Способ защиты от коррозии

 

Изобретение относится к области защиты бетона канализационных коллекторов и трубопроводов от коррозии. В способе катодной защиты железобетонной отделки канализационных коллекторов и трубопроводов, снабженных смотровыми камерами, от коррозии, включающем нанесение антикоррозионного покрытия, создание и поддержание защитного потенциала на коррозируемой поверхности, на поверхности отделки в ее надводной части монтируют металлическую сетку, которую соединяют с катодом, на поверхность сетки наносят слой токопроводящего раствора, например шугитобетона, толщиной слоя, равной ширине ячейки металлической сетки, при этом продольное сопротивление токопроводящего слоя определяют по формуле. 2 з.п. ф-лы. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области защиты бетона канализационных коллекторов и трубопроводов от коррозии и может быть использовано в хозяйственно-бытовой канализации.

По современным представлениям, агрессивная газовая среда в надводной части канализационных коллекторов создается микроорганизмами, преобразующими органические серосодержащие вещества сточных вод в сероводород и серную кислоту, под воздействием которых и происходит разрушение бетона и арматуры в надводной части отделки сооружения.

Известен также, принятый за прототип, способ катодной защиты железобетонной отделки канализационных коллекторов и трубопроводов от коррозии, включающий нанесение антикоррозионного покрытия, создание и поддержание защитного потенциала на коррозируемой поверхности [1] Недостатком данного способа является низкая степень надежности из-за большой разницы в продольной электропроводности различных элементов железобетонной конструкции, а также низкой электропроводности этих элементов для выполнения условия эквипотенциальности.

Техническим результатом изобретения является повышение степени надежности защиты от коррозии.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе катодной защиты железобетонной отделки канализационных коллекторов и трубопроводов, снабженных смотровыми камерами, от коррозии, включающем нанесение антикоррозионного покрытия, создание и поддержание защитного потенциала на коррозируемой поверхности, на поверхности отделки в ее надводной части монтируют металлическую сетку, которую соединяют с катодом, на поверхность сетки наносят слой токопроводящего раствора, например шугитобетона, толщиной слоя, равной ширине ячейки металлической сетки, при этом продольное сопротивление токопроводного слоя определяют по формуле: R_m продольное сопротивление на 1 м коллектора, Ом/м, ρ удельное сопротивление токопроводного слоя, Ом·м, H высота надводной части коллектора, м, R внутренний радиус коллектора, м, d толщина токопроводного слоя, м, затем антикоррозионное покрытие наносят на слой токопроводного раствора, а в местах сопряжения коллектора со смотровой камерой в его сводовой части устанавливают диэлектрические кислотоупорные хомуты, например, из полиэтилена, в которых размещают анод и сравнительный электрод.

При исследовании технического уровня предлагаемого решения не было обнаружено технического решения, обладающего признаками, сходными с предлагаемым решением, на основании чего можно считать, что предлагаемое решение соответствует критерию "технический уровень".

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез коллектора с камерой (продольный разрез), на фиг. 2 то же, поперечный разрез, на фиг. 3 изображена электрическая схема катодной защиты, на фиг. 4 расчетная схема для вывода формулы по определению продольного сопротивления токопроводного слоя.

Способ осуществляют следующим образом. В процессе строительства или ремонта канализационного коллектора 1 и смотровых камер 2 на его надводной поверхности 3 монтируют металлическую сетку 4, которую соединяют катодным проводом 5 с контрольными выводами 6. На поверхность металлической сетки 4 наносят слой токопроводного покрытия 7, например шугитобетона, толщиной слоя, равной ширине ячейки металлической сетки 4, затем токопроводное покрытие 7 соединяют проводом 8 через контрольные выводы 6 с прибором для измерения потенциала 9, затем измеряют удельное сопротивление токопроводного слоя 7, после чего на токопроводный слой 7 наносят слой антикоррозионного покрытия 10, например состав "Кориаф-Р". В местах сопряжения коллектора 1 со смотровой камерой 2 в его сводовой части устанавливают хомуты 11 из диэлектрического кислотоупорного материала, например полиэтилена, в которых размещают анод 12, который соединяют через провод 13 с контрольными выводами 14, и сравнительный электрод 15, который соединяют через повод 16 с прибором для измерения потенциала 9. Контрольные выводы 6 и 14 соединяют с источником постоянного тока 18.

Продольное сопротивление токопроводного слоя определяют по формуле: R_m продольное сопротивление на 1 м коллектора, Ом/м,
ρ удельное сопротивление токопроводного слоя, Ом·м,
H высота надводной части коллектора, м,
R внутренний радиус коллектора, м,
d толщина токопроводного слоя, м.

