Збірка анодних заземлювачів

 

Винахід відноситься до катодного захисту металевих об'єктів від корозії та електрохімічної обробки ґрунтів, мулів та інших дисперсних середовищ, з метою очищення від забруднень. Так як площа для електрохімічної обробки грунту буває значною, більше 1000 га, необхідно використовувати збірки з анодних заземлювачів, де їх кількість в ланцюгу досягає до 100 штук.

Відомі анодні заземлювачі, наприклад патент РФ №2033476 від 20.04.1995 р., патент РФ №2468126 від 27.11.2011 р., не розкривають особливість їх роботи в ланцюзі. Залишається відкритим питання, як можна знизити опір ланцюга при з'єднанні анодів у складанні з десятків елементів, зберігши технологічність монтажу і стабільність опору розтікання струму.

Завданням цього винаходу є розробка складання анодних заземлювачів з низьким перехідним опором в місці контакту струмопровідного кабелю і струмоприймача у місці контакту струмоприймача і анодного заземлювача. Даний параметр визначає надійність багатокомпонентної конструкції при тривалій експлуатації, як правило, в агресивному середовищі.

Найбільш близький до описуваного по технічній сутності і досягається ефект є анодний заземлювач - пЀих виконаний у вигляді концентрично розташованого кабелю, тонкостінного титанового корпусу з каталітичним покриттям зовнішньої поверхні, контактними втулками, а також герметичним з'єднанням торців корпусу з кабелем шляхом обтиску з забезпеченням електричного контакту корпусу з втулкою шляхом контактного зварювання, а вільні внутрішні порожнини корпусу заповнені ізоляційним компаундом.

Тут основними недоліками є технічна складність практичної реалізації багатокомпонентної складання з анодних заземлювачів, де внутрішня порожнина титанового анода заповнюється ізоляційним компаундом, разом з струмопровідним кабелем.

Поставлена мета досягається тим, що складання анодних заземлювачів формують з анодів з электроактивним покриттям всередині і зовні, кожен анод забезпечений привареним до його торцевій частині біметалічним трубчастим елементом титан-мідь, що містить перехідний термодиффузионний шар, що представляє собою токоввод для з'єднувального провідника, що зв'язує анод з провідником центрального кабелю в порожнині анода, при цьому електричні контакти виконані пайкою і захищені багатошаровою ізоляцією.

На рис.1 показана конструкція анодного заземлювача, що включає циліндр - 1 з титанового сплав�ї біметалічний токоввод - 3, що складається зовні з титану товщиною 0,7-0,8 мм, всередині мідь, товщиною 0,3-0,4 мм; всередину струмовведення поміщається мідний кабель - 4; контактний вузол - 5, забезпечується шляхом застосування спеціальних герметиків, гумових полімерних матеріалів і термомуфт; з'єднання мідного кабелю 4 з внутрішньої мідної поверхнею струмовведення здійснюється пайкою - 6; 7 - місце зварювання струмовведення на основі анода.

На рис.2 показана схема з'єднання анодних заземлювачів в монтажну збірку. Тут 1 - титановий анодний заземлювач з двостороннім электроактивним покриттям з діоксиду марганцю; 3 - біметалічний токоввод; 4 - з'єднувальний кабель між анодами з водонепроникним покриттям (марка ВПП1×2,5); 8 - місце пайки та ізоляції з'єднання центрального токоподводящего кабелю 9 і з'єднувального кабелю 4; 9 - центральний кабель з водонепроникним покриттям (марка ВПП1×6, ЗПС×10). L - відстань між анодами.

В залежності від діаметру анодів і їх довжини, відстань L може змінюватися в діапазоні (0,5-5,0) м. Також є тут залежність від характеристик грунту, струмового навантаження від станції катодного захисту і величини робочої поверхні анодного заземлювача.

Розроблений циліндричний анодний заземлювач на ти�мідним кабелем здійснюється через трубчастий токоввод у внутрішнім мідним шаром, практично не чутливий до електрохімічного руйнування. При експлуатації збірок з декількох десятків з'єднаних в ланцюг таких анодних заземлювачів не утворюють нерозчинні форми в грунтових водах та токсичної небезпеки не представляють. Всі струмопровідні кабелі, дренажна трубка і в ряді випадків при глибинних свердловинах несучий трос проходять усередині порожнини анодних заземлювачів, що забезпечує додаткову компактність складання і механічний захист точок комутації. При цьому кількість комутаційних вузлів суттєво зменшено порівняно з прототипом, за рахунок застосування інноваційних схем кабельної складання. Запропонована збірка з анодних заземлювачів збільшує діапазон застосування як станом грунтів, за розміром траншеї або глибині свердловини, спрощує роботи по установці, збільшує надійність і довговічність роботи анодної складання.

Заявлена збірка з анодних заземлювачів пройшла випробування в трасових умовах (акт від 17.05.13 р., ПАТ «Дніпрогаз»; акт від 16.05.13 р., ПАТ «Дніпропетровськгаз»).

