Химия и химические технологии/5. Фундаментальные проблемы создания новых материалов и технологий.

К.т.н. Ожиганов Ю.Г. (Мишин В.В.)

Севастопольский национальный технический университет, Украина

Хлорсеребряный электрод сравнения

Предотвращение коррозионных разрушений морских судов и сооружений с применением электрохимической защиты предусматривает применение катодной поляризации стальных (окрашенных или неокрашенных) поверхностей в морской воде соленостью 0,8 - 3,5% NaCl. Появление в значительном количестве морских некуемых сооружений делает способ электрохимической защиты единственным способом предотвращения коррозии, т.к. лакокрасочное покрытие без докования практически не удается использовать длительное время.

Основным критерием электрохимической защиты, является, потенциал стали, смещенный за счет приложения электрического тока в катодную область (в отрицательном направлении).

Потенциал стали задается относительно электрода сравнения, имеющего в морской воде стабильный во времени потенциал.

Из способов изготовления электродов сравнения наиболее

эффективным с позиций электрохимии, достаточно прочным, простым по

конструкции наибольшее применение нашел способ изготовления хлорсеребряного пористого электрода сравнения.

Особенности, теоретическое обоснование описаны в авторском свидетельстве КЛ48в 11/00, 12h,2/

Наиболее широкое применение нашел электрод в составе 65% серебра, 20% хлористого серебра и 15% летучего углекислого аммония.

В упомянутом свидетельстве приведены зависимости потенциала судокорпусных сталей и хлорсеребряного электрода сравнения от солености морской воды в интервале имеемых в морских бассейнах (0,8 - 3,5%). Показано, что соленость приводит к изменению потенциала электрода и стали в положительном направлении приблизительно на 200 mV. Но разность между этими параметрами остается постоянной.

Другими словами, независимо от потенциала стали и электрода сравнения величина сдвига потенциала стали, в отрицательном направлении выбирается одной и той же в морских бассейнах любой солености. Испытания показали высокую стабильность потенциала хлорсеребряного открытого электрода сравнения (отклонения ± 5mV от стабильного значения). При сдвиге потенциала от стабильного в отрицательном направлении на 100 200мV точность составляет 0,5 — 5%.

Серьезной опасностью для хлорсеребряных открытых электродов сравнения является отравление рабочей поверхности продуктами, имеющимися в морской воде и изменение потенциала электрода. Этой опасности противодействует 2 фактора:

- анодная поляризация электрода в системах катодной защиты (т.е. растворение поверхности электрода сравнения) и непрерывное ее обновление

- большой измерительный анодный ток, приводящий к разрушению электродов. В упомянутом электроде сравнения допустимый ток составляет 40мкА.

Применение измерительных приборов для контроля потенциала может привести к использованию низкоомных приборов. В этом случае величина тока может быть выше, чем будет ускоряться анодное растворение электрода сравнения.

Устройство хлорсеребряного пористого электрода сравнения стационарного показана на рис.1

Для предотвращения ускоренного растворения электродов сравнения их истинная пустота в порах может быть увеличена в 1,5 раза, что позволит увеличить допустимый ток до 80 мкА. Это достигается добавлением веса летучего вещества до 30% по сравнению с принятым 15%.

1- соединитель;

2- корпус;

3- элемент измерительный

Рис 1. Хлорсеребряный электрод сравнения

Предлагаются два наиболее оптимальных размера электродов.

Тип	Д	Д1	Д2	А	Б	d	n
1	140	107	75	123	36	17	6
2	120	90	64	96	9	9	8

Определенным недостатком существующей технологии является применение летучего наполнителя углекислого аммония, дисперсность

которого изменяется при введении в состав и его перемешивании. В этом случае контроля пористости при изготовлении нет, а это не обеспечивает стабильность в достигнутом токе и возможном отравлении электродом при длительной эксплуатации. Другими словами, летучий наполнитель должен иметь стабильную форму и размер, что позволит стабилизировать состав электродов (их свойства в массовом производстве)

Наиболее эффективным является применение летучего наполнителя из полимерной массы, вследствие следующего:

- малая масса вещества вследствие вспененной структуры;

- возможность просеивания массы через набор сит до нужной величины и обеспечение стабильной пористости электрода;

- наличие надежных экспериментальных данных по улетучиванию при нагреве (полимерной массы до 400 - 500 °С, которые показывают полное удаление углекислого газа и предотвращает возможное загрязнение состава.

Технология изготовления электродов заключается в прессовании состава: порошок серебро 50%, порошок хлористое серебро 20%, полимерная масса, отсеянный ситом с ячейкой до 50 мкм, 30% и последующим спеканием при температуре 450° С.

Устройство электрода сравнения позволяет придавать ему различные формы, но для промышленной электрохимической защиты принять:

Хлорсеребряный брикет Проволока серебра

Производство организовано в Харьковском политехническом университете и Севастопольском национальном техническом университете.

Таким образом, в итоге предложенный состав шихты для пористого хлорсеребряного электрода сравнения:

- увеличивает истинную рабочую поверхность электрода при неизменных габаритах и допускает увеличение анодного тока до 80 мкА;

- стабилизирует состав по количеству пор в электроде:

серебро 50%

хлористое серебро 20%

полимерная масса 30%

Литература :

1. Л.И. Андронов. Теоретическая электрохимия, М., Высш.школа, 1965, с 256-260.

2. Авторское свидетельство СССР №195158 кл. С01№/17/00.

3. Авторское свидетельство СССР №223569 кл.48d 11