СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ Российский патент 2012 года по МПК C23F13/12 

Изобретение относится к электрохимии и электротехнике, в частности к составам для изготовления оболочек анодных заземлителей, применяемых для защиты от электрохимической коррозии подземных сооружений и трубопроводов.

Известен материал для изготовления анодных заземлителей (Авт. свид. №615720, С23F 13/00, 2000 г.) на основе токопроводящего связующего, содержащего фенолформальдегидную смолу и графитовый порошок с отвердителем - n-толуолсульфохлоридом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

фенолформальдегидная смола 50-55 графитовый порошок 42-48 n-толуолсульфохлорид 2-3

Однако известный состав не нашел применения в производстве анодных заземлителей ввиду его дороговизны и токсичности отвердителя - n-толуолсульфохлорида, который вводят в состав в количестве до 3 мас.%. включительно.

Известен материал для изготовления анодных заземлителей (Авт. свид. №2229537, С23F 13/14, 2002 г.) на основе токопроводящего связующего, содержащего нефтяную прокаленную коксовую мелочь, карбамидоформальдегидную смолу и хлористый аммоний NH₄Cl в качестве отвердителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нефтяная прокаленная коксовая мелочь 48-60 карбамидоформальдегидная смола 35-46 хлористый аммоний 5-6

Основным недостатком этого электропроводного состава является низкая долговечность за счет интенсивной растворимости в грунтах и низкая токоотдача.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является состав для изготовления анодных заземлителей (SU, а.с. 831867, С23F 13/00), содержащий: нефтяную прокаленную коксовую мелочь - 65-72% от массы смеси, с соотношением:

1,0-8,0 мм 28,0-29,6 мас.% 0,16-1,0 мм 13,6-16,0 мас.% до 0,16 мм 27,8-28,8 мас.%

и каменноугольный пек - 28-35%, нагретый до температуры 120-140°С.

Недостатком известного состава является выделение канцерогенного вещества - бенз(а)пирена при разогреве анодной массы.

Задачей изобретения является создание композиционного состава для изготовления анодных заземлителей, исключающего выделение канцерогенных веществ при получении анодной массы и с более высокими качественными характеристиками.

Указанная задача решается тем, что состав для изготовления анодных заземлителей, состоящий из гранулированного сыпучего материала, смесь которого состоит из фракций частиц, отобранных по массовой доле и размеру, и термопластичного связующего, согласно изобретению в качестве гранулированного сыпучего материала содержит графитированный коксовый орех, а в качестве термопластичного связующего содержит битум, при следующем соотношении компонентов, мас.%: графитированный коксовый орех 65-72, битум 28-35; при этом графитированный коксовый орех содержит частицы размером:

3-2 мм 15 мас.% 2-1,2 мм 15 мас.% 1,2-0,7 мм 10 мас.% 0,7-0,4 мм 10 мас.% <0,4 мм 50 мас.%.

Предлагаемый состав подобран опытным путем и соответствует максимальной упаковке частиц полидисперсных материалов, позволяющей достичь минимального удельного электрического сопротивления и повысить механическую прочность.

Предлагаемый состав для изготовления анодных заземлителей готовят следующим образом. Рассеянный по фракциям и смешанный в заданных соотношениях графитированный коксовый орех смешивают в обычных условиях с битумом (размер частиц 0,2-0,4 мм) в заданных соотношениях без разогрева до однородной массы. Далее полученную массу разогревают до 150-160°С. Полученный состав загружается в специальную форму с центральным стержнем, который в свою очередь зачищен и обезжирен. Далее состав прессуется так, чтобы материал полностью прилегал ко всей поверхности стержня. После остывания готовый анодный заземлитель извлекают из формы.

Графитированный коксовый орех в количестве 71 мас.%.

Битум в количестве 29 мас.%.

Механическая прочность полученного материала 219,0 кгс/см².

Пористость 9,2%.

Удельное электросопротивление 313,0 Ом×мм²/м.

Электрохимический эквивалент 1,4 кг/А×год.

В таблице 1 представлены показатели анодного заземлителя по прототипу. В таблице 2 приведены показатели анодного заземлителя, изготовленного из состава по предлагаемому изобретению.

Как видно из таблицы 2, показатели готового анодного заземлителя, изготовленного на основе предлагаемого состава, выше, чем у анодного заземлителя, изготовленного по прототипу: пористость ниже на 12%, механическая прочность предлагаемого состава приблизительно равна прототипу, удельное электросопротивление на 20% ниже, чем у прототипа. Кроме того, анодный заземлитель, изготовленный на основе предлагаемого состава, в 1,6 раз долговечнее, чем анодный заземлитель, изготовленный по прототипу.

Таблица 1 Прототип Образец № 1 2 3 4 5 6 Состав для изготовления анода Нефтяная прокаленная коксовая мелочь 62 65 71 72 72 75 Каменноугольный пек 38 35 29 28 28 25 Качество изготовленного анода Пористость, % 12,5 15,6 10,5 9,6 9,8 12,2 Механическая прочность, кгс/см² 200 114 207 212 275 152 Удельное электрическое сопротивление, Ом×мм²/м 460 490 392 390 420 453 Электрохимический эквивалент, кг/А×год 2,6 2,8 2,2 2,2 2,3 2,4

Таблица 2 Предложенное изобретение Образец № 1 2 3 4 5 6 Состав для изготовления анода Графитированный коксовый орех 65 67 68 70 71 72 Битум 35 33 32 30 29 28 Качество изготовленного анода Пористость, % 9,7 9,1 8,8 8,3 9,2 10,1 Механическая прочность, кгс/см² 234 235 240 202 219 190 Удельное электрическое сопротивление, Ом×мм²/м 415 398 321 297 313 290 Электрохимический эквивалент, кг/А×год 1,8 1,7 1,4 1,3 1,4 1,5

Технология изготовления состава проста и экологична, что позволит широко использовать ее в производстве анодных заземлителей, применяемых для защиты подземных сооружений от коррозии и передачи постоянного тока по системе провод-земля, и может найти применение в нефтегазовой и энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к электрохимии и электротехнике, в частности к составам для изготовления оболочек анодных заземлителей, применяемых для защиты от электрохимической коррозии подземных сооружений и трубопроводов. Состав состоит из гранулированного сыпучего материала и содержит, мас.%: графитированный коксовый орех 65-72 и битум 28-35, при этом графитированный коксовый орех содержит частицы размером: 3,0-2,0 мм 15 мас.%; 2,0-1,2 мм 15 мас.%; 1,2-0,7 мм 10 мас.%; 0,7-0,4 мм 10 мас.%; <0,4 мм 50 мас.%. Техническим результатом изобретения является исключение выделения канцерогенных веществ при получении анодной массы и увеличение качественных характеристик состава, позволяющих достичь в готовом изделии минимального удельного электрического сопротивления и повысить его механическую прочность. 2 табл.

Состав для изготовления анодного заземлителя, состоящий из гранулированного сыпучего материала, смесь которого состоит из фракций частиц, отобранных по массовой доле и размеру, и термопластичного связующего, отличающийся тем, что в качестве гранулированного сыпучего материала содержит графитированный коксовый орех, а в качестве термопластичного связующего содержит битум при следующем соотношении компонентов, мас.%:
графитированный коксовый орех 65-72 битум 28-35