Способ установки подводных анодов для катодной защиты подводных объектов

Авторы патента:

C23F13/06 - конструктивные элементы устройств катодной защиты или их сборки

Владельцы патента RU 2768061:

Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры Анодъ" (RU)

Изобретение относится к области предотвращения коррозии металлов путем катодной защиты, в частности к конструктивным элементам подводных устройств катодной защиты, и может быть использовано при защите от коррозии гидротехнических сооружений, например морских платформ, портов. Способ включает установку подводных анодов в поплавковых модулях, фиксацию положения поплавковых модулей в устройстве для катодной защиты подводного объекта, размещение под водой устройства для катодной защиты подводного объекта, приведение поплавковых модулей с размещенными в них анодами в плавучее состояние, при этом после установки анодов в поплавковые модули поплавковые модули укладывают на раму, прикрепленную к платформе, фиксируют поплавковые модули путем их охвата металлической проволокой, соединяют аноды кабелями со станцией катодной защиты, устанавливают платформу на дно водоема, включают станцию катодной защиты, разрушают металлическую проволоку путем подачи на аноды электрического напряжения. Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение процесса установки подводных анодов для электрохимической защиты подводных объектов. 2 ил.

Изобретение относится к области предотвращения коррозии металлов подводных объектов путем катодной защиты, в частности, к конструктивным элементам устройств катодной защиты, находящихся в воде. Может быть использовано при защите от коррозии гидротехнических сооружений, например морских платформ, портов.

Известна система эрозионно-коррозионной защиты морской стационарной платформы в ледовых условиях по патенту РФ на изобретение №2459889, C23F 13/06, 2012. Система содержит, как минимум, один анодный узел, размещенный на дне акватории и подключенный питающим кабелем к защищаемому оборудованию. Анодный узел выполнен из, как минимум, одного модуля с положительной плавучестью, якоря и троса. Питающий кабель подключается к анодному узлу при помощи втычного разъемного электрического соединителя с усилием расчленения. Установка, замена и ремонт анодных узлов производятся водолазами. Недостатком системы является то, что для установки, замены или ремонта необходимо привлечение дополнительного персонала, в частности, необходимо привлечение водолазов. Кроме того, не всегда есть возможность доступа людей в места расположения анодов. Таким образом, все это приводит к низкой технологичности процесса установки системы защиты от коррозии.

Известна сменная катодная защита для морских сооружений, установленная на земной поверхности, по патенту США на изобретение US2008199258, C23F 13/18, E02D 31/06, 2009. Данное устройство представляет собой анодную колонну, которая может быть установлена непосредственно на поверхности дна, на забитой в морское дно свае, на ферменной конструкции или иметь конструкцию поплавка, зафиксированного на дне при помощи якоря. Анодная колонна, выполненная в виде поплавка, содержит расходуемые аноды, плавучий анодный держатель, якорь, трос, электрический провод. Для установки анодной колонны необходимо установить на морском дне якорь, присоединить плавучий анодный держатель к якорю тросом, разместить на анодном держателе расходуемые аноды, затем подключить расходуемые аноды электрическим проводом к морскому сооружению. Недостатком изобретения является сложность и высокая трудоемкость установки подводных элементов системы катодной защиты, связанная с необходимостью сборки конструкции под водой с привлечением водолазов, с использованием дополнительного подводного оборудования. Дополнительная сложность создается тем, что анодные колонны могут быть установлены на большой глубине, что затрудняет доступ человека к месту установки на дне водоема. Все это приводит к низкой технологичности процесса установки системы катодной защиты подводных объектов.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрана катодная защита от коррозии подводных трубопроводов по патенту Франции на изобретение FR2455240, C23F 13/02, C23F 13/04, F16L 58/00, 1980. Система включает браслет с седлом для прикрепления поплавка, поплавок с расходным анодом, трос, электрический провод, эластичный проводник, барабаны для троса и электрического провода. Браслет размещают на защищаемом трубопроводе, на внутренней стороне браслета находятся ролики для свободного вращения браслета вокруг трубопровода, браслет присоединяется к трубопроводу при помощи эластичного проводника. Внутри поплавка устанавливают расходный анод, анод подключается к трубопроводу электрическим проводом, электрический провод находится намотанным на барабан внутри поплавка. Поплавок прикрепляют к браслету при помощи троса, намотанного на барабан внутри поплавка. При установке катодной защиты поплавок с анодом размещают в седле браслета и прикрепляют, затем браслет устанавливают на трубопровод, а поплавок с анодом открепляют. Поплавок может быть откреплен при помощи внешнего механического воздействия, за счет разрушения фиксирующего штыря, или при помощи воздействия ультразвука. Недостатком изобретения является невысокая технологичность процесса монтажа элементов системы катодной защиты, связанная со сложностью процесса открепления поплавка, с необходимостью применения дополнительного оборудования для освобождения анода. Кроме того, сам анод, браслет или защищаемый объект могут быть повреждены при освобождении анода.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение процесса установки подводных анодов для электрохимической защиты подводных объектов.

