Способ катодной защиты протяженных металлических объектов от коррозии в электролитической среде Советский патент 1993 года по МПК C23F13/02 

Изобретение относится к катодной защите от коррозии протяженных подземных и подводных конструкций.

Цель изобретения - повышение уровня защищенности объекта.

Способ реализуют следующим образом.

Заземлитель в виде непрерывного гибкого металлического сердечника в электрически контактирующей с ним эластичной электропроводной полимерной оболочке устанавливают электролитическую среду на определенном рясстоянии от объекта, подключают объект к отрицательному полюсу, а зазем литель - к положительному полюсу источника тока и поляризуют объект, Заземлитель выбирают с параметрами

gSn гп Т5м гм

где Sri, rn и SM гм - суммарные сечения и продольные сопротивления, соответственно, полимерной оболочки и металлического сердечника .заземлителя. Расстояние за- землителя от защищаемого объекта устанавливают с учетом соотношений

а 50,

b +D a 4-D

Ј3.

где а. Ь - соответственно, наименьшее и наибольшее расстояние анода до объекта;

D - максимальный чиненный размер объек а ч направлении, перпендикулярном оси анода.

Источник тока подключают с интервалом

аа , о

АгстЫ.5

аа , о

где GS, о постоянные распространения тока, соответственно анода и объекта, причем

а а 10 а о.

Устанавливают, по меньшей мере, два анода и паргллел ьно подключают их к общему источнику поляризующего тока.

При условии соблюдения этих соотношений, в том числе и при параллельной прокладке двух анодов, подключенных к общему источнику поляризующего тока, предельно сближают скорости затухания тока вдоль анода и защищаемого объекта, «то повышает уровень эффективной защиты и при применении данного способа в грунтах высокого сопротивления за счет максимального использования свойств протяженного электрода с учетом тока по

снижению входного сопротивления в системе защиты.

Способ может быть проиллюстрирован сравнительным примером предложенного

способа и способа прототипа.

Согласно прототипу используют анод с сопротивлением его материала в пределах 0,1-1000 Ом,см и общим продольным сопротивлением в интервале 0,03-0,003

0 Ом/м. Последняя величина состоит из двух элементов j продольного сопротивления тела материала анода и продольного сопротивления тела сердечника анода, электрически параллельных друг другу (см.

5 фиг.1). При использовании хорошо проводящего материала с сопротивлением 0,1 Ом см, анод диаметром 40 мм по условиям прототипа имеет продольное сопротивлениете- ла материала RM, равное 0,8 Ом/м, Для

0 обеспечения требуемого общего продольного сопротивления RA 0,03 Ом/м продольное сопротивление сердечника Rc должно быть 0,03125 Ом/м, что требует диаметра сердечника 0,75 мм. При срабатыва5 нии части материала анода в период эксплуатации, например, до половины его диаметра {см. фиг.2), продольное сопротивление тела анода возрастает до 3,12 Ом/м. Это приведет к увеличению общего пр&0 дольного сопротивления RA до 0,031 Ом/м, т.е. на 3,5% больше предельно допустимого значения. Такое, на первый взгляд, небольшое увеличение значения Яд может привести к сокращению зоны защиты,

5 обеспечиваемой анодом, на 20% (при начальном сопротивлении тела материала анода 0,00012 Ом м). Таким образом, требования, предъявляемые к аноду по прототипу, недостаточны и могут привести к

0 ухудшению его эксплуатационных характеристик.

В то же время предлагаемые в изобретении ограничения соотношений сечений и продольных сопротивлений материала и

5 сердечника анода для обеспечения того же общего продольного сопротивления анода RA 0,03 Ом/м требует, чтобы при тех же сопротивлениях металла сердечника и материала тела гчода (0,018 Ом мм2/м и 0,10 Ом

0 см, соответственно) анод имел диаметр 60 мм, а сердечник- 0,75 мм. В этом случае при срабатывании вдвое тела анода его продольное сопротивление возрастает лишь на 1,3%. а защитная зонз сокращается не бо5 лее, чем на 0.3%.

Следовательно, предложенное соотношение обеспечивает более стабильные эксплуатационные характеристик.

Выполнение требосаыш прототипа по размещению анода при миг..т тр /бопровода диаметром D 1400 мм обуславливает его размещение на расстоянии а 0.8 м от средней боковой образующей трубопровода (см. фиг.З). В этом случае коэффициент неравномерности защиты по окружности трубопровода составляет около 5,0. Для устранения такой неравномерности требуется обеспечение сопротивления изоляции на трубопроводе не менее 10 Ом м или установка дополнительно еще двух анодов, что снизит коэффициент неравномерности до 1,33.

