocatalytic activity. A feature of the useful model is the two-layer structure of the working coating of manganese dioxide, where the layer adjacent to the base is electrolytic y-manganese dioxide, which contains coprecipitated titanium dioxide, and the surface layer is applied by thermal decomposition of a divalent manganese compound.
Співосадження діоксиду титану відбувається в результаті анодного окислення іонів Тіз: в умовах основної анодної реакції окислення іонів Мп, при цьому діоксид титану чинить специфічну, вирівнюючу дію на формування електролітичного шару, що сприяє заповненню матеріалом покриття мікро- і макронерівностей поверхні основи. Візуальною ознакою співосадження діоксиду титану є поява блиску і зниження мікрошорсткості покриття.Co-precipitation of titanium dioxide occurs as a result of anodic oxidation of Tis ions: under the conditions of the main anodic oxidation reaction of Mp ions, while titanium dioxide exerts a specific, leveling effect on the formation of the electrolytic layer, which contributes to the filling of micro- and macro-uniformities of the base surface with the coating material. A visual sign of co-precipitation of titanium dioxide is the appearance of gloss and a decrease in micro-roughness of the coating.
Разом з тим, співосадження діоксиду титану веде до зниження каталітичної активності у- діоксиду марганцю, що проявляється у зростанні перенапруги анодної реакції: 2Н2го - 46 -» ОсАн».At the same time, co-precipitation of titanium dioxide leads to a decrease in the catalytic activity of manganese dioxide, which is manifested in an increase in the overvoltage of the anodic reaction: 2Н2го - 46 - "ОсАн".
Термохімічний шар діоксиду марганцю в складі покриття, отриманий розкладанням розчину або розплаву нітрату марганцю, характеризується мікропористою структурою і дозволяє бо знизити анодний потенціал працюючого електрода на 0,2-0,3 В. Крім того, при температурі термохімічної реакції » 180"С в умовах формування поверхневого шару відбувається дегідратація і видалення абсорбованих домішок у складі раніше осадженого шару у-діоксиду марганцю, в тому числі, в результаті розкладання в ньому домішок оксигидратів, яке сприяє ущільненню структури і зміцнення робочого матеріалу покриття.The thermochemical layer of manganese dioxide in the composition of the coating, obtained by decomposition of a solution or melt of manganese nitrate, is characterized by a microporous structure and allows to reduce the anodic potential of the working electrode by 0.2-0.3 V. In addition, at the temperature of the thermochemical reaction » 180"C in the conditions the formation of the surface layer occurs by dehydration and removal of absorbed impurities in the composition of the previously deposited layer of manganese y-dioxide, including, as a result of the decomposition of oxyhydrate impurities in it, which contributes to the compaction of the structure and strengthening of the working material of the coating.
Випробування комбінованого двошарового покриття, нанесеного на підготовлену поверхню титану, проведені на зразках в електролітичній комірці в розчині 0,5 м Не5О» при анодній густині струму 100 А/м2 протягом 1000 год. показали стабільність напруги в межах 2,4-2,5 В.Tests of the combined two-layer coating applied to the prepared titanium surface were carried out on samples in an electrolytic cell in a solution of 0.5 m of He5O" at an anodic current density of 100 A/m2 for 1000 hours. showed voltage stability in the range of 2.4-2.5 V.
Стендові випробування в середовищі мінералізованої води з підвищеним вмістом хлоридів протягом року при анодній щільності струму 50 А/м? підтвердили стабільність анодного потенціалу електрода, незмінність стану і товщини робочого покриття. Витрата матеріалу робочого покриття склала «- 104-105 г/А/рік, що можна порівняти з витратою покриття з металів платинової групи або їх оксидних сполук.Bench tests in the environment of mineralized water with an increased content of chlorides during the year at an anodic current density of 50 A/m? confirmed the stability of the anode potential of the electrode, the invariance of the state and thickness of the working coating. The material consumption of the working coating was "- 104-105 g/A/year, which can be compared with the consumption of a coating made of platinum group metals or their oxide compounds.