Технический результат достигается за счет того, что в способе установки подводных анодов для электрохимической защиты подводного объекта, включающем установку подводных анодов в поплавковых модулях, фиксацию положения поплавковых модулей в устройстве для катодной защиты подводного объекта, размещение под водой устройства для катодной защиты подводного объекта, приведение поплавковых модулей с размещенными в них анодами в плавучее состояние, согласно изобретению, поплавковые модули в устройстве для катодной защиты подводного объекта фиксируют с помощью металлической проволоки, которую закрепляют с охватом поплавковых модулей, поплавковые модули приводят в плавучее состояние разрушением металлической проволоки путем подачи на аноды электрического напряжения.

Технический результат обеспечивается тем, что закрепление поплавковых модулей на платформе устройства для катодной защиты подводного объекта облегчает транспортировку и установку на дно водоема устройства для катодной защиты подводного объекта, а также препятствует спутыванию тросов, на которых закреплены поплавковые модули. При этом установка устройства для катодной защиты подводного объекта на дно водоема не требует дополнительного оборудования для работы под водой, так как платформу с зафиксированными поплавковыми модулями можно установить на дно водоема при помощи грузового крана. Металлическая проволока является доступным материалом простым в применении, поэтому фиксация поплавковых модулей в устройстве для катодной защиты металлической проволокой не требует больших трудозатрат. Разрушение металлической проволоки путем подачи электрического напряжения также упрощает приведение поплавковых модулей в плавучее состояние, не требуя привлечения водолазов для освобождения поплавковых модулей на дне, и позволяет устанавливать устройство для катодной защиты подводного объекта в местах, труднодоступных для человека, облегчает процесс приведения анодов в рабочее состояние. При этом освобождение поплавковых модулей путем электрохимического растворения металлической проволоки-обвязки не повреждает устройство для катодной защиты, сами поплавковые модули и защищаемые объекты. Использование именно металлической проволоки также влияет на достижение технического результата, так как металлическая проволока обладает малым диаметром, следовательно, быстро разрушается.

На фигуре 1 представлено устройство катодной защиты с поплавковыми модулями, зафиксированными на раме металлической проволокой.

На фигуре 2 представлено устройство катодной защиты с поплавковыми модулями в плавучее состоянии.

