MMO Титановый сетчатый анод

Титановый сетчатый анод MMO (Mixed Metal Oxide Titanium Mesh Anode) - это функциональный анодный материал, широко используемый в катодной защите, электролизе воды, производстве хлора, гальваническом покрытии и других областях. Он состоит из матрицы GR1 или GR2 промышленного качества чистого титана с покрытием на поверхности из высокопроизводительного каталитического слоя оксида драгоценного металла и обладает отличной проводимостью, коррозионной стойкостью и сверхдлительным сроком службы.

Почему стоит выбрать анод из титановой сетки MMO?

По сравнению с традиционными свинцовыми анодами, графитовыми анодами или ферросилициевыми анодами, титановые сетчатые аноды MMO имеют следующие преимущества:

• Легкий монтаж и простая конструкция
• Длительный срок службы, расчетный срок службы может достигать более 75 лет
• Низкая и равномерная скорость осыпания покрытия
• Стабильная работа даже в бетоне, загрязненном хлоридами
• Способен работать при высоких плотностях тока
• За счет улучшения покрытия достигается наноразмерное измельчение зерен, так что покрытие и подложка лучше связаны друг с другом и электрокаталитический эффект сильнее

Это ключевой компонент при выборе обновления или замены основного проекта.

Структура титанового сетчатого анода MMO

Титановый сетчатый анод MMO (Mixed Metal Oxide Titanium Mesh Anode) состоит из трех основных компонентов: титановой подложки, геометрии сетки и каталитического покрытия MMO. Эти три фактора работают вместе, чтобы определить проводимость, эффективность распределения тока и срок службы анода.

Титановая подложка

Основным материалом анода является коммерчески чистый титан (Grade 1 или Grade 2) в соответствии со стандартом ASTM B265. Титан обладает отличной коррозионной стойкостью, хорошей механической прочностью и низким удельным сопротивлением, что делает его идеальным металлом в качестве проводящего носителя.

Титан Grade 1 более чистый, гибкий и легко поддается формованию, в то время как Grade 2 прочнее и устойчивее к механическим ударам или растяжению. Оба остаются химически инертными в электролитической среде, обеспечивая длительную стабильную работу анода.

Проектирование сетчатой структуры

Титановая матрица механически расширяется (просечно-вытяжной металл) или пробивается в сетку с образованием сетки или сетчатого пояса с правильными порами. Распространенным типом отверстий являются ромбовидные отверстия, а стандартные размеры – 2,5 × 4,6 мм, 1 × 2 мм, 3 × 5 мм и т.д.

Наличие сетки значительно увеличивает удельную площадь поверхности на единицу площади, что помогает равномерно распределить ток при одновременном снижении сопротивления и энергопотребления. В зависимости от сценария использования, анод может быть обработан в полосу пропускания 10-76 мм и толщиной 0,9-2 мм и поставляться в листах, полосах или рулонах для адаптации к бетонным резервуарам, электролитическим резервуарам или системам компоновки большой площади.

Каталитическое покрытие MMO

Слой покрытия из композитного оксида драгоценных металлов наносится на поверхность титановой сетки методом кистивания, напыления или термического разложения. Это покрытие является ключом к функционированию анода. Обычно это смесь оксидов металлов, таких как RuO₂, IrO₂, Ta₂O₅ и т. д., и обладает высокой каталитической активностью и электрохимической стабильностью.

Толщина покрытия обычно составляет 5–15 мкм, равномерно распределена и обладает сильной адгезией, что может значительно снизить потенциал выделения кислорода (типичное значение ≤ 1,68 В), повысить эффективность тока и противостоять кислотной или хлоридной коррозии.

Титановый сетчатый анод MMO с различными типами покрытий

Суть эксплуатационных характеристик титанового сетчатого анода MMO заключается в покрытии оксида драгоценного металла на его поверхности. Различные каталитические комбинации определяют эффективность электрохимической реакции, коррозионную стойкость, применяемые типы электролитов и срок службы анода. Ниже приведены наиболее распространенные типы покрытий, доступные в настоящее время.

Рутениево-иридиевый титановый сетчатый анод

Рутений-иридиевая система в настоящее время является наиболее широко используемым типом покрытия MMO, особенно подходящим для реакции выделения хлора (Cl ₂ evolution). Он имеет низкое рабочее напряжение и стабильный реакционный потенциал, что позволяет значительно повысить эффективность электролиза хлора и снизить энергопотребление.

Рутений обладает высокой каталитической активностью, в то время как иридий обеспечивает хорошую коррозионную стойкость. Этот тип анода обычно используется в генераторах гипохлорита натрия, устройствах электролиза соленой воды, системах дезинфекции бассейнов и т. д. Он также подходит для процессов гальванического покрытия, содержащего хлор. Срок службы покрытия может достигать 75 лет, что подходит для условий непрерывного использования.

Для того, чтобы изучить, почему срок службы рутение-иридий-титанового анода так велик, микрофотографии образца Ru/Ti на СЭМ при различных увеличениях после испытания на ускоренный срок службы показали:

При малом увеличении можно наблюдать, что поверхность смешанного покрытия RuO₂/IrO₂ равномерно распределена, без явного отслаивания или микропор, и представляет собой идеальный непрерывный и плотный слой пленки. Такая структура обеспечивает равномерную проводимость плотности тока в больших масштабах.

При большом увеличении можно наблюдать, что частицы IrO₂ равномерно встраиваются в матрицу RuO₂, образуя межфазный пассивирующий слой между частицами, что эффективно снижает концентрацию напряжения между решетками. Это явление «наноразмерного измельчения зерен» и «пассивации границ зерен» является микроскопической основой его высокой стабильности и длительного срока службы.

