Устройство для защиты от коррозии Советский патент 1985 года по МПК C23F13/02 

сд

00

9д

Изобретение относится к устройст вам дпя катодной защиты большой лийейной протяженности, которые используются в области катодной защиты системой наложенного тока.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты путем стабилизации переходного сопротивления анодземля. . На фиг. 1 изображена схема устрой-Ю

ства, на фиг. 2 - схематично два анода; на фиг. 3 - сечение.А-А на фиг. 2j на фЯг. 4 - растянутый лист, использу мьй в качестве анодного элемента, аксонометрия; на фиг. 5 - сечение Б-Бна фиг. 4. .

Устройство содержит изолированньй силовой кабель 1 с жилой из,переплетенн медных .или алюмини евых проволок, покрытой изоляцией из эластомериого материала, например, синтетического или естественного каучука, поливи- нилхлорида, полиэтилена, фторированного винилового полимера и т.п.,

способного выдерживать коррозионную среду.

Для увеличения прочности кабеля на растяжение последний может иметь сердечник из стальных проволок или всю жилу из стальных проволок.

Один конец кабеля снабжен наконечником 2 для подключения к положительному полюсу источника питания. Другой конец кабеля снабжен титановы или пластмассовым колпаком 3, обе;спечивающим герметизацию и запщту коррозирующей жилы от контакта с окружающей средой. Целесообразно выполнять колпак с крючком или кольцом для крепления конца анода или подвески балласта. На этот конец кабеля можно прикреплять водонепроницаемое разъемное контактное соединение, позволяющее стыковать последовательно ряд анодных структур, удваи- вая или утраивая длину анодной структуры, если в этом возникает необходимость.

На кабель .коаксиально надет ряд анодов 4, количество которых и расстояние между ними определяется из конкретных условий.

Количество анодов и их распределение вдоль кабеля должно обеспечивать равномерность тока в защищаемой поверхности. Распределение анодов вдоль кабеля определяется в основном формой электрического поля, которое

должно быть создано между анодной структурой и защищаемой поверхностью.

Преимуществом изобретения является его гибкость и возможность располагать его по любой необходимой длине. . .

Каждьш анод (фиг. 2) содержит пористый проницаемый корпус 5, выполненный из растянутого листа или

ной или/более стойкам 6, которые в свою очередь приварены к муфте 7.

Аноды выполнены из вентильного металла, например, из титана или тантала или их сплавов.

Поперечное сечение основного корпуса 5 может иметь круглую, квадратную, многоугольную, звездчатую и т.п. форму, а сам корпус должен быт пористым проницаемым или выполнен-. нь1м из полос металлической сетки, приваренной к одной или нескольким стойкам 6,

Сетка или сетчатые сегменты , образующие проницаемьй корпус 5, покрыты слоем электропроводного и анодно-стойкого материала, наприме металла платиновой груТгпы или его окисла, или другого электропроводного окисла металла, например шпинель делафосситом, перовскитом, бронзой

и т.д. Особо эффективным является покрытие из нанесенного тепловым

способом слоя смеси окислов рутения и титана, в соотношении от 20 RU и 80 Ti до 60 RU и 40% Ti.

В основной структуре из окислов рутения, и титана могут присутствовать малые количества окислов других металлов.

Каждьш анод может быть изготовлен заранее, а затем надет на силовой кабель 1, корпус 5 может быть приварен к стойкам 6 после того, как муфта 7 закреплена на силовом питающем кабеле.

I.