Устройство для катодной защиты состоит из анодов 1, поплавковых модулей 2, рамы 3, платформы 4, соединительных кабелей 5, общего соединительного кабеля 6, распределительной коробки 7, тросов 8, металлической проволоки 9. Аноды 1 выполняют из токопроводящего материала, например, алюминия, магния. Каждый поплавковый модуль 2 содержит корпус 10 с отверстиями 11 и герметичное воздушное отделение 12 для обеспечения плавучести. Внутри корпуса 10 расположен анод 1. Металлическую проволоку 9 выполняют из стали, например, из углеродистой стали марок Ст.3, Ст.8, Ст.10, Ст.15, Ст.20 и т.п. Диаметр проволоки выбирают, исходя из условий прочности фиксации поплавковых модулей 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Несколько анодов 1, например, три, помещают по одному в корпуса 10 поплавковых модулей 2, например, выполненные из пластика. Рама 3 прикреплена к платформе 4, в роли которой может использоваться, например, пластиковый контейнер с песком. Поплавковые модули 2 укладывают на раму 3 и фиксируют металлической проволокой 9, причем металлическую проволоку 9 натягивают так, чтобы она охватывала корпусы 10 и находилась в электромагнитном поле, возникающем при подаче тока на аноды 1. Аноды 1 соединяют соединительными кабелями 5 с распределительной коробкой 7, а распределительную коробку 7 соединяют со станцией катодной защиты (на чертеже не показана) общим соединительным кабелем 6. Платформу 4 с зафиксированными поплавковыми модулями 2 устанавливают на дно водоема при помощи грузового крана (на чертеже не показан) и тросов 8. Затем включают станцию катодной защиты и подают на аноды 1 повышенное напряжение, например, превышающее рабочее напряжение в три раза, на установленное время, например, на начальные 72 часа. При протекании электрического тока через аноды 1 происходит поляризация металлической проволоки 9. Так как анодная растворимость анодов 1, которая составляет 4 г*А/год, значительно ниже, чем растворимость металлической проволоки 9, которая составляет порядка 1500 г*А/год, то происходит быстрое анодное растворение металлической проволоки 9 под влиянием поляризации. Величина повышенного напряжения должна обеспечивать максимально допустимый защитный потенциал для подводного защищаемого объекта. Величина подаваемого на аноды 1 напряжения может быть также равной величине рабочего напряжения, которое должно обеспечивать минимально допустимый защитный потенциал для подводного защищаемого объекта. После растворения металлической проволоки 9 поплавковые модули 2 с анодами 1 освобождаются и принимают плавающее состояние. Если оставить аноды 1, лежащими на платформе 4 на дне водоема, то рабочая поверхность анодов 1 будет меньше, что снизит эффективность электрохимической защиты. Кроме того, может произойти заиливание анодов 1, которое дополнительно сократит рабочую поверхность анодов 1, что также приведет к снижению эффективности электрохимической защиты. Разрушение металлической проволоки 9 за счет подачи электрического тока на аноды 1 позволяет не привлекать водолазов для установки устройства для катодной защиты и использовать минимальное количество техники для установки устройства для катодной защиты, что позволяет упростить процесс установки устройства для катодной защиты. Кроме того, появляется возможность установки устройства для катодной защиты в местах водоемов, труднодоступных для человека, что также упрощает установку устройства для катодной защиты.

Таким образом, изобретение позволяет упростить процесс установки подводных анодов для электрохимической защиты подводных объектов.

Способ установки подводных анодов для электрохимической защиты подводного объекта, включающий установку подводных анодов в поплавковых модулях, фиксацию положения поплавковых модулей в устройстве для катодной защиты подводного объекта, размещение под водой устройства для катодной защиты подводного объекта, приведение поплавковых модулей с размещенными в них анодами в плавучее состояние, отличающийся тем, что после установки анодов в поплавковые модули поплавковые модули укладывают на раму, прикрепленную к платформе, фиксируют поплавковые модули путем их охвата металлической проволокой, соединяют аноды кабелями со станцией катодной защиты, устанавливают платформу на дно водоема, включают станцию катодной защиты, разрушают металлическую проволоку путем подачи на аноды электрического напряжения.

Изобретение относится к области катодной защиты металлических конструкций и может быть использовано в устройствах катодной защиты подводной части корпусов кораблей и других морских сооружений от коррозии. Цифровой датчик состоит из электрода сравнения, подключенного к буферному усилителю с гальванической развязкой, подключенного к источнику питания DC-DC с гальванической развязкой, и включает буферный каскад усиления и каскад усиления мощности с гальванической развязкой, выход которого подключен к входу аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), который подключен на вход детектора состояния линии связи, соединенный через линию связи с электронным ключом, выход которого выполнен с возможностью подключения к преобразователю системы катодной защиты, при этом к детектору состояния линии связи подключен вход импульсного зарядного устройства, выход которого параллельно подключен к АЦП, каскаду усиления мощности с гальванической развязкой и источнику питания DC-DC с гальванической развязкой, а выход источника питания и выход импульсного генератора подключены к электронному ключу.

