ICCP MMO lineáris anódok

Az MMO lineáris anódok (flexibilis anódok) ideálisak alacsony áramerősségű, egyenletesen elosztott katódos védelmi rendszereket igénylő alkalmazásokhoz. Az anódmag egy kiváló minőségű titánhuzal (Gr1 vagy Gr2), amely Ir-Ta vegyes fém-oxid katalizátorral van bevonva. A titánhuzal egy porózus, nem szőtt szövetből készült „hüvelybe” van előre feltekerve. A hüvely nagy vezetőképességű kalcinált petrolkokszporral van töltve, ami növeli az anód kopásállóságát és sérülésállóságát. A tápkábel 6 AWG sodrott rézhuzal. A szigetelőréteg nagy molekulatömegű polietilént (HMWPE) használ.

A fémek korrózióvédelmének területén a katódos védelmi technológia, nagy hatékonyságának és tartósságának köszönhetően, alapvető megoldássá vált a fémszerkezetek korróziós problémáinak kezelésére olyan összetett környezetekben, mint a talaj, a tengervíz és az ipari közeg. Benyomott áramú katódos védelmi rendszerekA katódos védelmi technológia egyik fontos ágaként a védett fémszerkezet külső áramforráson keresztül folyamatos védőáramot biztosít, stabil katódos polarizációs zónát képezve annak felületén, ezáltal gátolva a korróziós reakciókat. Ebben a rendszerben az anód, mint az áramkimenet kulcskomponense, közvetlenül meghatározza a védőhatás stabilitását, élettartamát és a mérnöki gazdaságosságot.

MMO (kevert fémoxid) A lineáris anódok a nyomóáramú katódos védelmi rendszerek maganód típusát képviselik. Kiváló elektrokatalitikus aktivitásuknak, rendkívül alacsony veszteségi arányuknak, jó kémiai stabilitásuknak és rugalmas telepítési módszereiknek köszönhetően fokozatosan felváltották a hagyományos grafit anódokat, a magas szilíciumtartalmú öntöttvas anódokat stb. Az MMO lineáris anódok a fém korrózióvédelmi projektek, például a hosszú távú csővezetékek, a nagy tárolótartályok fenéklemezei és a földalatti szerkezetek előnyben részesített anódanyagává váltak. Más anódokhoz képest az MMO lineáris anódok nemcsak stabil áramerősséget biztosítanak komplex geológiai környezetben, hanem hatékonyan csökkentik az anódágy helyigényét is, csökkentve a kivitelezés nehézségeit és a későbbi karbantartási költségeket. Különösen alkalmasak kritikus infrastruktúrákhoz, ahol magasak a korrózióállósági követelmények és a hosszú élettartam.

1. Magvezető.

A magvezető az áramvezető az MMO lineáris anódban. Feladata, hogy egyenletesen vezesse a külső áramforrás által szolgáltatott áramot az MMO bevonat felületére, miközben mechanikai támaszt nyújt a bevonatnak. A magvezető teljesítménye közvetlenül befolyásolja az anód vezetőképességét, mechanikai szilárdságát és élettartamát; ezért szigorú követelményeket támasztanak az anyagválasztással és a szerkezeti kialakítással szemben.

Jelenleg az MMO lineáris anódok magvezetőjeként főként titánhuzalt vagy titánszalagot használnak. A leggyakrabban használt anyagok a Gr1 vagy Gr2. A titán az előnyben részesített magvezető elsősorban három előnye miatt: Először is, kiváló korrózióállóság; a titán sűrű oxidfilmet képezhet olyan környezetben, mint a talaj, a tengervíz, valamint a savas vagy lúgos közeg, megakadályozva ezzel a korróziót. Másodszor, jó vezetőképesség; bár a titán vezetőképessége nem olyan magas, mint a réz vagy az alumíniumé, hosszú távú üzem során stabil vezetőképességet tart fenn, és kiválóan tapad az MMO bevonathoz. Harmadszor, nagy szilárdság és rugalmasság; a titánhuzal/szalag az igényeknek megfelelően különböző átmérőkre és hosszúságokra dolgozható fel, megkönnyítve a hajlítást és a fektetést, miközben ellenáll a mechanikai igénybevételnek az építés és az üzemeltetés során.