У першому випадку складання анодних заземлювачів складалася з 16 анодів з титанової труби: діаметр 60 мм, товщина стінки 1 мм, довжина циліндричного анода - 500 мм. На внутреннний шар 0,7 мм - титан, внутрішній 0,3 мм - мідь), довжина струмовведення 75 мм. Далі на анод з токовводом наноситься покриття з діоксиду марганцю товщиною до 100 мкм. Для послідовного з'єднання кожного анода з загальним контактним пристроєм застосовується водопогружной кабель марки ВПП1×2,5. Магістральний кабель - ЗПС×6. Відстань між анодами в межах 2,5 м. Мідний кабель (ВПП1×2,5), діаметром 6 мм і довжиною 110 мм зачищался від оболонки на довжині 40 мм, покриваються припоєм і запаюється всередині струмовведення. Контактний вузол герметизировался з використанням резинополимерних матеріалів і термоусаджуваних трубок. Отримана збірка встановлювалася в стаціонарній колоні свердловини глибиною 55 м, яка заповнена водно-грунтовою сумішшю з сильною мінералізацією і високим вмістом хлоридів і фторидів. В результаті експлуатації протягом більше року, збірка з анодних заземлювачів на основі титану з покриттям з діоксиду марганцю і біметалічним токовводом показала стабільну роботу з електрохімічного захисту металевих підземних міських комунікацій.

У другому випадку складання анодних заземлювачів складалася з 10 анодів в кількості трьох гірлянд. Тут анод виготовлений з титанової труби: діаметр 38 мм, товщина ствому нагоди. Тут три збірки випробовувалися в типовому суглинному ґрунті. Протягом півроку експлуатація трьох збірок з анодних заземлювачів на титанової основі з покриттям з діоксиду марганцю показала стабільну роботу. На рис.3 показана фотографія загального вигляду складання титанових анодів з десяти штук: 38×2×500 мм. Технологія виготовлення біметалевих труб, зокрема титан+мідь, представлена в статті: Сєріков С. В., Устинов В. К. - Журнал «Титан», М.: 2009, №3, с. 46-49.

Збірка анодних заземлювачів, що містить центральний кабель і концентрично розташовані стосовно нього послідовно розподілені аноди на титанової основі циліндричної форми з зовнішнім каталітичним покриттям, кожен з яких пов'язаний з кабелем електричним контактом, розміщених у порожнині анода, відрізняється тим, що кожен анод з электроактивним покриттям усередині і зовні забезпечений привареним в його торцевій частині біметалічним трубчастим елементом титан-мідь, що містить перехідний термодиффузионний шар, що представляє собою токоввод для з'єднувального провідника, що зв'язує анод з провідником центрального кабелю в порожнині анода, при цьому електричні контакти запаяні і захищені багатошаровою ізоляцією.

 

Схожі патенти:

Захист сталі в бетоні від корозії

Винахід відноситься до способу і пристрою корозійного захисту сталі в бетоні. Пристрій містить витрачається анод, модифікатор електричного поля і наповнювач з іонною провідністю, встановлюють в порожнині, утвореній у бетонній елементі, і витрачається анод безпосередньо з'єднують зі сталлю. Модифікатор включає елемент зі стороною, яка є анодом, підтримує реакцію окислення, в електронному контакті зі стороною, яка є катодом, що підтримує реакцію відновлення. Катод модифікатора звернений до расходуемому анода і відділений від нього наповнювачем. Наповнювач містить електроліт, який з'єднує витрачається анод з катодом модифікатора. Анод модифікатора звернений від витрачається анода. Реакція відновлення на катоді модифікатора, по суті, включає відновлення кисню з повітря. Забезпечується збільшення вироблення струму дискретним витрачається анодом і посилення захисного ефекту і можливість подачі вироблюваного струму в кращому напрямку для покращення розподілу струму при гальванічної захисту сталі в елементах з отвержденного залізобетону, що контактують з повітрям. 3 н. і 21 з.п. ф-ли, 12 іл., 3 пр.

Спосіб виконання горизонтального анодного заземлення в грунтах з високим електричним опором

Винахід відноситься до електрохімзахисту від грунтової корозії і може знайти застосування в нафтовій, газовій, енергетичних галузях промисловості, а також в комунальному господарстві при виконанні анодного заземлення. Спосіб включає монтаж стійок на дні траншеї для установки електродів анодного заземлення і контрольно-вимірювальної колонки, до якої підводять кабелі, при цьому встановлюють килим з висновком газовідвідної трубки від електродів через свердловину та заповнюють простір між електродами і грунтом, при цьому простір між електродами і заповнюють грунтом вуглецевмісних матеріалом з твердих вуглецевих відходів електродного виробництва марки МУЕ, що володіє природною усадкою при зволоженні на 10 -15%, з утрамбовуванням кожного шару матеріалу, зволоженого до насичення. Технічний результат: скорочення кількості електродів анодного заземлення, зменшення розмірів траншей для їх розміщення і збільшення терміну експлуатації анодного заземлювача. 1 іл.

