Электрод анодного заземления Советский патент 1992 года по МПК C23F13/00 

Изобретение относится к электрохимической защите подземных металлических сооружений от коррозии, а также к устройствам электродов анодного заземления, в частности из железокремниевых сплавов, и может быть использовано, например, для катодной защиты магистральных трубопроводов.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности, коэффициента полезного использования электрода и технологичности изготовления путем обеспечения равномерности токоотдачи,

На чертеже представлен электрод анодного заземления, продольный разрез,

Электрод анодного заземления содержит оболочку 1 из литого железокремния, открытую с обоих торцов, трубчатый металлический токоввод 2 размещен в оболочке 1, соединен с ней термопосадкой и контактирует с ней по всей длине ее рабочей части, размеры токоввода 2 и оболочки 1 связаны соотношениями:

dHT deo и 0,81о .,1т 1о,

где , 1т соответственно наружный диаМетр и длина токоввода;

deo, 1о - соответственно внутренний диаметр и длина оболочки электрода, а коэффициенты линейного расширения материалов заглушек, оболочки и токоввода связаны соотношением

Кт Коб Кз.

В области токоввода, равноудаленной от его торцов, выполнена перфорация 3. Протяженный узел 4 контакта с проводником 5 выполнен, например, в виде кольцевого или дугообразного свиного щва, расположенного в области перфорации 3. Узел 4 контакта вместе с контактным выводом (не показан) и частью проводника 5 стабилизированы и изолированы гидрофобной самозастывающей мастикой 6, заполняющей всю внутреннюю полость электрода. Торцовой контактный вывод и соответствующий торец электрода (не обозначены) монолитно изолированы от окружающей среды герметизирующей заглушкой в виде термоусаживающегося колпака 7. Второй торец электрода аналогично термопосадкой околпачен заглушкой 8.

Токоввод выполнен в виде металлической трубки с электрически присоединенным, например сваркой, проводником, выходящим за пределы оболочки. Для обеспечения термопосадки наружный диаметр токоввода должен быть больше внутреннего диаметра оболочки электрода. С целью устранения неравномерности токоотдачи длину токоввода принимают в пределах не

менее 80% длины тела электрода, т.е. соблюдают соотношение 0,8 1о 1т 1о .

Тогда при симметричном расположении торцов токоввода относительно поперечной оси электрода дефицит длины токоввода на каждом конце не превышает 10% всей длины электрода. Экспоненциальный характер токораспределения вдоль электрода при таком дефиците длины токоввода создаст различие плотностей тока против концов электрода и токоввода в пределах также не более 10%, что с учетом математической интерпретации понятия много больше позволяет считать весь электрод эквипотенциальным.

Применение литого железокремния позволяет использовать для изготовления электродов индустриальную технологию непрерывного литья и обеспечивает повышение их прочности. Использование в токовводе для узла контакта термопосаженной стальной трубки также облегчает технологию изготовления электродов. Гидрофобная самозастывающая мастика после застывания предохраняет выпуклый мениск на открытых концах внутренней полости электрода, токоввод и внутреннюю поверхность полости электрода от электрического контакта с внешней средой, например грунтом, что исключает саморастворение тела электрода и повышает коэффициент его полезного использования.

Термоусаживающиеся колпаки в сочетании с выпуклым мениском гидрофобной мастики обеспечивают надежную изоляцию торцов электрода, что способствует его равномерной токоотдаче, исключая ускоренное срабатывание электрода вследствие влия. ния концевого эффекта стекания тока. Это в сочетании с усиленной изоляцией токоввода повышает эксплуатационную надежность предлагаемого электрода.

Электрод работает следующим образом.

Поляризующий ток по проводу подается через контактный узел на среднюю точку токоввода, проводимость которого много больше проводимости оболочки электрода. В силу этого подавляющая часть тока растекается вдоль токоввода от средней точки к краям, экранированным токонепроводящей заглушкой и колпаком. Такое распределение тока в сочетании с действием экранирования обеспечивает эквипотенциальность токоввода, благодаря чему плотность тока утечки с оболочки электрода становится равномерной. Это предотвращает преждевременный износ электрода. В случае работы

электрода в гетерогенной среде и связанной с этим возможности неравномерного сквозного срабатывания локальных участков оболочки заполняющая ее гидрофобная мастика предотвращает попадание внутрь электрода электролита грунта и способствует сохранению эксплуатационной надежности и высокого коэффициента использования электрода. Формулаизобретения Электрод анодного заземления, соде|Эжащий открытую с одного конца оболочку из малорастворимого материала с электронной проводностью, смонтированный внутри оболочки и контактирующий с ней по всей длине ее рабочей части трубчатый металлический токоввод, протяженный узел контакта с проводником, закрепленный равноудаленно от торцов токоввода, торцовой контактный вывод и заглушку, причем л положение узла контакта и контактного вывода в полости электрода стабилизировано, а заглушка выполнена монолиТноизолирующей, торец электрода и контактный вывод, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, коэффициента полезного использования электрода и технологичности изготовления путем обеспечения равномерности токоотдачи, он снабжен второй заглушкой, второй конец оболочки выполнен открытым, токоввод имеет перфорацию в области узла контакта, полость электрода заполнена гидрофобной самозастывающей мастикой, стабилизирующей узел контакта и контактный вывод, заглушки выполнены в виде термоусаживающихся колпаков, а оболочка из литого железокремния, при этом заглушки, оболочки и токоввод выполнены из материалов с разными коэффициентами линейного расширения, причем размеры токоввода и оболочки связаны соотношениями:

бит deo;

0,81о 1т 1о,

где dHTi IT - наружны((1 диаметр и длина токоввода;

deo, 1о внутренний диаметр и длина оболочки,

а коэффициенты линейного расширения материалов заглушек, оболочки и токоввода связаны соотношением

Кт Коб - Кз,

где Кт, Коб, Кз - соответственно коэффициенты линейного расширения материалов оболочки, токоввода и заглушек.

Изобретение относится к электрохими- . ческой защите подземных металлическихсооружений от коррозии, в частности к электродам анодного заземления из железо- , кремниевых сплавов, и может быть использовано для защиты магистральных трубопроводов. Цель изобретения -. повы- ' шение эксплуатационной надежности, коэффициента полезного использования и технологичности изготовления путем обеспечения равномерности токоотдачи. Это достигается за счет использования оболочки 1 из литого железокремния и трубчатым протяженным токовводом 2, контактный узел 4 которого расположен в средней точке, а внутренняя полость заполнена гидрофобной самозастывающей мастикой 6. При этом торцы околпачены герметизирующими электроизолирующими заглушками 7,8, Такая конструкция электрода обеспечивает равномерную токоотдачу и предотвращает его преждевременный выход из строя, исключая возможность попадания электролита грунта внутрь.1 ил.>&4Ю 1^с>& ел