Устройство для защиты от коррозии

 

COOS СОВЕТСКИХ

CNWIINII

РЕСПУБЛИК

A (19) (!!) (51)4 С 23 Р 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И IlATEHTY листа. (21) 3537162/22-02 (22) 17.01.83 (31) 19208 А/82 (32) 21.01.82 (33) (46) 23.08.85. Бюл. У 31 (72) Оронцио де Нора и Джузеппе Бианчи (IT) (71) Оронцио де Нора Импианти Элеттрохимици, С.А. (СН) (53) 620.197.5(088.8) (56) Патент США Р 3326791, кл. 204-196, опублик. 1967. (54)(Ь7) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ОТ КОРРОЗИИ, содержащее изолированный кабель, соединенный с источником питания, ряд металлических анодов, распределенных по длине кабеля, закрепленных соосно с ним и электрически соединенных с электропроводной жилой, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем стабилизации переходного сопротивления анод-земля, аноды выполнены в виде пористого проницаемого корпуса из вентильного металла, покрытого слоем непас-. сивируемого металла, причем корпус соединен с электропровоцной жилой кабеля муфтой, выполненной из вентильного металла.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что корпус выполнен из вальцованного титанового

1175361

Изобретение относится к устройствам для катодной защиты большой лийейной протяженности, которые используются в области катодной защиты системой наложенного тока. S

Цель изобретения — повышение эффективности защиты путем стабилизации переходного сопротивления анодземля.

На фиг. 1 изображена схема устрой-10 ства, на фиг ° 2 — схематично два анода, на фиг. 3 †. сечение А-А на фиг ° 2, на фиг. 4 — растянутый лист, используемый в качестве анодного элемента, аксонометрия; на фиг. 5 — се- 15 чение Б-Б на фиг. 4.

Устройство содержит изолированный силовой кабель 1 с жилой из переплетенных медных или алюминиевых проволок, покрытой изоляцией из эластомерного 20 материала, например, синтетического или естественного каучука, поливинилхлорида, полиэтилена, фторирован-. ного винилового полимера и т.п.,,способного выдерживать коррозионную 25 среду.

Для увеличения прочности кабеля на растяжение последний может иметь сердечник из стальных проволок или всю жилу из стальных проволок. (30

Один конец кабеля снабжен наконечником 2 для подключения к положительному полюсу источника питания.

Другой конец кабеля снабжен титановым .или пластмассовым колпаком 3, обеспечивающим герметизацию и защиту корроэирующей жилы от контакта с окружающей средой, Целесообразно выполнять колпак с крючком или кольцом для крепления конца анода или 40. подвески балласта. На этот конец кабеля можно прикреплять водонепроницаемое разъемное контактное соединение, позволяющее стыковать последовательно ряд анодных структур, удваи-. 45 вая или утраивая длину анодной структуры, если в этом возникает необходимость. . На кабель .коаксиально надет ряд анодов 4, количество которых и рас- 50 стояние между ними определяется из конкретных условий.

Количество анодов и.их распределение вдоль кабеля должно обеспечивать равномерность тока в защищаемой по- 55 верхности. 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.

Каждый анод (фиг. 2) содержит пористый проницаемый корпус 5, выполненный иэ растянутого листа или металлической сети, приваренной к- одной или более стойкам б, 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 быть пористым проницаемым или выполнен-. ным из полос металлической сетки, приваренной к одной или нескольким стойкам 6 .

Сетка или сетчатые сегменты, образующие проницаемый корпус 5, покрыты слоем электропроводного и анодно-стойкого . материала, например, металла платиновой группы или его окисла, или другого электропроводного окисла металла, например шпинелью, 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 u

80 Ti до 60 Ru и 40Х Ti.

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

Каждый 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. (Для электрического соединения электропроводной жилы иэолированного кабеля 1 и анода 4 сначала на участке, соответствующем центральной 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.

11753б1

Обжатие металлической муфты 7 осуществляется с помощью специального инструмента для радиального холодного обжатия.

Защитные чехлы выполняются из 5 пластиковой трубы, дающей усадку при нагреве и изготовленной из, например, фторированных сополимеров этилена и пропилена. Эти чехлы надеваются на места стыка муфты 7 с 10 кабелем и крепятся за счет нагрева горячим воздухом от воздуходувки для улучшения защиты соединения от окружающей среды.

Для изготовления корпуса анода f5 (фиг. 4 и 5) используется растянутый лист из вентильного металла, например, титана, покрытый слоем электропроводного непассивируемого материала, устойчивого к анодным 20 условиям, причем такое покрытие наносится на все поверхности целиком.

Аноды по настоящему изобретению обладают рядом преимуществ по сравне- 25 нию с обычными пластинчатыми или стержневыми анодами.

При использовании в земле буровой раствор и заполняющий 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 выделении газа .на аноде все еще остается достаточно

40 большой. Выделяемый на аноде газ легко находит путь в анодной сетке °

Проблемы, связанные с тем, что среда не может легко пройти к поверхностям стержневого или пластинчатого анода, легко решаются при использовании анодов.

Проведенные на. промышленных установках сравнительные испытания катодной защиты убедительно показывают преимущества пористых анодов перед сплошными. Благодаря тому, что.почва легко проникает в пористый анод, контактное сопротивление снижается примерно на 15% в начале эксплуатации, а по истечении трех месяцев эксплуатации контактное сопротивление пористого анода на 25-30% ниже контактного сопротивления сплошного анода.

Пример. Одна предлагаемая анодная структура состоит из десяти анодов или распределителей (фиг. 2-5).

Аноды изготовлены из растянутого (распущенного) титанового листа толщиной 1,5 мм, 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 имеет медную гибкую жилу сечением примерно 10 мм .

Интервалы между анодами одинаковы по длине кабеля и равны примерно

2 м. Один конец кабеля заделан в титановый 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„те 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, выполненного из стальной трубы, покрытой синтетическим 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 напряжении около 7,5 В, равен 8А. Саггротивление, измеренное по истечении

1175361

Фиг.1 трех месяцев эксплуатации, составляет 0,82 Ом. г

Для сравнения используют анодную структуру, подобную предлагаемой, но анодные элементы изготовлены из сплошных титановых труб, размеры и покрытие которых соответствуют предлагаемым для 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.

1175361

Д-А

Фиа 3

Составитель А.Пятибратов

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Микеш Корректор Е.0ирохман

Заказ 5214/56

Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4