Способ защиты анодно-поляризованной металлической поверхности от разрушения

 

Изобретение относится к защите от разрушения металла анодного заземления на линиях силовых передач постоянного тока. Способ состоит в том, что защищаемую титановую поверхность или титановую поверхность, покрытую оксидной пленкой, погружают в среду, содержащую ионы хлора, например в морскую воду или влажную почву, и находящуюся под анодным потенциалом, и непрерывно или периодически осуществляют принудительную регулируемую циркуляцию жидкой среды, создаваемой регулируемой подачей газа. Принудительную циркуляцию начинают при достижении определенной величины потенциала металлической поверхности. Время омывания защищаемой поверхности циркуляцией жидкой среды должно составлять не менее 10% от времени нахождения поверхности под анодным потенциалом. Использование изобретения позволит защитить изделия из титана от разрушения в средах, содержащих ионы хлора, например в морской воде, и предотвратить выделение хлора в морскую среду. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к защите от разрушения металла анодного заземлителя на линиях силовых передач постоянного тока. Одним из металлов, используемых для изготовления заземлителей, может быть титан.

Известен способ защиты изделий из титана от разрушения в морской воде путем оксидирования поверхности (Г.Г. Улиг, Р.У. Реви. Коррозия и борьба с ней, Ленинград, Химия, Ленинградское отделение, 1987 г., стр.372-378). Этот способ принят за прототип.

Недостатком способа является то, что при длительной анодной поляризации титановой поверхности ионы хлора накапливаются у поверхности и разрушают оксидную пленку. Кроме того, выходящий хлор оказывает вредное воздействие на окружающую среду.

Известны практические предложения по предварительному покрытию поверхности анодных заземлителей металлами платиновой группы с целью значительного снижения поляризуемости электродов, что должно позволить избежать начала разряда анионов хлора. Однако в силу ряда особенностей протекания электродных процессов в морской воде на платине и ее аналогах избежать выделения хлора не удавалось и в том случае.

Технической задачей изобретения является предотвращение выделения хлора на анодном заземлении и повышение устойчивости анодной пленки.

Решение поставленной задачи состоит в том, что защищаемая металлическая поверхность или титановая поверхность, покрытая оксидной пленкой, погруженная в среду, содержащую ионы хлора, например в морскую воду, и находящаяся под анодным потенциалом, непрерывно или периодически омывается потоками жидкой среды за счет ее принудительной циркуляции, создаваемой регулируемой подачей газа.

Разрушение оксидной пленки происходит при достижении критического потенциала, способного создать электростатическое поле, позволяющее проникновению ионов хлора к поверхности металла. Критический потенциал титана при температуре 25^oС превышает 1 В. После достижения критического потенциала ионы хлора могут замещать кислород оксидной пленки, разрушая ее и металл.

Омывание заземлителя осуществляют постоянно или периодически при достижении анодного потенциала поверхности 0,9 В.

При периодическом процессе время омывания защищаемой поверхности должно составлять не менее 10% от времени нахождения поверхности под анодным потенциалом.

Пример выполнения способа.

Два титановых электрода, поверхность которых покрыта оксидной пленкой, погружали в морскую воду при температуре морской воды 4^oС.

Один электрод омывали струями электролита. Контрольный электрод не омывали.

На электродах постепенно повышали плотность тока до 3,5 мА/см².

Результаты приведены в таблице.

Из таблицы видно, что на контрольном электроде при достижении анодной плотности тока 1 мА/см² потенциал поверхности достигает 3,3 В и при дальнейшем повышении плотности тока наблюдается снижение потенциала за счет деполяризации, вызванной протеканием процесса разрушения оксидной пленки и самого титана.

На электроде, омываемом струями электролита, при анодной плотности тока, равной 0,6 мА/см², потенциал поверхности имеет значение 0,925 В и при дальнейшем росте плотности тока до 3,5 мА/см² изменяется в пределах 0,925-0,940 В, т.е. практически остается постоянным и разрушение оксидной пленки и титана не происходит.

Использование изобретения позволит защитить изделия из титана от разрушения в средах, содержащих ионы хлора, например в морской воде, и предотвратить выделение хлора в морскую среду.

Формула изобретения

1. Способ защиты анодно-поляризованной металлической поверхности от разрушения в среде, содержащей ионы хлора, например в морской воде, включающий ее оксидирование, отличающийся тем, что вдоль металлической поверхности осуществляют принудительную регулируемую циркуляцию жидкой среды, создаваемую регулируемой подачей газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что принудительную регулируемую циркуляцию жидкой среды, создаваемую регулируемой подачей газа вдоль металлической поверхности, осуществляют непрерывно.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что принудительную регулируемую циркуляцию жидкой среды, создаваемую регулируемой подачей газа вдоль металлической поверхности, осуществляют периодически.

4. Способ по одному из пп. 1 и 3, отличающийся тем, что принудительную циркуляцию жидкой среды, создаваемую регулируемой подачей газа вдоль металлической поверхности, начинают при достижении определенной величины потенциала металлической поверхности.

5. Способ по одному из пп. 1, 3 и 4, отличающийся тем, что время принудительной циркуляции жидкой среды, создаваемой регулируемой подачей газа вдоль металлической поверхности, составляет не менее 10% от времени нахождения защищаемой поверхности под анодным потенциалом.

РИСУНКИ

Рисунок 1