專利名稱：搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，具體是應(yīng)用于例如熱水器的 加熱裝置中的搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置。
(二)
背景技術(shù)：
從目前公開的技術(shù)資料來看，電熱水器行業(yè)的發(fā)展史實際上是一部熱 水器內(nèi)膽和加熱器耐腐蝕技術(shù)發(fā)展史，內(nèi)膽和加熱器防腐方法的探究一直 貫穿于熱水器行業(yè)的發(fā)展過程中。熱水器內(nèi)膽目前有全金屬內(nèi)膽和復(fù)合內(nèi) 膽。全金屬內(nèi)膽有鍍鋅內(nèi)膽和不銹鋼內(nèi)膽。復(fù)合內(nèi)膽有搪瓷內(nèi)膽和鋼塑復(fù) 合內(nèi)膽。鍍鋅內(nèi)膽因易腐蝕，使用壽命短目前己很少用。不銹鋼本身耐腐
蝕性良好，在大氣及弱腐蝕介質(zhì)中腐蝕速率小于0.01mm/年，但在一定條 件下仍會發(fā)腐蝕。不銹鋼腐蝕形式主要有均勻腐蝕(表面腐蝕)、點腐蝕、 縫隙腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕等。漏水報廢的不銹鋼內(nèi)膽熱水器，其漏 水原因大部分是不銹鋼內(nèi)膽發(fā)生點蝕穿孔造成漏水，這與熱水器不銹鋼內(nèi) 膽成型加工和使用條件有關(guān)。不銹鋼內(nèi)膽成型加工過程中材料經(jīng)歷沖壓、 拉伸、焊接等加工工序及材質(zhì)本身質(zhì)量容易造成表面存在一些缺陷，如夾 雜質(zhì)、貧鉻區(qū)、晶界、位錯在表面暴露出來，使鈍化膜被破壞，在介質(zhì)的 作用下，該局部發(fā)生電化學(xué)腐蝕——點腐蝕。輕則形成較淺的蝕坑，嚴(yán)重 的甚至形成穿孔。在含有C1—的介質(zhì)中最易引起不銹鋼點腐蝕。而大部分 不銹鋼內(nèi)膽最終發(fā)生點蝕穿孔的部位，80%集中在焊縫及附近區(qū)域，就是常 說的熱影響區(qū)，因為在這一區(qū)域內(nèi)起鈍化作用的鉻元素因焊接熱量影響發(fā) 生偏析，使用過程中內(nèi)膽的焊縫直接暴露于熱水中，我國工業(yè)生活用水中 普遍存在的不銹鋼材料較敏感的C1 —、 C10—直接作用于金屬內(nèi)膽上，極易 形成孔蝕。有的部位因與基體成分不同而形成原電池，也為小孔腐蝕創(chuàng)造 了條件。小孔腐蝕一旦形成，其自身有一個加速過程，即使是再厚的鋼板， 也只能在極其有限的范圍內(nèi)延長其腐蝕時間而已。并且不銹鋼越厚，焊接 所形成的熱影響區(qū)也越大，越容易引起小孔腐蝕。焊接熱影響區(qū)的不可避 免，以及介質(zhì)中腐蝕離子的存在，決定點腐蝕在不銹鋼內(nèi)膽熱水器的使用 中不可避免。同時熱水器使用介質(zhì)——水的溫度在一定程度上也起加速內(nèi) 膽腐蝕的作用。另一方面我國幅員遼闊，各地的水質(zhì)有所不同。在富含金屬礦及油礦的西北東北地區(qū)，當(dāng)?shù)氐乃泻蠪e"等雜質(zhì)。我國中原地區(qū)的山區(qū)地下 水中亦含有Fe"等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的腐蝕性很強，對不銹鋼及碳鋼會造成 極大的腐蝕性，熱水器在這種水質(zhì)中使用很短時間就會因腐蝕穿孔而漏水。 搪瓷內(nèi)膽是在例如碳鋼等金屬內(nèi)膽表面覆蓋一層耐腐蝕的硅化物，使 介質(zhì)不直接接觸金屬膽殼，具有清潔衛(wèi)生、性能優(yōu)良，并可以承受較大范 圍內(nèi)的溫度變化和高溫驟變，目前市場上電熱水器也多采用搪瓷內(nèi)膽。如 果搪瓷層覆蓋良好則內(nèi)膽使用壽命可很長，但目前還未有熱水器生產(chǎn)廠商 搪瓷內(nèi)膽的使用壽命可達10年的承諾。由于搪瓷工藝本身特點，比如針孔 和水泡等工藝缺陷，搪瓷覆蓋率不可能達到100。％，因此也存在與不銹鋼 內(nèi)膽面臨的防腐難題；同時搪瓷內(nèi)膽在儲運中的磕碰也會造成搪瓷層的脫 瓷。此外一點出現(xiàn)上述缺陷，搪瓷很容易在熱水中產(chǎn)生磷爆現(xiàn)象，會逐漸 溶解剝落。對于搪瓷內(nèi)膽的防腐蝕措施目前主要應(yīng)用犧牲陽機的方案，具體是在 內(nèi)膽內(nèi)設(shè)置鎂棒，但鎂棒消耗較快，需要定期更換，售后成本高，并會污 染水質(zhì)。