Спосіб і пристрій електрохімічного захисту трубопровідної арматури від внутрішньої корозії

Винахід відноситься до області електрохімічного захисту трубопровідної арматури від внутрішньої корозії. Безпосередньо на запірному елементі трубопровідної арматури розміщують анодні протектори і закріплюють їх на запірному елементі корозійно-стійким різьбовим кріпленням. В якості катода використовують запірний елемент трубопровідної арматури, кінематичний елемент приводу трубопровідної арматури у вигляді валу, штока або шпинделя і корпус трубопровідної арматури. Запірний елемент трубопровідної арматури катода і анодний протектор додатково з'єднують нероз'ємними або умовно-роз'ємними металевими з'єднаннями в єдину електричну ланцюг з сумарним електричним опором по металу в сухому стані величиною не більше 0,1 Ом. Матеріал анодного протектора вибирають залежно від матеріалу катода і концентрації в середовищі корозійно-активних компонентів, зокрема - хлорид-іона, з умови, що алгебраїчна різниця Δφ електрохімічних потенціалів катода φк і анода φа задовольняє співвідношенню: 0,4 ≤ Δφ ≤ 0,5 Ст. Підвищується ефективність і економічність захисту. 2 н. і 16 з.п. ф-ли, 2 іл., 2 табл.

Протектор для захисту металевих конструкцій від корозії (варіанти)

Винахід відноситься до галузі захисту металевих конструкцій від корозії. Протектор для захисту металевих конструкцій від корозії містить руйнується електрод, вмонтований в нього магнітний елемент та ізоляційні прокладки. Між електродом і магнітним елементом розташований матеріал з односторонньою провідністю, спрямованої від магнітного елемента до електрода, або встановлена прокладка з діелектрика, частково ізолююча контакт між електродом і магнітним елементом, при цьому контактний опір між електродом і магнітним елементом не перевищує 10% від повного опору протектора. Технічний результат: підвищення захисної дії протектора на захищається металевої конструкції. 2 н. і 2 з.п. ф-ли, 3 іл.

Пристрій термоелектричної захисту трубопроводу від корозії

Винахід відноситься до обладнання для систем захисту підземних трубопроводів від корозії і може бути використано для отримання електричної енергії для живлення катодної станції за рахунок тепла переміщуваного газу або рідини в трубопроводі. Пристрій містить джерело живлення, з'єднаний з силовим блоком, який з'єднаний кабелями з ділянкою трубопроводу, що захищається і анодним заземлювачем, при цьому в якості джерела живлення воно містить термоелектричний генератор, який представляє собою відрізок труби, включений до захищається трубопровід, з'єднаний з ним через фланці і виконаний з кільцевих ребер з ізоляційного діелектричного матеріалу з високою теплопровідністю, всередині якого, повторюючи обриси поздовжнього розрізу кільцевих ребер навколо відрізка труби по всій його довжині, поміщені парні зигзагоподібні ряди теплоелектричними секцій, поодинокі ряди яких складаються з розміщених почергово та сполучених між собою термоемісійних перетворювачів, кожен з яких складається з пари відрізків з різних металів M1 і М2, кінці яких розплющені, щільно притиснуті один до одного і розташовані в зоні нагрівання і охолодження, причому вільні кінці одне�оложной - приєднані до колекторів з однойменними зарядами, з'єднаними через токовиводи з силовим блоком. Технічний результат - підвищення надійності та ефективності захисту трубопроводу від корозії. 6 іл.

Система ерозійно-корозійного захисту морської стаціонарної платформи в льодових умовах

Винахід відноситься до галузі запобігання корозії металів шляхом анодного і катодного захисту від ерозійного і корозійного руйнування підводної поверхні морських споруд освоєння шельфу замерзаючих морів, наприклад морських стаціонарних платформ, і може бути використано в інший морської техніки, призначеної для льодових умов експлуатації
Винахід відноситься до способів захисту від ерозійно-корозійного руйнування підводної поверхні морських споруд освоєння шельфу замерзаючих морів, а також від впливу на них льодових утворень і може бути використано в інший морської техніки, призначеної для льодових умов експлуатації

Система захисту від корозії гребного гвинта і гребного валу судна

Винахід відноситься до галузі запобігання корозії гребних гвинтів і гребних валів морських суден шляхом катодного захисту

Пристрій горизонтального анодного заземлення в грунтах з високим електричним опором

Винахід відноситься до електрохімзахисту від грунтової корозії і може знайти застосування в нафтовій, газовій, енергетичних галузях промисловості, а також в комунальному господарстві при виконанні анодного заземлення

Анодний заземлювач і спосіб його установки

Винахід відноситься до області електрохімічного захисту підземних споруд від корозії і може бути використано при спорудженні анодних і робочих заземлень постійного струму
Up!