Експлуатація анодного заземлювача з електродами, виготовленими в результаті використання корисної моделі, демонструє стабільність електричного режиму при загальному струмовому навантаженні 25 А протягом усього терміну експлуатації, який складає до теперішнього часу більше З років.Operation of the anodic grounder with electrodes made as a result of the use of the useful model demonstrates the stability of the electrical mode at a total current load of 25 A during the entire period of operation, which is more than 3 years to date.
Таким чином, використання корисної моделі дозволяє удосконалити пристрій складеного електрода, в якому конструкційна трубчаста основа має підвищену електропровідність, рельєфну поверхню, а матеріал робочого покриття являє собою оксид недорогоцінного металу і характеризується механічною і адгезійною міцністю, анодною стійкістю та електрокаталітичною активністю. Все це дозволяє підвищити надійність і економічність анодного заземлювача при тривалих термінах експлуатації.Thus, the use of a useful model makes it possible to improve the device of a folded electrode, in which the structural tubular base has increased electrical conductivity, a relief surface, and the material of the working coating is an oxide of a non-precious metal and is characterized by mechanical and adhesive strength, anodic stability and electrocatalytic activity. All this makes it possible to increase the reliability and economy of the anode grounding device during long periods of operation.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201510781U UA106462U (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | composite electrode of anodic earthing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201510781U UA106462U (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | composite electrode of anodic earthing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA106462U true UA106462U (en) | 2016-04-25 |
Family
ID=55861751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201510781U UA106462U (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | composite electrode of anodic earthing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA106462U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU201621U1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-12-23 | Игорь Владимирович Поздняков | Anode ground electrode |
-
2015
- 2015-11-05 UA UAU201510781U patent/UA106462U/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU201621U1 (en) * | 2019-06-10 | 2020-12-23 | Игорь Владимирович Поздняков | Anode ground electrode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0047595B1 (en) | Electrochemical cell | |
| Chade et al. | Evaluation of Raney nickel electrodes prepared by atmospheric plasma spraying for alkaline water electrolysers | |
| Zhang et al. | Review of oxide coated catalytic titanium anodes performance for metal electrowinning | |
| CN103119747B (en) | Alkaline battery | |
| Santos et al. | Nickel and nickel-cerium alloy anodes for direct borohydride fuel cells | |
| Gabler et al. | Ultrashort pulse laser-structured nickel surfaces as hydrogen evolution electrodes for alkaline water electrolysis | |
| JPS6318672B2 (en) | ||
| Zeng et al. | NiCo2O4 nanowires@ MnOx nanoflakes supported on stainless steel mesh with superior electrocatalytic performance for anion exchange membrane water splitting | |
| CN103119788A (en) | Electrical connection device having improved conductance | |
| CA2171520A1 (en) | Electrochemical sensor and process for assessing hydrogen permeation | |
| Chade et al. | Deactivation mechanisms of atmospheric plasma spraying Raney nickel electrodes | |
| US3905828A (en) | Electrolytic processes and electrodes therefor | |
| WO2008056012A1 (en) | Reactor for the electrochemical treatment of biomass | |
| KR20200041868A (en) | Coating layer and layer system, and anode plate, fuel cell and electrolytic cell | |
| Dixit et al. | Electrocatalytic hydrogenation of furfural paired with photoelectrochemical oxidation of water and furfural in batch and flow cells | |
| FI61525C (en) | ELEKTROLYSCELL | |
| UA106462U (en) | composite electrode of anodic earthing | |
| Zhang et al. | Anodic behavior and microstructure of Al/Pb–Ag anode during zinc electrowinning | |
| CN103103561B (en) | Tubular titanium anode | |
| RU201621U1 (en) | Anode ground electrode | |
| CN103088362B (en) | A kind of Tubular titanium anode | |
| CN211872106U (en) | Rodlike anode for electrochemical equipment | |
| CN203007437U (en) | Tubular titanium anode | |
| RU2468126C1 (en) | Method for production of insoluble anode on titanium base | |
| Peng et al. | Achieving low voltage half electrolysis with a supercapacitor electrode |