因此，目前理論上可行的方案還有外加電流保護法，它的基本原理是 將被保護金屬與直流電源的負(fù)極相連，利用外加電流進行陰極極化，將處 于腐蝕狀態(tài)的金屬電位向負(fù)極化至穩(wěn)定狀態(tài)，使金屬腐蝕停止而得到保護。 中國知識產(chǎn)權(quán)局第87206233號實用新型專利就公開了一種電子補償防腐 蝕裝置，其原理就是外加電流以防止陰極腐蝕的方法，目前也有少量企業(yè) 在使用該方法，并都是將該方案作為單一的防腐措施。不過正如前面所說， 外加電流保護法需要將處于腐蝕狀態(tài)的金屬電位向負(fù)極化至穩(wěn)定狀態(tài)，這 里所說的穩(wěn)定狀態(tài)指的就是陰陽極之間的電位差要處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)， 然而由于水質(zhì)有地域、時間差異，陰陽極之間的電位差調(diào)整目前還沒有具 體的方案，僅是設(shè)定的原始值，盡管基于該方案的設(shè)備成本低，但其防腐 蝕方案受限于上述穩(wěn)定電位差實時設(shè)定的要求，而造成外加電流保護法沒 有普及。此外，單獨以外加電流保護法作為內(nèi)膽的防腐方法還存在防腐裝 置輸出功率大的問題，耗能較多。
發(fā)明內(nèi)容因此，針對目前外加電流保護法沒有解決實時調(diào)整陰陽極之間恒定電 位差的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種恒電位輸出的搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，以達到良好的搪瓷內(nèi)膽防腐蝕效果，實際是提供一種在搪瓷內(nèi)膽上 設(shè)置外加電流保護的復(fù)合內(nèi)膽防腐方案。 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案該發(fā)明搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，在搪瓷內(nèi)膽上設(shè)置有主要以金屬膽殼 為陰極、以與該金屬膽殼電絕緣的并探入內(nèi)膽水中的不溶性材料棒為陽極 和上述陽極電位輸出調(diào)節(jié)電路構(gòu)成的外加電路保護裝置，其中所述電位輸 出調(diào)節(jié)電路包括陽極電位檢測電路、對所檢測電位與設(shè)定電位比較并相應(yīng) 處理的單片機，以及根據(jù)上述處理方式調(diào)整上述陽極電位的電位輸出調(diào)節(jié) 電路和電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路。因為各種金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，都有一個相對固定的電位值，當(dāng)我 們設(shè)置的輔助陽極電位值高于被保護金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的電位值時，就 能夠?qū)﹃帢O金屬形成保護，原理上被保護的陰極金屬不會參與原電池化學(xué) 反應(yīng)。電子輔助陽極作為反應(yīng)的"犧牲陽極"，并非傳統(tǒng)意義樣的提供電子 而損耗，而是由電源提供電子。此外，并不是電子陽極設(shè)置的電位越高越 好，電子陽極電位值越高，反而會增強原電池反應(yīng)的強度，并增加功耗。 針對不同的水質(zhì)，電子陽極參加原電池反應(yīng)的電流之比降發(fā)生變化，從而 導(dǎo)致輔助陽極電位值的波動?？紤]到上述因素，給予本發(fā)明的技術(shù)方案不能簡單地認(rèn)為就是在搪瓷 內(nèi)膽上再附加外加電流保護一對內(nèi)膽進行符合防護，對于普通內(nèi)膽，由于 其內(nèi)膽披水面大，所形成原電池的面積大，基于此所需要外加電流提高， 相對而言，功耗比較大，對于需要實時提供防護的外加電流保護裝置，防 護成本偏高，并不合適單獨作為內(nèi)膽防腐的措施。而基于本發(fā)明的技術(shù)方 案則是針對搪瓷內(nèi)膽的進一步防護，針對搪瓷內(nèi)膽制造工藝缺陷提供外加 電流防護，由于其披水面主要是因其制造缺陷所形成的面，面積極小，也 就是說所需要的電流比較小，實際功耗極小，相對防護成本大大降低，使 得外加電流防護方案在此條件下變得可行。