Anodo MMO al rutenio-iridio ICCP

Dalle condotte interrate a lunga distanza e dai serbatoi di stoccaggio di sostanze chimiche alle piattaforme offshore e alle reti di tubazioni sotterranee urbane, l'acciaio e altre strutture metalliche sono esposte ad ambienti complessi come il suolo, l'acqua di mare e mezzi acidi/alcalini per lunghi periodi, il che le rende altamente suscettibili alla corrosione elettrochimica. Sistemi di protezione catodica a corrente impressa (ICCP) svolgono un ruolo fondamentale nella protezione di grandi strutture metalliche. In quanto componente fondamentale del sistema ICCP, le prestazioni dell'anodo ausiliario determinano direttamente l'effetto protettivo, la durata utile e i costi operativi.

Migliori anodo di ossido metallico misto rutenio-iridio (MMO) È un componente fondamentale della famiglia di anodi a base di titanio a base di ossidi metallici misti (DSA). Utilizzando titanio puro come substrato e rivestito con un rivestimento composito di ossido di rutenio (RuO₂) e ossido di iridio (IrO₂), possiede un'eccellente attività elettrocatalitica, stabilità chimica e resistenza meccanica. Funziona stabilmente in ambienti complessi, come quelli ad alto contenuto di cloro e in condizioni di alternanza acido-alcalina, con una durata di vita prevista di 15-30 anni, il che lo rende un materiale anticorrosivo preferito nei settori petrolchimico, dell'ingegneria navale e delle infrastrutture municipali.

La classificazione degli anodi MMO al rutenio-iridio si basa principalmente sulla morfologia strutturale, sull'ottimizzazione della formulazione del rivestimento e sull'adattabilità allo scenario applicativo.

(I) Classificazione per struttura

La morfologia strutturale determina direttamente il metodo di installazione dell'anodo, l'intervallo di protezione e le caratteristiche di distribuzione della corrente. Gli anodi MMO al rutenio-iridio possono essere lavorati in varie forme per adattarsi alle esigenze di protezione di diverse strutture.

Anodi a piastra: Il tipo più basilare e ampiamente utilizzato, le specifiche tipiche sono 300 mm × 500 mm e 500 mm × 1000 mm, con uno spessore di 2-4 mm. La matrice di titanio rappresenta ≥85%. Il rivestimento superficiale ha una struttura porosa uniforme (porosità 30-40%), aumentando l'area di reazione effettiva di 3-5 volte rispetto ai tradizionali anodi a piastra e garantendo una buona uniformità di distribuzione della corrente. Adatto per strutture planari di grandi dimensioni come fondi di serbatoi, strati di pavimentazione di ponti e pareti di impianti di trattamento delle acque reflue. Mediante la posa in piano o la giunzione, è possibile formare una superficie di uscita di corrente continua e, con malta conduttiva, è possibile ottenere una protezione senza angoli morti.

Anodi tubolari: Un prodotto fondamentale che sostituisce i tradizionali anodi in ghisa ad alto contenuto di silicio. I diametri esterni più comuni sono 16 mm, 20 mm e 25 mm, con lunghezze che vanno da 1 a 3 m. Possono essere utilizzati singolarmente o in serie per formare stringhe di anodi. Possiedono una buona resistenza meccanica e agli urti, adatti per condotte interrate, letti anodici in pozzi profondi e scenari con elevata resistività del terreno. L'installazione orizzontale o verticale può ridurre la resistenza di messa a terra ed espandere il raggio di protezione; un singolo anodo può fornire un raggio di protezione di 15-20 metri.

Anodi a maglia: Realizzati in filo di titanio intrecciato in una maglia con un diametro di 1-2 mm, la dimensione della maglia è in genere di 20 mm × 20 mm - 50 mm × 50 mm, con un rivestimento uniforme che ricopre la superficie del filo. Altamente flessibili e leggeri (densità superficiale ≤1.5 ​​kg/m²), possono adattarsi perfettamente a superfici curve complesse o essere incorporati in strutture in calcestruzzo. Sono particolarmente adatti per ponti in cemento armato, gallerie della metropolitana e serbatoi di forma irregolare, evitando efficacemente la schermatura della corrente e garantendo un potenziale uniforme sulla superficie in acciaio o metallo.

Anodi lineari: Lunghi e stretti, con diametro di 6-10 mm, con lunghezze di rotolo fino a 50 o 100 metri. Alcuni prodotti sono rivestiti con un polimero conduttivo e una rete protettiva intrecciata. Possiedono un'eccellente flessibilità, con curvature fino a ≤0.5 m di diametro, adatte per tubazioni curve, gallerie di servizi urbani e fondazioni di torri di trasmissione di energia a lunga distanza. Le lunghezze di protezione a singolo segmento possono raggiungere decine di chilometri, con un'efficienza di installazione superiore di oltre il 40% rispetto agli anodi tradizionali.

Anodi a blocco: di dimensioni compatte, le dimensioni più comuni sono 50 mm × 50 mm × 10 mm e 100 mm × 100 mm × 15 mm. Adatti per applicazioni di protezione dalla corrosione localizzata con spazio limitato, come flange di apparecchiature, valvole e giunti di tubi, aree facilmente soggette a corrosione. Installati tramite saldatura a punti o bulloni, forniscono una corrente protettiva localizzata e precisa.

(II) Formulazione del rivestimento

La messa a punto della formulazione del rivestimento mira principalmente ad adattarsi ai requisiti di reazione dei diversi ambienti. Il nucleo rimane il sistema RuO₂-IrO₂, con prestazioni ottimizzate regolando il rapporto tra i due componenti.

Rivestimento ad alto contenuto di rutenio: RuO₂ 60%-70%, IrO₂ 30%-40%. Presenta un'attività catalitica estremamente elevata per lo sviluppo del cloro, con un sovrapotenziale di sviluppo del cloro di soli 1.1 V (rispetto ad Ag/AgCl), 0.08 V inferiore rispetto ai rivestimenti in rutenio puro. Adatto ad ambienti con elevati livelli di cloro, come acqua di mare, trattamento delle acque reflue clorurate e protezione delle condotte in terreni salini, catalizza efficacemente l'ossidazione degli ioni cloruro, prevenendo la passivazione del rivestimento.

Rivestimento ad alto contenuto di iridio: IrO₂ 50%-60%, RuO₂ 40%-50%. Bilancia l'attività di sviluppo di ossigeno e cloro, offrendo una stabilità chimica superiore e una maggiore resistenza alla corrosione acida e alcalina (intervallo di tolleranza del pH 1-14). Adatto ad ambienti con condizioni acide e alcaline alternate e mezzi complessi, come reattori chimici, apparecchiature di trattamento delle acque reflue galvaniche e condizioni ad alta temperatura (≤100°C), prolungando la durata del 20%-30% rispetto alle formulazioni ordinarie.

Rivestimento ottimizzato a basso costo: aggiungendo componenti ausiliari come TiO₂ e SnO₂, la proporzione totale di RuO₂+IrO₂ si riduce al 40%-50%. Pur mantenendo le prestazioni del nucleo, la quantità di metalli preziosi utilizzati viene ridotta, con una conseguente riduzione dei costi del 15%-25% rispetto alle formulazioni tradizionali. Adatto a progetti anticorrosione convenzionali su larga scala, come reti di tubazioni sotterranee urbane e strutture in acciaio in impianti industriali ordinari, scenari in cui il costo è un fattore primario.