Устройство для защиты металлических свай от коррозии Советский патент 1989 года по МПК C23F13/00 

f - .

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлов от

коррозии в морской и пресной

и быть использовано в системах противокоррозионной защиты стальных

металлоконструкций опорного са буровых платформ эстакад, стояков подводных трубопроводов и других металлоконструкций.

Цель изобретения - повышение надежности защиты путем выравнивания остаточной скорости коррозии на свае в подводной и надводной зонах

Н а фиг, 1 показано устройство для защиты с одним сборным анодом, укреп- ленным на свае общий вид,; на фиг. 2 - анод, вид сбоку; на - разрез А-А на фиг.2 на фиг„4 - разрез Б-Б на фиг.2с

Анод состоит PI3 анодных элементов, выполненных в ви,;е клиньей I, имекщ;их в узкой своей части токопод- водящ:ий элемент стальной уголок 2 с клинообразной поверзсностью;, привариваемый к свае 3 .и являющийся должением клина 1. В широкой части клина 1 смонтированы уголки 4,j слу- жащие для соединеш1Я боковых поверхностей клиньев друг с другом с возможностью образования воронки и придания конструкции механической прочности. Клин 1 может быть выполнен отливкой из протекторных сплавов .Узел соединения смежных анодных зле™ ментов после сварки герметизируют напримерS с помощью эпоксидного компаунда или других пригодных для этой цели«

Устройство работает следующим образом.

При заполнении емкости между стенками анода и огражденной ими поверхностью сваи 3 водой (путем забрызги- вания при волнении ) происходит катодная поляризация сваи от анода. Воронкообразная емкость, образованная деталями самого анода и наружной

поверхностью сваи, проявляет новое усиленное свойство, а именно служит акопителем вл:аги и одновременно действует как протектор. При этом защит№га эффект такого анода усиливается темд что при незначительных объемах электролита, заполнякацих воронкообразную емкость, создаются благотфиятные условия для образования коллоидных осадков, т.е. загустевания электролита и появления защищаемой поверхности сваи застойных зон, что приводит к выравниванию остаточной скорости коррозии на свае в подводной к надводной ее частях.

Пример, Для экспериментальной проверки устройства для защиты бьши подготовлены четыре комплекта деталей анода предложенной конструкции и восемь анодов известной конструкции (цилиндрические серийно выпускае- f&ie протекторы типа ПАКМ ). Испытания проводились на модельных сваях, выполненных из стальных труб,, диаметром 325 мм и длиной 10-11 Мо Выступакщая над водой часть - 3 м, а подводная 5 м. Высота морской волны з а период испытания.составляла в среднем ОдЗ м (0,5-1,0 м при щторме до 2,5 м ),

10

Каждый из четырех составных анодов выполнен из 20 однотипных деталей- клиньев, отлитых из алюминиевого протекторного сплава.В собранном на трубе виде анод представлял конусообразную эоронку высотой до 0,6 м, узкая нижняя часть которого вписывалась в окружность диаметром 380 мм, а верхняя широкая - в окружность диаметром 460 мм. .

На каждой модельной свае бьшо установлено по два типа ПАКМ в подводной части и по одному в над- . водной, На первой свае анод-воронку 5 закрепляли на уровне 0,5 м от уреза воды, на второй - 1,0 м, на третьей - 1,5 м и на четвертой - 2,0 м. К защищаемой поверхности в надводной и подводной частях расположения про- 20 текторов крепились стальные образцы- свидетели для оценки коррозионных потерь при различных по высоте уровнях защиты. Монтаж анодов проводили на кондукторе с двумя полукольцами foднo с диаметром, совпадающим с диа- метром сваи, другое с диаметром, совпадающим с диаметром внутренней широкой части воронки).

Сначала соединяли по десять смежных деталей анода. Средней частью смежные клинья 1 сначала приклеивали друг к другу с помощью эпоксидного компаунда, а затем приварили; элекна высоте J,5 м - контрольные образцы 0,31; защ1пденные образцы 0,02; На высоте I 2,0 м - контрольные об- раз1Ц)1 0,20; защищенные образцы 0,02.. Как следует из полученных данных, скорость коррозии защищенных образцов по сравнению с контрольными более чем в 10 раз уменьшается, что подтверждает эффективность защиты с применением предлагаемого устройства.