Система катодной защиты для прокатки металла // 2754539

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлов от коррозии и может быть использовано в промышленности, а именно: в металлургии при прокатке металла. Система катодной защиты от коррозии прокатываемого металла содержит станцию катодной защиты, с полюсами которой соединены анодный заземлитель и провода для контакта с защищаемым прокатываемым металлом, при этом на концах проводов для контакта с прокатываемым металлом закреплены контактные устройства, выполненные в виде щеток из металла или графита, металлических прижимов или вращающихся металлических роликов и установленные на прокатываемый металл перед прокатным валком, после прокатного валка, а также на транспортном устройстве.

Способ катодной защиты трубы // 2740024

Изобретение относится к электрохимической защите конструкций от коррозии и может быть использовано при защите металлоконструкций без дополнительного источника питания. Расширение арсенала технических средств, используемых в электрохимической защите от коррозии, путем реализации нового средства и повышение надежности электрохимической защиты достигают тем, что способ катодной защиты металлической трубы от коррозии включает электрическое соединение защищаемой трубы с анодом в виде трубы и создание защитного потенциала, при этом на поверхности защищаемой трубы с натягом устанавливают трубчатый элемент из пьезоматериала, соединенный с натягом с анодом, а для создания защитного потенциала регулируют величину натяга на трубчатый элемент из пьезоматериала, выбирают величину защитного потенциала и обеспечивают постоянное усилие натяга.

Способ выполнения глубинного анодного заземления // 2738716

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных сооружений от грунтовой коррозии и может найти применение в нефтегазовой промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при выполнении анодного заземления глубинного заложения в системах электрохимической защиты магистральных трубопроводов и других подземных металлических сооружений от коррозии.

Электрод сравнения // 2706251

Изобретение относится к средствам контроля за величиной защитного потенциала на защищаемом объекте, а именно к электродам сравнения медносульфатным неполяризующимся, и может быть использовано в составе станций катодной защиты для измерения потенциала подземных металлических сооружений. Повышение надежности работы электрода достигается за счет того, что его корпус выполнен из керамического материала с открытой пористостью, которая занимает от 20 до 40% его площади, а электролит дополнительно содержит гипс или перлит при следующем соотношении компонентов, мас.

Узел электрического разъединения обогреваемой панели из алюминиевого сплава и стальной палубы судна // 2686109

Изобретение относится к защите от коррозии анодно поляризуемых деталей в условиях контакта их с катодно поляризуемыми деталями при омывании места контакта морской водой, являющейся в данном случае электролитом. Узел электрического разъединения обогреваемой панели выполнен из алюминиевого сплава и стальной палубы судна, при этом в качестве электроизолирующих элементов в нем использованы опора и регулировочная гайка из прочного электроизоляционного материала полиамида «капролон В», соединенные между собой и закрепленные в основании узла электроразъединения посредством резьбовых соединений.

Гальванический анод и способ защиты от коррозии // 2658536

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии. Расходуемый анод содержит по меньшей мере одну винтовую катушку, содержащую расходуемый металл и имеющую продольную ось, по меньшей мере один удлиненный электрический проводник, электрически соединенный с винтовой катушкой и намотанный винтовым образом вокруг по меньшей мере части продольной оси по меньшей мере одной винтовой катушки с обеспечением его соединения с указанной винтовой катушкой во множестве точек, и материал оболочки, окружающий по меньшей мере часть по меньшей мере одной винтовой катушки и, факультативно, часть по меньшей мере одного удлиненного электрического проводника.

Способ защиты погружного оборудования нефтедобывающей скважины от электрохимической коррозии // 2655682

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли. Способ включает спуск в обсадную колонну насоса с погружным электродвигателем, подключенным к станции управления через кабельную линию, состоящую из токоведущих изолированных жил и навитой на них броневой металлической ленты, причем нижний конец броневой ленты линии подключают к корпусу электродвигателя, а верхний конец ленты выводят из скважины и подключают к обсадной колонне.

Гальванический анод и способ защиты от коррозии // 2648907

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии. Расходуемый анод содержит первый расходуемый металл, второй расходуемый металл, являющийся менее электрохимически активным, чем первый расходуемый металл, причем первый расходуемый металл и второй расходуемый металл являются более электрохимически активными, чем сталь, материал оболочки, окружающий первый и второй расходуемые металлы, включающий в себя пористый строительный раствор, и по меньшей мере один удлиненный электрический проводник, электрически подсоединенный к аноду и выступающий из материала оболочки.

