Состав для изготовления анодных заземлителей
Владельцы патента RU 2453633:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты от электрохимической коррозии подземных сооружений и трубопроводов. Состав содержит нефтяную прокаленную коксовую мелочь, полистирол вспененный гранулированный, портландцемент в качестве связующего и древесную смолу в качестве компонента, склеивающего портландцемент с гранулами полистирола вспененного, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтяная прокаленная коксовая мелочь 60-70, портландцемент 30-40, полистирол вспененный гранулированный 3,0 сверх 100%, древесная смола 2,5-3,0 сверх 100%, вода до водоцементного отношения 0,38-0,42. Технический результат - исключение преждевременного нарушения целостности оболочки анодного заземлителя. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к электрохимии и электротехнике, в частности к составам для изготовления анодных заземлителей, применяемых для защиты от электрохимической коррозии подземных сооружений и трубопроводов.
Известен материал для изготовления анодных заземлителей (Авт. свид. №615720, C23F 13/00, 2000 г.) на основе токопроводящего связующего, содержащего фенолформальдегидную смолу и графитовый порошок с отвердителем - n-толуолсульфохлоридом при следующем соотношении компонентов:
| фенолформальдегидная смола | 50-55 мас.%, |
| графитовый порошок | 42-48 мас.%, |
| n-толуолсульфохлорид | 2-3 мас.%. |
Однако известный состав не нашел применения в производстве анодных заземлителей ввиду его дороговизны и токсичности отвердителя - n-толуолсульфохлорида, который вводят в состав в количестве до 3 мас.% включительно.
Известен материал для изготовления анодных заземлителей (Авт. свид. №2229537, C23F 13/14, 2002 г.) на основе токопроводящего связующего, содержащего нефтяную прокаленную коксовую мелочь, карбамидоформальдегидную смолу и хлористый аммоний NH4Cl в качестве отвердителя при следующем соотношении компонентов:
| нефтяная прокаленная коксовая мелочь | 48-60 мас.%, |
| карбамидоформальдегидная смола | 35-46 мас.%, |
| хлористый аммоний | 5-6 мас.%. |
Основным недостатком этого электропроводного состава является низкая долговечность за счет интенсивной растворимости в грунтах и низкая токоотдача.
Задачей изобретения является создание состава для изготовления анодных заземлителей с более высокими качественными характеристиками и исключающего разрыв анодного заземлителя во время эксплуатации.
Указанная задача решается тем, что состав для изготовления анодных заземлителей, содержащий нефтяную прокаленную коксовую мелочь, портландцемент, воду, согласно изобретению дополнительно содержит полистирол вспененный гранулированный и древесную смолу в качестве компонента, склеивающего портландцемент с гранулами полистирола вспененного, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| нефтяная прокаленная коксовая мелочь | 60-70, |
| портландцемент | 30-40, |
| древесная смола | 2,5-3 сверх 100%, |
| полистирол вспененный гранулированный | 3 сверх 100%, |
| вода до водоцементного отношения | 0,38-0,42. |
При этом нефтяная прокаленная коксовая мелочь содержит частиц размером:
| 1,0-8,0 мм | 28,0-29,6 мас.% |
| 0,16-1,0 мм | 13,6-16,0 мас.% |
| до 0,16 мм | 27,8-28,8 мас.% |
Предлагаемый состав для изготовления анодных заземлителей готовят следующим образом. Нефтяную прокаленную коксовую мелочь смешивают в обычных условиях с портландцементом в заданных соотношениях без разогрева до однородной массы. Далее полученную массу заливают водой и смешивают с гранулированным вспененным полистиролом и древесной смолой. Полученный состав заливается в специальную форму с центральным стержнем, который в свою очередь зачищен и обезжирен. Далее состав прессуется так, чтобы материал полностью прилегал ко всей поверхности стержня. После 3-суточной выдержки готовый анодный заземлитель извлекают из формы. За это время он обретает 75-80% от своей максимальной механической прочности.
Пример приготовления состава.
Нефтяную прокаленную коксовую мелочь в количестве 60 мас.% смешивают с 40 мас.% портландцемента до однородной массы, затем заливают водой при водоцементном отношении 0,42, добавляют 3 мас.% гранулированного вспененного полистирола и 3 мас.% древесной смолы, полученную массу заливают в специальную форму с центральным стержнем, который до этого зачистили и обезжирили. После 3-суточной выдержки готовый анодный заземлитель извлекают из формы.
| Механическая прочность полученного материала, кгс/см2 | 310,0 |
| Пористость, % | 6,32 |
| Удельное электросопротивление, Ом·мм2/м | 403,0 |
| Электрохимический эквивалент, кг/А·год |
Остальные примеры приведены в таблице 1.
Как видно из таблицы 1, показатели готового анодного заземлителя, изготовленного на основе предлагаемого состава, выше, чем у анода, изготовленного по прототипу: механическая прочность предлагаемого состава по сравнению с прототипом на 11,3% выше, удельное электросопротивление на 11,0% ниже, чем у прототипа (см. таблицу 2).
| Таблица 1 | ||
| Образец №1 | Образец №2 | |
| Состав анода | ||
| Нефтяная прокаленная коксовая мелочь | 60 | 70 |
| Портландцемент | 40 | 30 |
| Древесная смола | 3 | 2,5 |
| Полистирол вспененный гранулированный | 3 | 3 |
| Водоцементное отношение | 0,42 | 0,38 |
| Качество анода | ||
| Пористость, % | 6,32 | 71 |
| Механическая прочность, кгс/см2 | 310 | 308 |
| Удельное электрическое сопротивление, Ом·мм2/м | 403 | 384 |
| Электрохимический эквивалент, кг/А·год | 1,61 | 1,68 |
| Таблица 2 | ||
| Образец №1 | Образец №2 | |
| Состав анода | ||
| Нефтяная прокаленная коксовая мелочь | 60 | 70 |
| Портландцемент | 40 | 30 |
| Нитрат натрия | 5 | 5 |
| Водоцементное отношение | 0,44 | 0,44 |
| Качество анода | ||
| Пористость, % | 9,7 | 10,8 |
| Механическая прочность, кгс/см2 | 275 | 453 |
| Удельное электрическое сопротивление, Ом·мм2/м | 212 | 420 |
| Электрохимический эквивалент, кг/А·год | 1,98 | 2,05 |
Технология изготовления состава проста и экологична, что позволит широко использовать ее в производстве анодных заземлителей, применяемых для защиты подземных сооружений от коррозии и передачи постоянного тока по системе провод-земля, и может найти применение в нефтегазовой и энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.
Состав для изготовления анодных заземлителей, содержащий нефтяную прокаленную коксовую мелочь, портландцемент, воду, отличающийся тем, что он содержит полистирол вспененный гранулированный и древесную смолу в качестве компонента, склеивающего портландцемент с гранулами полистирола вспененного, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| нефтяная прокаленная коксовая мелочь | 60-70 |
| портландцемент | 30-40 |
| полистирол вспененный гранулированный | 3,0 сверх 100 |
| древесная смола | 2,5-3,0 сверх 100 |
| вода до водоцементного отношения | 0,38-0,42 |