另一方面，外加電路防護自身 防護性能好已經(jīng)公知，因此，可有效防止搪瓷內(nèi)膽諸如氣泡、針孔等制造 缺陷的進一步擴大，而其他部位由于搪瓷的保護，不會產(chǎn)生腐蝕，大大延 長了搪瓷內(nèi)膽的使用壽命。上述搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，所述陽極電位檢測電路包括由電阻R7 和R6構(gòu)成的分壓電路，以及構(gòu)成上述兩電阻間電位的電壓跟隨電路的集成運放芯片U1B，其中電阻R6另一端接地。所述陽極電位檢測電路還包6括串于所述集成運放芯片U1B輸出腳的保護電阻R5，該電阻的另一腳與 所述單片機A/D轉(zhuǎn)換輸入引腳連接，且通過一電容C3接地。所述接于所述單片機D/A輸出端子的串接的分壓電阻R4和R3，以及 濾波電路和電壓跟隨電路；所述電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路包括所述電壓跟隨電路 下級的限流電阻R2和基極與該限流電阻相接、發(fā)射極通過電阻R1接地、 集電極接所述陰極的三極管Ql。上述電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路，所述外加電路保護裝置設(shè)置在搪瓷內(nèi)膽的頂 端，且其陽極通過絕緣套安裝于搪瓷內(nèi)膽頂端。上述電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路，所述不溶性材料棒為石墨棒、帶有貴金屬氧 化物涂層的純鈦棒。(四)


下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進一步的闡述，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員 更好的理解本發(fā)明，其中圖1為本發(fā)明實施例的一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置使用狀態(tài)參考圖。圖2為搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置的一種電路框圖。圖3為搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置的一種電路原理圖。圖中1、陰極引線，2、控制模塊，3、陽極引線，4、絕緣套，5、 陽極，6、搪瓷內(nèi)膽。
具體實施方式
參照說明書附圖1至3，本實施例搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，在搪瓷內(nèi) 膽上設(shè)置有主要以金屬膽殼為陰極、以與該金屬膽殼電絕緣的并探入內(nèi)膽 水中的不溶性材料棒為陽極和上述陽極電位輸出調(diào)節(jié)電路構(gòu)成的外加電路 保護裝置，其中所述電位輸出調(diào)節(jié)電路包括陽極電位檢測電路、對所檢測 電位與設(shè)定電位比較并相應(yīng)處理的單片機，以及根據(jù)上述處理方式調(diào)整上 述陽極電位的電位輸出調(diào)節(jié)電路和電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路。所述陽極電位檢測電路包括由電阻R7和R6構(gòu)成的分壓電路，以及構(gòu) 成上述兩電阻間電位的電壓跟隨電路的集成運放芯片U1B，其中電阻R6 另一端接地。電壓跟隨電路能夠起到很好的電路阻抗匹配作用，便于控制 器件的接入，分壓電路則用于電壓量的調(diào)整，便于控制器處理。此外，諸 如電壓跟隨電路的元件有很多種，本方案中所用具體的元器件不構(gòu)成對本 發(fā)明保護范圍的具體限定，其技術(shù)特征的明顯變形方式和等同地帶方式應(yīng) 當(dāng)落入其保護范圍之內(nèi)。所述陽極電位檢測電路還包括串于所述集成運放芯片U1B輸出腳的保護電阻R5，該電阻的另一腳與所述單片機A/D轉(zhuǎn)換輸入引腳連接，且 通過一電容C3接地，以起到濾波和保護電路過壓作用。所述接于所述單片機D/A輸出端子的串接的分壓電阻R4和R3，以及 濾波電路和電壓跟隨電路；所述電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路包括所述電壓跟隨電路 下級的限流電阻R2和基極與該限流電阻相接、發(fā)射極通過電阻R1接地、 集電極接所述陰極的三極管Ql。