Если же выполнить предложенные нами соотношения, то анод следует установить на расстоянии 7,0 м от средней боковой обра- зующей трубопровода. В этом случае коэффициент неравномерности снизится до 1,18 при расширении диапазона допустимых значений сопротивления изоляции до 50 Ом м2.

Таким образом будет обеспечено повышение уровня защищенности трубопровода в более широком диапазоне качества его изоляции.

При защите от коррозии днищ группы наземных резервуаров или бокоаых стенок группы подземных резервуаров одним кольцевым анодом, согласно условиям прототипа, можно достичь необходимого уровня защиты {с коэффициентом неравномерно- сти 1,33 для а 5,4 м) на резервуарах сечением не более 80 к2. В то же время увеличение в 1,5 раза диапазона допустимых соотношений а и b при тех же значениях а и коэфяЬициенте неравномерности

позволяет защищать резервуары сечением до 400 м2.

Таким образом, введение предложенного соотношения для a, b, D увеличивает также диапазон размеров защищаемых объ- ектов.

При катодной защите трубопроводов протяженными анодами поляризующий ток образует плоско-параллельное поле, затухающее со скоростью, контролируемой наибольшей величиной постоянной распространения тока любого из этих элек- тродэв. Идеальным является случай, когда их величины совпадают. Однако на практике вследствие того, что проводимость трубопроводов на несколько порядков больше, затухание тока защиты в аноде происходит быстрее. Это несоответствие можно частично компенсировать за счет увеличения общего тока защиты. Но это увеличение ограничено максимально допустимым потенциалом в точке дренажа Смещение катодного потенциала в ней не должно превышать 3,0 В в то время, как минимально необходимое смещение потенциала в конце зоны защиты обычно составляет не менее 0,3 В. Соотношение этих значений и определяет допустимые пределы соотношения скоростей затухания тока в трубопроводе и аноде, предел которого составляет 1:10.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1306979, кл. С 23 F 13/00, 1985. Патент Великобритании N; 2100290,кл.

С 23 F 13/00, 1982.

Изобретение относится к катодной защите от коррозии протяженных подземных и подводных конструкций. Цепь изобретения - повышение уровня защищенности объекта Способ катодной защиты протяженных металлических объектов от коррозии в электролитической среде включает подачу от источника постоянного тока отрицательного потенциала на защищаемую поверхность, а положительного потенциала на заземлитель, в качестве которого используют электрод в виде непрерывного гибкого металлического сердечника, помещенного в электрически контактирующую с ним эластичную электропроводящую полимерную оболочку, который устанавливают на расстоянии от защищаемого объекта с учетом соотношения а 50, (Ы-D)/(a+D)s 3 где a, b - соответственно, наименьшее и наибольшее расстояния заземлителя от объекта; D - максимальный линейный размер объекта в направлении, перпендикулярном оси электрода, за- землитепь выбирают с параметрами ЈSn/ЈSms т/2м где Sn, т, Sm и - суммарные сечения и продольные сопротивления соответственно, полимерной оболочки и металлического сердечника, причем источник постоянного тока к защищаемому объекту и заземлителю подключают периодически с интервалом, равным оса a, OaArcgh 1,5/a a о. где аа, ао - постоянные распространения тока, соответственно анода и объекта при этом аз 10ао. Указанные ограничения по выбору параметров за- землитела расстояния его от защищаемого объекта и интервала подключения источника тока позволяют повысить уровень защищенности объекта е - СЯ сз

Формула изобретения

СПОСОБ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПРОТЯЖЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВОТКОРРОЗИИВЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ СРЕДЕ, включающий подачу от источника постоянного тока отрицательного потенциала на защищаемую поверхность, а положительного потенциала на заземлитель, а качестве которого используют электрод в виде непрерывного гибкого металлического сердечника, помещенного в электрически контактирующую с ним эластичную электропроводящую полимерную оболочку, который устанавливают на определенном расстоянии от защищаемого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения уровня защищенности объекта, заземлитель выбирают с параметрами

ZSn

2SM гм

где Sn, Гл, 5м и гм - суммарные сечения и продольные сопротивления соответствен- но полимерной оболочки и металлического сердечника,

а расстояние его от защищаемого объекта устанавливают с учетом соотношений

а 5D, b + D/a + ,

где a, b - соответственно наименьшее и наибольшее расстояние заземлителя от объекта;

D - максимальный линейный размер объекта в направлении, перпендикулярном оси электрода, причем источник постоянного тока к защищаемому обьекту и заземлению подключа- ют периодически с интервалом, равным Arcth

«а.о 5

С- э.о

где еса. «о - постоянные распространения тока соответственно анода и объекта, при

этом обеспечивают cta s 10a0.