Способ эксплуатации трубопроводов системы нефтесбора и поддержания пластового давления нефтяного месторождения // 2588916

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии. Способ ремонта системы защиты от коррозии трубопроводов куста скважин нефтяного месторождения, содержащей установки катодной защиты скважин и протекторной защиты трубопроводов, групповую замерную установку (ГЗУ), станции катодной защиты (СКЗ) и анодные заземлители, характеризуется тем, что на корпусе ГЗУ монтируют кабельные линии с подключением к каждому трубопроводу и блок совместной защиты трубопроводов (БСЗТ), кабельные выводы подключают к регулировочному плато БСЗТ, протекторно-защищенные трубопроводы через диоды и регулируемые сопротивления подключают к катодно-защищенным трубопроводам в БСЗТ, при этом в качестве СКЗ используют СКЗ и анодные заземлители, смонтированные на скважине для катодной защиты обсадной колонны скважины с трубопроводом, катодно-защищенный трубопровод используют в качестве «донора» для обеспечения тока защиты остальных трубопроводов, защитный потенциал которых снизился менее минимально допустимого -0,9 В или срок службы протекторов которых истек, проставляют вставки для электрического разобщения трубопроводов и пункта схождения трубопроводов, все трубопроводы подключают к БСЗТ и производят регулировку тока защиты на трубопроводах, значения защитных потенциалов на которых превышают -1,05 В, производят снижение и перераспределение токов защиты между трубопроводами, протекторную защиту отключают при потенциале защиты менее -0,9 В, потенциал на вновь подключаемых трубопроводах устанавливают (-0,9) - (-1,05) В, при подключении одного из каналов БСЗТ к корпусу пункта схождения трубопроводов и трубопроводам до перемычки потенциал устанавливают порядка (-0,7) - (-0,8) В и регулируют величину токов утечек.

Способ нахождения количества дополнительных анодных заземлителей, необходимых для обеспечения защитной разности потенциалов "труба-земля" на участке трубопровода // 2777824

Изобретение относится к области противокоррозионной защиты подземных трубопроводов и может быть использовано при планировании капитального ремонта. Способ заключается в выборе УКЗ, в составе которой станция катодной защиты (СКЗ) работает в максимальном режиме по выходному напряжению, измерении сопротивления растеканию тока АЗ, кратковременном измерении режимов работы СКЗ и нахождении коэффициента ее влияния на величину защитной разности потенциалов «труба-земля» в точке дренажа и на стыках зон защиты с соседними станциями, пошаговом измерении режимов работы смежных СКЗ, не допуская перехода защитной разности потенциалов «труба-земля» в точке дренажа смежной СКЗ в область недопустимых значений, не изменяя режимов работы остальных станций. Измеряют защитную разность потенциалов «труба-земля» после ее стабилизации, определяют коэффициенты влияния каждой станции при текущих режимах работы остальных СКЗ, стационарный потенциал в точке дренажа исследуемой СКЗ, стационарный потенциал на левом стыке зон защиты СКЗ, рассчитывают необходимое смещение потенциала в точке дренажа СКЗ и на стыках зон ее защиты, определяют необходимые значения силы тока СКЗ для обеспечения защитной разности потенциалов «труба-земля» в точке дренажа и на стыках зон защиты СКЗ, выбирают большее значение силы тока СКЗ и рассчитывают необходимое значение сопротивления растеканию АЗ, определяют необходимое сопротивление добавочных анодов, исходя из условия, что АЗ подключают параллельно. Рассчитывают сопротивление растеканию тока одного АЗ при вертикальном расположении, количество дополнительных АЗ, округляют полученное число в большую сторону и принимают его за необходимое количество дополнительных анодов. Технический результат: повышение достоверности определения количества дополнительных АЗ, необходимых для обеспечения защитной разности потенциалов «труба-земля» на участке трубопровода для действующих УКЗ. 1 пр., 1 ил., 1 табл.