191524. lajstromszámú szabadalom • Nagy terhelhetőségű réz/réz-szulfát elektród
1 191 524 2 Az elektród összeállítása a betét szerelésével kezdődik. A kerámiabetétet feltöltjük a belső töltőmasszával, majd bclepréseljük a kábellel ellátott elektródfémet, ügyelve a koncentrikus kivezetésre. Ezek után zárólappal és műgyantával zárjuk. A második szakaszban a kerámiatestet feltöltjük a külső töltőmasszával és belepréseljük a fent leírt módon elkészített betétet, majd zárólappal és műgyantával zárjuk. A gyártás az elektródpotenciál pontos megállapításával zárul, amely egyben a minőség-ellenőrzési fázis is. Az elektródban alkalmazott fém réz 99,99 tömeg% tisztaságú (0) 4 mm átmérőjű elektrolit rézhuzal, amelyet (0) 25 mm belső átmérőjű „F” spirál alakjában építünk be. A menetek száma: 30-35, a menetemelkedés: 6 mm. Az elektródot a rézspirál és a ,,J” kettős szigetelésű kábel közötti „K” kontaktus megteremtése után „H” és „G” műanyag lapokkal, illetve az „I” TIPOXIHS kétkomponensű műgyantával zárjuk, azaz szigeteljük le. Az elektród alkalmasságát az alábbiak szerint vizsgáljuk: A gyártási leírás alapján elkészített elektródot elföldcljük és hat hónapon keresztül a környezetében elföldelt acélszerkezettel egy, a mérőműszerek belső ellenállásának megfelelő ellenálláson keresztül rövidre zárjuk. Az elektródok potenciálját időszakosan mérjük. Mérési eredmények: 1 hónap f csh = 311,6 mV 2 hónap Ecsli — 308,6 mV 3 hónap Eesh — 318,3 mV 5 hónap Eesh = 314,0 mV Fél év után az elektródot részlegesen feltárjuk és a közvetlen talajkörnyezet rétegeit mintázva megállapítjuk a réz-szulfát-veszteséget. Eredményeink szerint az elektród a környezetet 10 mm-nél távolabb nem szennyezte, de jelentős réz-szuifát-menynyiség távozik az elektródból. A teljes feltárást 14 hónapos üzemidő elteltével végeztük el, ami bizonyítékot szolgáltat arra, hogy az elektród réz-szulfáttartaléka 19,5 évre elegendő, ugyanis a réz-szulfát Kezdeti gyors diffúziója a várakozásnak megfelelően számottevően lelassul. Réztartalmú szennyezést 14 hónap után sem találtunk a 10 mm-nél távolabbi talajkörnyezcibcn. A teljes feltárás után az elektród egyes elemeit roncsolásos vizsgálatnak vetjük alá. A több mint egyéves üzemi körülmények után a külső töltőmassza nedvességtartalma megegyezik a gyártáskor beállított értékkel. A külső töltet réz-szulfát-tartalma 50 tömeg%-ról 41,5 tömeg%-ra csökkent, ami jó egyezést mutat a talajban megjelent értékekkel. Ugyanakkor az elektrokémiai szempontból lényeges, betétben lévő belső töliőmassza paraméterei nem változtak. Az üzemi kísérletek mellett az elektród más példányain tűrési vizsgálatokat végeztünk, melyek alkalmat adtak az elektród teljes hőmérsékleti karakterisztikájának megállapítására is, —25 és +30 °C között. Ennek alapján az elektród hőmérsékleti koefficiense -5 °C és +30 °C között 0,7-0,8 mV/K. -5 °C alatt -20 °C-ig 0 mV/K. -20 °C és -25 °C között az elektród szétfagyás következtében mechanikai sérülést szenvedett. Megjegyezzük, hogy az itt megadott hőmérsékleti viszonyokkal szemben az eddig ismert elektródok hőmérsékleti tűrése fagyhatár felett van. Vizsgáltuk továbbá az elektród megfelelően kialakított modelljeivel a víz kilúgozó hatását, valamint a különböző vegyi terheléseket is a káliumnitrát 50 g/1, 100 g/l, 200 g/1 koncentrációjú és a nátrium-karbonát 10 g/i, 20 g/1, 35 g/1, 65 g/1, 125 g/1 koncentrációjú oldataival. A kísérletek összesített eredményei alapján az elektród élettartamát 15 évben állapítottuk meg. Az ellenőrző kísérleteink során keletkezett oldatokat mindvégig a ±5 mV-os potenciálstabilitási határ ligyelembevételével értékeltük. Példaképpen a találmány szerint elkészíthető egyik elektród műszaki adatai a következők: Méretek: Kerámiatest külső átmérő 170 mm magasság 250 mm falvastagság 6-10 mm porozitás 9-12 % Kerámiabetét külső átmérő 90 mm magasság 250 mm faivastagság 6-10 mm porozitás 9-12 % Rczspirál 4 mm átmérőjű 99,99 tömeg% elektrolit rézhuzal spirál átmérője 25 mm menetemelkedés 6 mm menetszám 30 mm Kábel 4 m hosszú, kettős szigetelésű, egyeres rézsodrony tömeg: 11-13 kg potenciál: 298 K-on 316 ±5 mV hőmérsékleti együttható: 1-1,2 mV/K terhelhetőség: legalább 60 UA javasolt terhelő ellenállás: nem kisebb mint lOKohm lezárás: TIPOX IHS 2 komponensű műgyantával alkalmazási hőmérséklet: 278-298 K A találmány szerinti elektród előnye, hogy potenciálját (316 mV standard hidrogénelektródra vonatkoztatva) ±mV határon belül megtartja, a terhel-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