Иридий-танталовый титановый сетчатый анод

Система Ir-Ta в основном используется для реакции выделения кислорода, которая обычно наблюдается при нейтральном или щелочном гидролизе, анодном окислении, электролитической органической реакции, электроосаждении металлов и других применениях.

Иридий обладает высокой кислотостойкостью, в то время как оксид тантала может улучшить стабильность покрытия и равномерность распределения тока. Эта формула более устойчива к экстремальным ударам pH и высоковольтным ударам и подходит для инженерных проектов с высокими требованиями к стабильности. Типичный расчетный срок службы составляет более 75 лет, что особенно подходит для катодной защиты бетона или среды электролитических ячеек.

Технические параметры титанового сетчатого анода ММО

Технические параметры различных видов покрытий

Технические параметры разной спецификации

Примеры применения титанового сетчатого анода MMO

Мост Говарда Франкленда и мост Кресент-Бич, Флорида

С 1987 года опоры этих двух морских мостов оборудованы системами ICCP из титановой сетки и титановой полосы. Дополнительный контракт в 2009 году предусматривал закапывание около 11 628 футов² (1 080 м²) титановых сетчатых анодов в облицовке опоры с расчетной плотностью тока 20 мА/м² и бюджетом в 3,87 млн долларов США. К 2021 году сетчатые аноды будут эксплуатироваться в течение >30 лет, а контролируемый поляризационный потенциал по-прежнему соответствует стандарту NACE – 850 мВ, что значительно задерживает коррозию стали и поддерживает работу при полной нагрузке.

Норвежский морской бетонный мост (ICCP в эксплуатации 17–18 лет)

После более чем 17 лет службы встроенные аноды из титановой сетки в этом морском бетонном мосту продолжают обеспечивать стабильный выходной ток. В приливной зоне, где концентрация хлоридов достигает 3–4%, покрытие остается неповрежденным, а потенциал стальной арматуры остается выше −750 мВ (SCE), что соответствует нормам катодной защиты. Система работает с долгосрочной стабильностью и надежностью.

Линия по производству гальванического покрытия кислотной меди на печатных платах

Линия непрерывного нанесения покрытий на печатные платы заменила традиционный свинцовый анод на титановый сетчатый анод Ру-Ир ММО (запатентованная формула). Измеренное соотношение толщины сквозного отверстия к толщине поверхности близко к 1:1, эффективность тока повышается на 8%, а равномерное распределение тока сохраняется после 10 000 часов цикла; Пользователь подтвердил, что срок службы анода может достигать более 5 лет без необходимости пополнения свинцовой фольги.

Титановый сетчатый анод MMO против титанового сетчатого анода с платиновым покрытием

В различных электрохимических системах титановый сетчатый анод MMO и титановый сетчатый анод с платиновым покрытием являются двумя наиболее распространенными типами анодов. Они оба используют титановые подложки, обладают хорошей проводимостью и коррозионной стойкостью, но имеют очевидные различия в составе покрытия, применяемой среде, сроке службы и стоимости.

Как выбрать подходящий анод из титановой сетки MMO?

Укажите носитель применения

Для хлорсодержащих сред, таких как морская вода и электролитический рассол, рекомендуется нанесение покрытия Ru-Ir; Для нейтральных или щелочных сред, таких как системы защиты бетона, больше подходит покрытие Ir-Ta.

Определение плотности тока и срока службы

Общая расчетная плотность тока не превышает 110 мА/м², при требуемом сроке службы более 20 лет следует выбирать высокопрочное покрытие, исходя из данных о сроке службы производителя.

Выберите подходящий размер ячеек

Общий тип отверстия 2,5×4,6 мм, толщина 0,9–2,0 мм, ширина сетчатого ремня и длина катушки могут быть настроены в соответствии с методом компоновки.

Рассмотрим способ установки

Системы оборудования в основном сварные, а бетонные конструкции могут быть связаны или склеены. Некоторые аноды поддерживают ремонт покрытия, что способствует повторному использованию.

Распространенные размеры титановых сетчатых анодов MMO

Вопросы и ответы

Каков срок службы анода из титановой сетки MMO?

При нормальной расчетной плотности тока (≤110 мА/м²) срок службы обычно составляет 20–75 лет, в зависимости от типа покрытия (например, Ru-Ir или Ir-Ta), условий эксплуатации (например, значения pH, содержания хлора) и условий эксплуатации.

Какие стандартные размеры вы предлагаете? Можете ли вы настроить?

Мы предлагаем стандартные размеры, такие как 25×25 мм, 50×50 мм, 100×100 мм, 200×200 мм, а также толщину от 0,9 мм до 2,0 мм. Мы также поддерживаем индивидуальные формы, формы открывания и обработку кромок в соответствии с чертежами заказчика.

Из какого материала изготовлено покрытие ММО? Отпадет ли она?

Обычно используются смешанные оксиды драгоценных металлов, такие как оксид рутения (RuO ₂ ) и оксид иридия (IrO ₂ ), которые прочно связаны с титановой подложкой путем высокотемпературного спекания или чистки щеткой. Пока он используется при заданной плотности тока и окружающей среде, его нелегко упасть.

Для каких применений подходят титановые сетчатые аноды MMO?

Он широко используется в системах катодной защиты (мосты, тоннели, накопительные резервуары), электролизе воды, генераторах гипохлорита натрия, гальваническом покрытии, очистке морской воды, хлорировании бассейнов и других областях.

Можно ли его повторно использовать или восстановить?

Да. Если покрытие стерлось после использования, но титановая подложка осталась неповрежденной, мы можем предоставить услуги по ремонту покрытия без замены всего анода, что может значительно снизить долгосрочные эксплуатационные расходы.