Анодный узел для системы катодной защиты от морской коррозии металлических судов и сооружений

 

Изобретение относится к области электрохимической защиты от коррозии и может быть использовано, например, для изготовления анодных узлов систем катодной защиты судов. Сущность изобретения заключается в том, что в анодном узле, содержащем диэлектрическую основу, имеющую в средней части канавку, в которую вмонтирован анод, состоящий из пластины с токоподводящим стержнем, диэлектрическая основа выполняется монолитной (без технологического отверстия) из достаточно прочного изоляционного конструкционного материала, например, эпоксидного стеклопластика, с наружным плакирующим слоем из химически стойкого к активному хлору полимерного материала, например, фторсодержащего полимера, а пластина анода, например, биметаллическая П (пластина-ниобий), керамическая (магнетит, феррит), либо с активным поверхностным слоем, устанавливается сверху на дно канавки в основе и жестко с ней соединяется. 1 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области электрохимической защиты от коррозии и может быть использовано, например, для изготовления анодных узлов систем катодной защиты судов.

Известны многочисленные конструкции анодных узлов, применяемых в автономных системах катодной защиты от коррозии подводной части корпусов судов (Бибиков Н. Н. и др. "Электрохимическая защита морских судов от коррозии", -Л. Судостроение, 1971; "Коррозия и защита судов", Справочник под редакцией Люблинского Е.Я. и Пирогова В.Д. -Л. Судостроение, 1987; и др.).

Все известные отечественные и зарубежные конструкции анодных узлов автономных систем катодной защиты состоят, в основном, из изоляционной основы, анода и токоподводящей шпильки. Наиболее близким к рассматриваемому является анодный узел по а.с. N 517533 B 63 B 59/00.

Анодный узел имеет токоподводящий биметаллический анод, встроенный в канавке диэлектрической основы. Края анода примерно на половину ширины рабочей поверхности закрыты диэлектрической основой. Края канавки основы выполнены с закруглениями.

Известная конструкция анодного узла имеет следующие существенные недостатки: срок службы анодных узлов сравнительно невелик, около 5 лет. Это обусловлено применением в качестве электроизоляционной основы конструкционного полимерного материала, например, эпоксидного стеклопластика, нее стойкого к воздействию активного хлора (хлорноватистая кислота, гипохлорид натрия и т. д. ), выделяющегося на аноде при работе систем катодной защиты. Применение химически стойких материалов невозможно из-за их недостаточной механической прочности; существующая конструкция анодного узла, предусматривает установку анода в основе снизу, требует выполнения в основе сквозного технологического отверстия по размерам анода, что значительно уменьшает прочность анодного узла; в существующей конструкции края анода примерно на половине его ширины находятся под основой, под которой дополнительно может собираться активный хлор, разрушающий основу; установка анода снизу и последующая заформовка отверстия увеличивает трудоемкость сборки анодного узла; нерациональное использование материала анода (50% площади закрыто основой).

Целью изобретения является повышение срока службы анодного узла и снижение затрат на ремонт системы катодной защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в анодном узле, содержащем диэлектрическую основу, имеющую в средней части канавку, в которую вмонтирован анод, состоящий из пластины с токоподводящим стержнем, диэлектрическая основа выполняется монолитной (без технологического отверстия) из достаточно прочного изоляционного конструкционного материала, например, эпоксидного стеклопластика, с наружным плакирующим слоем из химически стойкого к активному хлору полимерного материала, например, фторсодержащего полимера, а пластина анода, например биметаллическая (платина-ниобий), керамическая (магнетит, феррит), либо с активным поверхностным слоем, устанавливается сверху на дно канавки в основе и жестко с ней соединяется.

По сравнению с прототипом изобретение имеет новую совокупность существенных признаков, т.е. отвечает критерию "новизны".

Отличительные признаки (защитный слой, монолитная основа, установка анода сверху на дно канавки) изобретения среди известных в науке и технике решений (в объеме проведенного нами поиска) не обнаружены. Это позволяет нам утверждать, что изобретение имеет "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает достижение цели изобретения. При работе анодного узла плакирующий слой предохраняет основу от воздействия активного хлора, тем самым увеличивая срок службы анодного узла до 20 лет. Для подверждения проведены стендовые испытания образцов заявленной конструкции. Испытания проводились по ускоренной методике при повышенных значениях плотности анодного тока и с обеспечением повышенной концентрации активного хлора у поверхности основы. Результаты испытаний представлены в таблице.

Сопоставляя срок службы анодного прототипа до полного разрушения при ускоренных испытаниях на стенде (4 мес.) и фактический срок их службы на эксплуатирующих судах (5 лет), можно спрогнозировать срок службы новых анодных узлов заявленной конструкции до 20 лет при отсутствии разрушений при стендовых испытаниях в течение 1,5 лет.

Изобретение является "промышленно применимым", т.к. может быть использовано в промышленности.

На фиг. 1 показан общий вид заявленного анодного узла.

На фиг. 2 сечение А-А фиг. 1 Анодный узел состоит из монолитной диэлектрической плиты (основы) 1 с наружным плакирующим слоем 2, имеющую в средней части канавку "a", на дно которой установлен анод, состоящий из пластины 3 с тоководводящим стержнем 4, и жестко закреплен с основой.

Анодный узел крепится на корпусе судна. К токоподводящему стержню 4 присоединяется плюсовой полюс от источника питания, а к корпусу - отрицательный полюс. При включении источника постоянного тока осуществляется стекание защитного тока с анода на корпус. При прохождении тока через морскую воду у поверхности анода происходит электролиз морской воды, продуктом которого является активный хлор, разрушающий основу. Наличие плакирующего слоя, обладающего повышенной химической стойкостью, обеспечивает защиту материала основы анодного узла, тем самым увеличивая срок службы анодного узла до 20 лет.

Формула изобретения

1. Анодный узел для системы катодной защиты от морской коррозии металлических судов и сооружений, содержащий диэлектрическую основу с выполненной в ее средней части канавкой, в которую вмонтирован анод, состоящий из пластины и подсоединенного к ней токоподводящего стержня, отличающийся тем, что диэлектрическая основа анодного узла выполнена в виде монолитной плиты с наружным плакирующим слоем из материала, стойкого к воздействию продуктов электролиза морской воды, а пластина анода установлена на дне канавки основы и жестко с ней соединена.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что диэлектрическая основа выполнена из конструкционного изоляционного материала, например эпоксидного стеклопластика.

3. Узел по п.1, отличающийся тем, что плакирующий слой выполнен из фторсодержащего полимера.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что пластина из биметаллического материала, например анода, выполнена из биметаллического материала, например платина-ниобий.

5. Узел по пп.1 4, отличающийся тем, что пластина анода выполнена из керамики, например магнетита, феррита.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3