A magvezető szerkezeti kialakításának egyensúlyban kell lennie a vezetőképesség egyenletessége és a mechanikai stabilitás között. Lineáris anódok esetén a magvezető jellemzően kerek huzalból (1.0-3.0 mm átmérőjű) vagy lapos szalagból (3-10 mm széles, 0.5-1.5 mm vastag) készül. Egyes termékek felületi érdesítő kezelésen esnek át (például homokfúvás vagy savas maratás), hogy fokozzák a tapadást az MMO bevonathoz és megakadályozzák a bevonat lepattogzását. Továbbá a magvezető végei speciális kezelésen esnek át (például ónozás vagy krimpelő csatlakozók), hogy biztosítsák a külső kábelekhez való megbízható csatlakozást és csökkentsék az érintkezési ellenállást.

2. MMO bevonat

Az MMO bevonat a nyomottáramú lineáris anód központi funkcionális rétege, amely kulcsszerepet játszik az elektromos energia kémiai energiává alakításában és az egyenletes áramkibocsátás elérésében. Teljesítménye kulcsfontosságú tényező, amely meghatározza az anód általános minőségét. Az MMO bevonatot nemesfém-oxidok (például IrO₂, RuO₂) és átmenetifém-oxidok (például TiO₂, Ta₂O5) meghatározott arányban, és egy speciális technikával bevonják a titánötvözet magvezető felületére, hogy egyenletes és sűrű funkcionális filmet képezzenek.

Bevonatösszetétel kialakítása: Az MMO bevonat összetételének aránya közvetlenül befolyásolja elektrokatalitikus aktivitását, stabilitását és élettartamát. Jelenleg a fő bevonatrendszerek „iridium alapúak” és „ruténium alapúak”. Az irídium alapú bevonatok (például IrO₂-Ta₂O₅) nagyobb kémiai stabilitást és ellenálló képességet mutatnak a degradációval szemben, így alkalmasak olyan zord környezetekben való használatra, mint a tengervíz és az erős savak. A ruténium alapú bevonatok (például RuO₂-TiO₂) kiváló elektrokatalitikus aktivitással és alacsonyabb polarizációval rendelkeznek, így alkalmasak hagyományos környezetekben, például talajban és édesvízben való használatra. Továbbá egyes MMO termékek nemesfémeket, például Pd-t és Pt-t, vagy oxidokat, például SnO₂-t és Sb₂O₅-t tartalmaznak a bevonat általános teljesítményének további optimalizálása érdekében.

Bevonat szerkezeti jellemzői: Az MMO bevonatok porózus szerkezettel rendelkeznek, amelynek porozitása jellemzően 20% és 40% között van. Ez a szerkezet nemcsak a bevonat és az elektrolit közötti érintkezési felületet növeli, javítva az áramkimenet hatékonyságát, hanem elősegíti a reakciótermékek (például az oxigén és a klór) eltávolítását is, csökkentve a polarizációt. A bevonat vastagságát általában 20-50 μm között szabályozzák. A túl vékony bevonat könnyű kopáshoz és rövidebb élettartamhoz vezet, míg a túl vastag bevonat növeli az érintkezési ellenállást és befolyásolja a vezetőképességet.

Fő funkció: Az MMO bevonat fő funkciója az elektrolit oxidációs reakciójának katalizálása gerjesztett körülmények között (pl. a víz oxidációs reakciója a talajban: 2H₂O – 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺), stabil áramleadást elérve. A hagyományos anódbevonatokkal összehasonlítva az MMO bevonat rendkívül alacsony fogyasztási rátával rendelkezik (jellemzően kevesebb, mint 0.01 g/A・a), ami szinte elhanyagolható. Ezért az anód élettartamát főként a magvezető és a szigetelőhüvely élettartama határozza meg.

3. Szigetelőhüvely

A szigetelőhüvely az MMO lineáris anód védőrétege. Fő funkciója az anód és a védett fémszerkezet közötti közvetlen érintkezés megakadályozása, ami rövidzárlatot okozhat, miközben védi az MMO bevonatot és a magvezetőt a mechanikai sérülésektől, a kémiai korróziótól és a talajszennyeződésektől. A szigetelőhüvely teljesítménye közvetlenül befolyásolja az anód telepítési biztonságát és üzemstabilitását. Az anyagok kiválasztását és a szerkezeti kialakítást kifejezetten az alkalmazási környezet (például talajtípus, hőmérséklet, páratartalom és kémiai közeg) alapján kell optimalizálni.

A gyakran használt szigetelőburkolati anyagok közé tartozik a nagy sűrűségű polietilén (HDPE), a kis sűrűségű polietilén (LDPE), a polipropilén (PP) és a polivinil-klorid (PVC). A HDPE a legszélesebb körben használt anyag kiváló korrózióállósága, kopásállósága, öregedésállósága és mechanikai szilárdsága miatt. Módosított polietilént vagy fluoroplasztikákat (például PTFE) használnak szigetelőburkolati anyagként bizonyos speciális környezetben (például magas hőmérsékleten, erős savas és lúgos közegben).

