專利名稱：搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)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(hù)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(shí)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，使用壽命短目前已很少用。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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)腐蝕。輕則形成較淺的蝕坑，嚴(yán)重的甚至形成穿？L。在含有cr的介質(zhì) 中最易引起不銹鋼點(diǎn)腐蝕。而大部分不銹鋼內(nèi)膽最終發(fā)生點(diǎn)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?yàn)樵谶@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cr、 cio—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(diǎn)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)一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e3+等雜質(zhì)。我國中原地區(qū)的山區(qū)地下水中亦含有Fe3+等雜質(zhì)，這些 雜質(zhì)的腐蝕性很強(qiáng)，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(dá)10年的承諾。由于搪瓷工藝本身特 點(diǎn)，比如針孔和水泡等工藝缺陷，搪瓷覆蓋率不可能達(dá)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(yùn)中的磕碰也會造成搪瓷層的脫瓷。此外一點(diǎn)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。
3[0005] 對于搪瓷內(nèi)膽的防腐蝕措施目前主要應(yīng)用犧牲陽機(jī)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(hù)法，它的基本原理是將被保護(hù)金 屬與直流電源的負(fù)極相連，利用外加電流進(jìn)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(hù)。中國知識產(chǎn)權(quán)局第87206233號實(shí)用新型專 利就公開了一種電子補(bǔ)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(hù)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(shí)時設(shè)定的要求，而造成外加電流保護(hù) 法沒有普及。此外，單獨(dú)以外加電流保護(hù)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(hù)法沒有解決實(shí)時調(diào)整陰陽極之間恒定電位差的問 題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種恒電位輸出的搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置，以達(dá)到良好的 搪瓷內(nèi)膽防腐蝕效果，實(shí)際是提供一種在搪瓷內(nèi)膽上設(shè)置外加電流保護(hù)的復(fù)合內(nèi)膽防腐方案。 本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 該實(shí)用新型搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)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(hù)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(jī)，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?yàn)楦鞣N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(hù)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(hù)， 原理上被保護(hù)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(qiáng)原電池反應(yīng)的強(qiáng)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。 考慮到上述因素，給予本實(shí)用新型的技術(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(hù)一對內(nèi)膽進(jìn)行符合防護(hù)，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(shí)時提供 防護(hù)的外加電流保護(hù)裝置，防護(hù)成本偏高，并不合適單獨(dú)作為內(nèi)膽防腐的措施。而基于本實(shí) 用新型的技術(shù)方案則是針對搪瓷內(nèi)膽的進(jìn)一步防護(hù)，針對搪瓷內(nèi)膽制造工藝缺陷提供外加 電流防護(hù)，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(shí)際功耗極小，相對防護(hù)成本大大降低，使得外加電流防護(hù)方案在此條件下變得可行。另一方面，外加電路防護(hù)自身防護(hù)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(jìn)一步擴(kuò)大，而其他部位由于搪瓷的保護(hù)，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(hù)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(yùn)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括串于所述集成運(yùn)放芯片U1B輸出腳的保護(hù)電阻 R5，該電阻的另一腳與所述單片機(jī)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(jī)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Rl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(hù)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。

下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的 理解本實(shí)用新型，其中 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置使用狀態(tài)參考圖。
圖2為搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置的一種電路框圖。
圖3為搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)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(shí)施方式參照說明書附圖1至3，本實(shí)施例搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)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(hù)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(jī)，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(yùn)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) 成對本實(shí)用新型保護(hù)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(hù)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(yùn)放芯片U1B輸出腳的保護(hù)電阻R5， 該電阻的另一腳與所述單片機(jī)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(hù)電路過壓作用。 所述接于所述單片機(jī)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Rl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(hù)裝置可以單獨(dú)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(hù)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(hù)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(jìn)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)利要求一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)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(hù)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(jī)，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(hù)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(yùn)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(hù)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(yùn)放芯片U1B輸出腳的保護(hù)電阻R5，該電阻的另一腳與所述單片機(jī) A/D轉(zhuǎn)換輸入弓I腳連接，且通過一 電容C3接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置，其特征在于所述外加電 路保護(hù)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。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置，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。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置。該實(shí)用新型搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)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(hù)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(jī)，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。本實(shí)用新型提供了一種恒電位輸出的搪瓷內(nèi)膽防腐保護(hù)裝置，以達(dá)到良好的搪瓷內(nèi)膽防腐蝕效果。
文檔編號C23F13/06GK201442978SQ200920020729
公開日2010年4月28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)明者賈翱東 申請人:賈翱