Критерии защиты защитный потенциал и защитная плотность тока - корректируются в процессе осуществления катодной защиты. Образующаяся в процессе жизнедеятельности сульфобактерий на катоде 7, аноде 12, сравнительном электроде 15 и полиэтиленовых хомутах 11 пленка серной кислоты 17 обеспечивает, в качестве токопроводящего электролита, нормальную катодную защиту коррозируемой поверхности. Замена анода 12 и сравнительного электрода 15 в процессе эксплуатации коллектора осуществляется из смотровой камеры 2.

Расчетная схема вывода формулы по определению продольного сопротивления приведена на фиг. 4.

Находим угол a из треугольника ODC:

Длина дуги окружности на 1 град. сектора

Длина дуги ABC равна:

Продольное сопротивление токопроводного слоя на 1 м коллектора:

R_m продольное сопротивление на 1 м коллектора, Ом/м,
ρ у дельное сопротивление токопроводного слоя, Ом·м,
H высота надводной части коллектора, м,
R внутренний радиус коллектора, м,
d толщина токопроводного слоя, м.

Пример выполнения способа катодной защиты железобетонной отделки канализационных коллекторов и трубопроводов от коррозии.

Осуществляется катодная защита железобетонного коллектора диаметром 4,5 м, высотой надводной части 1,5 м и длиной 10000 м.

Расчет ширины металлической сетки производится по формуле (1):

Металлическая сетка шириной 3,78 м с квадратными ячейками размером 0,02 м монтируется на подводной поверхности коллектора. Катодный провод подключается к сетке и выводится на поверхность и подключается к источнику постоянного тока. Затем производится нанесение токопроводного слоя на сетку, после чего к нему подключается потенциальный провод, который затем выводится на поверхность и подключается к измерительному прибору.

Практика показывает, что при монтаже металлической сетки на какой-либо поверхности она всегда отстает от нее в среднем на 1 см. Следовательно, толщину токопроводного слоя принимаем равной 0,03 м.

Затем производится измерение удельного сопротивления,
ρ = 10^-6ом·м,
после чего на токопроводный слой наносят антикоррозионное покрытие, например состав "Кориаф-Р". В местах сопряжения коллектора со смотровой камерой устанавливают полиэтиленовые хомуты шириной 3,5.4 см. и толщиной 4.5 мм для размещения цилиндрического анода и сравнительного электрода. Анодный провод выводится на поверхность и подключается к источнику постоянного тока, а также к контрольным выводам.

От сравнительного электрода провод выводится через потенциальный ввод и соединяется с прибором для измерения потенциала, после чего по формуле (2) определяется продольное сопротивление токопроводного слоя.

Защитное покрытие за относительно короткое время после эксплуатации теряет свои изоляционные свойства, поэтому удельное сопротивление изоляции принимается
R_u=1000 Ом·м²
("Техника борьбы с коррозией", Химия, Л. 1980, с. 151, табл. IV 5).

Переходное сопротивление изоляции (антикоррозионного покрытия) на единицу длины коллектора составит:

Эффективное сопротивление коллектора определяется по формуле:

Коэффициент распределения тока:

Длина защищаемого отрезка коллектора L составляет:

ΔE разность между стационарным и защитным потенциалами,
ΔE_o изменение потенциала в точке дренажа.

Стационарный потенциал для токопроводного слоя ориентировочно принимается -0,8 В, относительно медносульфатного электрода, а потенциал защиты в точке дренажа -1,2 В.

Отсюда вытекает, что для защиты всего коллектора длиной 10000 м. необходимы две станции катодной защиты.

Использование предлагаемого способа катодной защиты канализационных железобетонных коллекторов и трубопроводов от коррозии позволит значительно повысить срок эксплуатации коллекторов и трубопроводов, уменьшить толщину отделки, повысить надежность и эффективность защиты от коррозии.

Формула изобретения

1. Способ защиты от коррозии железобетонной обделки канализационных коллекторов, содержащих смотровые камеры со сводовой частью и трубопроводом, включающий нанесение антикоррозионного покрытия на поверхности обделки в ее надводной части, отличающийся тем, что между антикоррозионным покрытием и поверхностью обделки размещают металлическую сетку, соединяют ее с катодом и на ее поверхность наносят слой токопроводного раствора толщиной, равной ширине ячейки металлической сетки, при этом продольное сопротивление токопроводного слоя определяют по формуле

где R_m продольное сопротивление на 1 м коллектора, Ом/м;
ρ удельное сопротивление токопроводного слоя, Ом·м;
H высота надводной части коллектора, м;
P внутренний радиус коллектора, м;
d- толщина токопроводного слоя, м,
причем в сводовой части устанавливают диэлектрические кислотоупорные хомуты, в которых размещают анод и сравнительный электрод.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве токопроводного раствора используют шугитобетон.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве хомутов используют хомуты из полиэтилена.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4