A szigetelőburkolat szerkezeti kialakításának a következő követelményeknek kell megfelelnie: Először is, kiváló szigetelési teljesítmény, legalább 20 kV/mm átütési feszültséggel, amely biztosítja, hogy a névleges üzemi feszültség alatt ne lépjen fel szivárgóáram; másodszor, nagy mechanikai szilárdság, amely képes ellenállni a húzásnak, a szorulásnak és a talajfeszültségnek az építés során, megakadályozva a burkolat törését; harmadszor, jó rugalmasság, amely megkönnyíti az anód hajlítását és fektetését, alkalmazkodik az összetett építési útvonalakhoz; és negyedszer, erős kompatibilitás a magbevonattal, nem lép kémiai reakcióba az MMO bevonattal, és erős tapadást biztosít. Ezenkívül a szigetelőburkolatot általában hullámos vagy sima formában tervezik. A hullámos szerkezet növeli a burkolat szakító- és hajlítószilárdságát, míg a sima szerkezet megkönnyíti az anód talajba történő beépítését.

4. Alkatrészek csatlakoztatása

A csatlakozóelemek kulcsfontosságúak az MMO lineáris anód külső tápegységhez, valamint az anód és a hálózati vezető közötti csatlakoztatáshoz. Teljesítményük közvetlenül befolyásolja a teljes katódos védelmi rendszer vezetőképességének folytonosságát és stabilitását. A csatlakozóelemekkel szemben támasztott alapvető követelmények az alacsony érintkezési ellenállás, az erős csatlakozás és a magas korrózióállóság.

Anódcsatlakozó: Több MMO lineáris anódszegmens összekapcsolására szolgál, jellemzően titánötvözetből készül (ugyanabból az anyagból, mint a magvezető). A felület ezüstözött vagy aranyozott az érintkezési ellenállás csökkentése érdekében. Az anódcsatlakozó szerkezeti kialakításának biztosítania kell a szoros illeszkedést az anódmagvezetőhöz. A gyakori csatlakozási módszerek közé tartozik a krimpelés, a hegesztés és a menetesítés.

Kábelcsatlakozó: Az MMO lineáris anód külső tápkábelhez való csatlakoztatására szolgál, jellemzően titánötvözetből készült csatlakozókból, szigetelő tömítőhüvelyből és korrózióálló védőhüvelyből áll. Miután a csatlakozóblokkot az anódmag vezetőjéhez csatlakoztatták, szigetelőhüvellyel kell lezárni, hogy megakadályozza a nedvesség és az elektrolit bejutását és a korróziót. Ezután egy külső korrózióvédő hüvelyt adnak hozzá a védőhatás további fokozása érdekében. A kábelcsatlakozás szigetelési teljesítményének meg kell egyeznie az anódszigetelő hüvellyel a szigetelés teljes megbízhatóságának biztosítása érdekében.

5. Kiegészítő alkatrészek

A segédalkatrészek az MMO lineáris anódrendszer telepítését és működtetését támogató alkatrészek. Bár közvetlenül nem vesznek részt az áramkimenetben, jelentős hatással vannak a rendszer telepítési hatékonyságára, működési stabilitására és karbantartási kényelmére. Főként a következő kategóriákba tartoznak:

Töltőanyag: Az anód körüli talaj feltöltésére szolgál. Feladata az anód földelési ellenállásának csökkentése, az egyenletes árameloszlás elősegítése és az anód védelme a talajban lévő éles szennyeződések okozta mechanikai sérülésektől. A gyakran használt töltőanyagok a grafitpor, a kokszpor vagy a kevert vezetőképes anyagok. A töltőanyag jó vezetőképességgel, erős kémiai stabilitással rendelkezik, és nem reagál az anóddal.

Rögzítőkonzolok: Az MMO lineáris anód előre meghatározott helyzetben (például a tartály fenéklemeze alatt, a csővezeték mindkét oldalán) történő rögzítésére szolgálnak, hogy megakadályozzák az anód elmozdulását építés vagy szervizelés közben. A rögzítőkonzolok általában korrózióálló anyagokból (például műanyagból és rozsdamentes acélból) készülnek.

Érzékelő terminálok: Az anód működési állapotának helyszíni ellenőrzésére szolgálnak, beleértve az olyan paramétereket, mint az áramkimenet és a feszültségeloszlás, elősegítve a rendszerhibák időben történő észlelését. Az érzékelő terminálokat jellemzően az anód csatlakozási pontjainál vagy a kritikus csomópontoknál telepítik, és vízállónak és korrózióállónak tervezték őket.