Таким образом, создание опоясывающего анода в виде конусообразной воронки позволяет осуществить локальную з ащиту наиболее поврежденной части сваи, расположенной в зоне периодического смачивания. При этом зона периодического смачивания свай как бы переходит в зону полного смачивания, но отличается от нее по характеру электролиза. За счет более благоприятных условий загустевания электролита, насыщаемого малораство- 25 римыми слоями катодной и анодной реакций и выкрошившимися микрочас- тичкaмli материала протектора, постепенно затрудняется диффузия атмосферного воздуха, снижается электропроводность раствора, более быстро обра-; зуются катодные осадки на той части защипуаемой поверхности сваи, которая прежде находилась в открытой зоне периодического смачивания. Совокуп30

тросваркой. Затем собранные таким об- , ность перечисленных факторов обуслов- разом два полуэлемента анода-воронки ливает более быстрое формирование прикладывали к .свае и крепили к ней. толстослойных солевых отложении,

способствует уменьшению скорости проникновения коррозии в металл и

После сварки воронкообразная емкость заполнялась морской водой.

Результата полугодовых испытаний в .п требуемой для этого защитной плотно,сти тока, повышая тем самзтм надеж- ность защиты сваи в наиболее корро- . зионноопасной зоне.

естественных условиях моря показали высокую эффективность работы устройства для защиты надводной части сваи на-разных уровнях закрепления анодов.

Коррозионные потери составляли, г/м .-ч: под водой на глубине 0,5 м (от уреза воды ) - контрольные образцы 0,22j защш1,енные образцы 0,011; на глубине 1,0 м - контрольные образцы 0,18; защищенные образцы 0,012; на глубине 2,5 м - контрольные образцы. 0,15; защищенные образцы 0,011; на глубине 4,5 м-контрольньш . образцы 0,12; защищенные образцы 0,013; над водой на высоте 0,5 м (от уреза воды ) - контрольные образцы 0,7; защищенные образцы 0,03; на высоте 1,0 м - контрольные образцы 0,42; защищенные образцы 0,02;

45

50

55

Формула изобретения

Устройство для защиты металлических свай от коррозии в зоне периодического смачивания, содержащее составной анод и элементы токоподвода и крепления, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности защиты путем выравнивания остаточной скорости коррозии на свае в подводной и надводной зонах, каж- . дый анодный. элемент выполнен клиновидной формы,. в широкой его части смонтированы элементы крепления для соединения боковых сторон клиньев

5 0

на высоте J,5 м - контрольные образцы 0,31; защ1пденные образцы 0,02; На высоте I 2,0 м - контрольные об- раз1Ц)1 0,20; защищенные образцы 0,02.. Как следует из полученных данных, скорость коррозии защищенных образцов по сравнению с контрольными более чем в 10 раз уменьшается, что подтверждает эффективность защиты с применением предлагаемого устройства.

Таким образом, создание опоясывающего анода в виде конусообразной воронки позволяет осуществить локальную з ащиту наиболее поврежденной части сваи, расположенной в зоне периодического смачивания. При этом зона периодического смачивания свай как бы переходит в зону полного смачивания, но отличается от нее по характеру электролиза. За счет более благоприятных условий загустевания электролита, насыщаемого малораство- 5 римыми слоями катодной и анодной реакций и выкрошившимися микрочас- тичкaмli материала протектора, постепенно затрудняется диффузия атмосферного воздуха, снижается электропроводность раствора, более быстро обра-; зуются катодные осадки на той части защипуаемой поверхности сваи, которая прежде находилась в открытой зоне периодического смачивания. Совокуп0

Формула изобретения

Устройство для защиты металлических свай от коррозии в зоне периодического смачивания, содержащее составной анод и элементы токоподвода и крепления, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности защиты путем выравнивания остаточной скорости коррозии на свае в подводной и надводной зонах, каж- . дый анодный. элемент выполнен клиновидной формы,. в широкой его части смонтированы элементы крепления для соединения боковых сторон клиньев

г

kА

-А

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлов от коррозии в морской воде и быть использовано при защите свай, буровых платформ и других металлоконструкций в зоне периодического смачивания. Цель изобретения - повышение надежности защиты от коррозии путем выравнивания остаточной скорости коррозии на свае в надводных и подводных зонах. Устройство представляет собой воронкообразную емкость, собранную из Ш1одных элементов. Анодные элемен

S сг.

с С™:

з| S

Фиг.З