所述搪瓷內(nèi)膽外加電路保護裝置可以單獨使用，也可以與其他自動控 制功能電路結(jié)合使用，且其陽極5通過絕緣套4安裝于搪瓷內(nèi)膽的頂端或 內(nèi)膽壁的合適位置。所述外加電路保護裝置設(shè)置在搪瓷內(nèi)膽的頂端，且其陽極5通過絕緣 套4安裝于搪瓷內(nèi)膽頂端，便于陽極的安裝，也便于陰極的設(shè)置，并且不 會破壞搪瓷內(nèi)膽的側(cè)壁。當(dāng)然，也可以將其安裝于搪瓷內(nèi)膽的側(cè)面，需要 根據(jù)具體的需要選擇，關(guān)鍵是做好搪瓷的覆蓋。至于所說的外加電路保護 裝置中所涉及的電路部分，可以與搪瓷內(nèi)膽構(gòu)成一整體，也可以設(shè)置于專 門的電控柜內(nèi)，其設(shè)置方式可根據(jù)現(xiàn)場情況進行選擇。所述不溶性材料棒為石墨棒、帶有貴金屬氧化物涂層的純鈦棒。
權(quán)利要求
1.一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，其特征在于在搪瓷內(nèi)膽上設(shè)置有主要以金屬膽殼為陰極、以與該金屬膽殼電絕緣的并探入內(nèi)膽水中的不溶性材料棒為陽極和上述陽極電位輸出調(diào)節(jié)電路構(gòu)成的外加電路保護裝置，其中所述電位輸出調(diào)節(jié)電路包括陽極電位檢測電路、對所檢測電位與設(shè)定電位比較并相應(yīng)處理的單片機，以及根據(jù)上述處理方式調(diào)整上述陽極電位的電位輸出調(diào)節(jié)電路和電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，其特征在于所述陽極電位檢測電路包括由電阻R7和R6構(gòu)成的分壓電路，以及 構(gòu)成上述兩電阻間電位的電壓跟隨電路的集成運放芯片U1B，其 中電阻R6另一端接地。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，其特征在于所 述陽極電位檢測電路還包括串于所述集成運放芯片U1B輸出腳的 保護電阻R5，該電阻的另一腳與所述單片機A/D轉(zhuǎn)換輸入引腳連 接，且通過一電容C3接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，其特征在于所 述接于所述單片機D/A輸出端子的串接的分壓電阻R4和R3，以 及濾波電路和電壓跟隨電路；所述電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路包括所述電 壓跟隨電路下級的限流電阻R2和基極與該限流電阻相接、發(fā)射極 通過電阻R1接地、集電極接所述陰極的三極管Q1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路，所述外加電路保護裝置，設(shè)置在搪瓷內(nèi)膽的頂端，且其陽極(5)通過絕緣套 (4)安裝于搪瓷內(nèi)膽頂端或內(nèi)膽壁的合適位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路，其特征在于所述不 溶性材料棒為石墨棒或帶有貴金屬氧化物涂層的純鈦棒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置。該發(fā)明搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，在搪瓷內(nèi)膽上設(shè)置有主要以金屬膽殼為陰極、以與該金屬膽殼電絕緣的并探入內(nèi)膽水中的不溶性材料棒為陽極和上述陽極電位輸出調(diào)節(jié)電路構(gòu)成的外加電路保護裝置，其中所述電位輸出調(diào)節(jié)電路包括陽極電位檢測電路、對所檢測電位與設(shè)定電位比較并相應(yīng)處理的單片機，以及根據(jù)上述處理方式調(diào)整上述陽極電位的電位輸出調(diào)節(jié)電路和電位調(diào)節(jié)執(zhí)行電路。本發(fā)明提供了一種恒電位輸出的搪瓷內(nèi)膽防腐保護裝置，以達到良好的搪瓷內(nèi)膽防腐蝕效果。
文檔編號C02F1/461GK101575128SQ20091002044
公開日2009年11月11日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者尹珊珊, 誠 李, 賈翱東, 邵淑華 申請人:濟南金未來高科電子有限公司