Для электрического соединения

электропроводной жилы изолированного кабеля 1 и анода 4 сначала на участке, соответствующем центрально зоне муфты 7, удаляется пластиковая изоляция 8 кабеля. После этого муфта 7 обжимается на участках со снятой ихоляцией силового кабеля 1 и на соседних изолированных участках с тем, чтобы обеспечить герметичную защиту электрического соединения. металлической сети, приваренной к од3Обжатие металлической муфты 7 осуществляется с помощью специального инструмента для радиального холодного обжатия. Защитные чехлы выполняются из пластиковой трубы, дающей усадку при нагреве и изготовленной из, например, фторированных сополимеров этилена и пропилена. Эти чехлы надеваются на места стыка муфты 7 с кабелем и крепятся за счет нагрева горячим воздухом от воздуходувки для улучшения защиты соединения от отгружающей среды. Для изготовления корпуса анода (фиг. 4 и 5) используется растянутый лист из вентильного меташта, например, титана, покрытый слоем электропроводного непассивируемого материала, устойчивого к анодным условиям, причем такое покрытие наносится на все поверхности целиком . Аноды по настоящему изобретению обладают рядом преимуществ по срав нию с обычными пластинчатыми или стержневыми анодами. При использовании в земпе буровой раствор и заполняншщй раствор легко проникают в пористую и проницаемую структуру анода, благодаря чему создается большая контактная поверхность, которая является трехмерной и является суммой всех контактных поверхностей, различным образом ориентированных в пространстве. В результате площадь поверхности резко возрастает и даже при .высыхании грунта или вьщелении газа .на аноде все еще остается достаточ большой. Вьщеляемый на аноде газ л ко находит путь в анодной сетке. Проблемы, связанные с тем, что сре да не может легко пройти к поверхн тям стержневого или пластинчатого анода, легко решаются при использо НИИ анодов. Проведенные на.промышленных уста новках сравнительные испытания като ной защиты убедительно показьшают преимущества пористых анодов перед сплошными. Благодаря тому, что-почва легко проникает в пористый анод контактное сопротивление снижается примерно на 15% в начале эксплуата ции, а по истечении трех месяцев эксплуатации контактное сопротивление пористого анода на 25-30% ниже 614 контактного сопротивления сплошного анода. Пример. Одна предлагаемая анодная структура состоит из десяти анодов или распределителей (фиг. 2-5), Аноды изготовлены из растянутого (распушенного) титанового листа толщиной 1,5мм, свернутого в цилиндры диаметром 50 мм (наружный) и длиной 1500 мм. Эти цилиндры из растянутого листа покрыты смесью окислов рутения и титана в отношении 1:1 по металлу. Цилиндры из растянутого листа приварены к титановым стойкам, которые в свою очередь приварены к титановой трубе внутренним диаметром 10 мм, надетой на силовой питающий кабель и обжатой на кабеле холодным способом для обеспечения герметизации электрического соединения, причем на некоторой длине под трубой изоляция кабеля снята для создания электрического соединения. Силовой кабель с резиновой изоляцией и внешним диаметром около 8 мм име медную гибкую жилу сечением примерно 10 мм. Интервалы между анодами одинаковы по длине кабеля и равны примерно 2 м. Один конец кабеля заделан в титановьй колпачок, обжатый на кабеле холодным способом для защиты кабеля от среды. Колпачок снабжен титановым крючком. Другой конец кабеля разделен под медный наконечник, пригодный для подключения к источнику питания. Такую анодную структуру погружают в скважину диаметром около 12,5 см и глубиной 40 м, пробуренную в грун е со средним удельным сопротивлением 1000 Ом см. После опускания кабеля скважину заполняют бентонитовым раствором. Этот анод используют для защиты примерно 15 км газопровода диаметром 500 мм, вьшолненного из стальной трубы, покрытой сийтетичесКИМ каучуком -на основе плотного полиэтилена, проложенной на глубину примерно 2 м в почве. Измеренное сопротивление при включении анодной структуры по отношению к земле составило 0,7 Ом, а ток, вытекающий из анода при напР51жении около 7,5 В, равен 8А. Сопротивление, измеренное по истечении

составтрех месяцев эксплуатации, ляет 0,82 Ом.

Для сравнения используют анодную структуру, подобную предлагаемой, но анодные элементы изготовлены из сплошных титановых труб, размеры

и покрытие которых соответствуют предлагаемым дпя сетчатых анодов.

Сопротивление этой структуры по отношению к земле при включении составило 0,8 Ом, а по истечении трех месяцев эксплуатации поднялось до 1,4 Ом.

f-J

I

Фмг.1

Фиг. 2 Фиг5 ф1АгМ

Фиг.5