Устройство для защиты от коррозии

(19) ( Ц уц 4 С 23 Р 13/02 ГОСУДМфСТОЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ПАТЕНТУ листа,(21) 3537162/22-02(72) Оронцио де Нора и Джузеппе Бианчи (1 Т)(71) Оронцио де Нора Импианти Элеттрохимици, С,А. (СН)(54) Й 7) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫОТ 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем стабилизации переходного сопротивления анод-земля, аноды выполнены в виде пористого проницаемого корпуса из вентиль- ного 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 титановогоИзобретение относится к устройствам для катодной защиты большойлийейной протяженности, которые используются в области катодной защиты системой наложенного тока. 5Цель изобретения - повышениеэффективности защиты путем стабилиза"ции переходного сопротивления анодземля.На фиг, 1 изображена схема устройОства, на фиг2 - схематично дваанода, на фиг, 3 в . сечение.А-А нафиг2, на фиг. 4 - растянутый лист,используемый в качестве анодного элемента, аксонометрия; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг, 4.Устройство содержит изолированныйсиловой кабель 1 с жилой из переплетенныхмедных.или алюминиевых проволок,покрытой изоляцией из эластомерного 20материала, например, синтетическогоили естественного каучука, поливинилхлорида, полиэтилена, фторирован-,ного винилового полимера и т.п.,1 способного выдерживать коррозионную 25среду.Для увеличения прочности кабеляна растяжение последний может иметьсердечник из стальных проволокили всю жилу из стальных проволок.30Один конец кабеля снабжен наконечником 2 для подключения к положительному полюсу источника питания.Другой конец кабеля снабжен титановымили пластмассовым колпаком 3, обес- З 5печивающим герметизацию и защитукорроэирующей жилы от кс,нтакта сокружающей средой, Целесообразно выполнять колпак с крючком или кольцом для крепления конца анода или 40подвески балласта. На этот конецкабеля можно прикреплять водонепроницаемое разъемное контактное соединение, позволяющее стыковать последовательно ряд анодных структур, удваи-. 45вая или утраивая длину анодной структуры, если в этом возникает необходимость,. На кабель .коаксиально надет ряданодов 4, количество которых и расстояние между ними определяется изконкретных условий.Количество анодов и.их распределение вдоль кабеля должно обеспечиватьравномерность тока в защищаемой поверхности. Распределение анодоввдоль кабеля определяется в основномформой 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) содержите 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 выполненнымиз полос металлической сетки,приваренной к одной или несколькимстойкам 6,Сетка или сетчатые сегменты, образующие проницаемый корпус 5, покрыты слоем электропроводного и анодно-стойкого материала, например, металла платиновой группы или егоокисла, 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 Кц и 80 Т 1 до 60 Кц и 40 Х Т 1.В основной структуре из окислов рутения.и титана могут присутствовать малые количества окисловдругих 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 изолированного кабеля 1 и анода 4 сначала на участке, соответствующем центральной зоне муфты 7, удаляется пластиковая изоляция 8 кабеляПосле 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.Обжатие металлической муфты 7осуществляется с помощью специального инструмента для радиальногохолодного обжатия.Защитные чехлы выполняются из 5пластиковой трубы, дающей усадкупри нагреве и изготовленной из,например, фторированных сополимеровэтилена и пропилена. Эти чехлы надеваются на места стыка муфты 7 скабелем и крепятся за счет нагревагорячим воздухом от воздуходувкидля улучшения защиты соединенияот окружающей среды.Для изготовления корпуса анода 15(фиг. 4 и 5) используется растянутый лист из вентильного металла,например, титана, покрытый слоемэлектропроводного непассивируемогоматериала, устойчивого к анодным 20условиям, причем такое покрытиенаносится на все поверхности целиком.Аноды по настоящему изобретениюобладают рядом преимуществ по сравнению с обычными пластинчатыми илистержневыми 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 достаточно40 большой. Выделяемый на аноде газ легко находит путь в анодной сеткеПроблемы, 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 50 преимущества пористых анодов перед сплошными. Благодаря тому, что почва легко проникает в пористый анод, контактное сопротивление снижается примерно на 15% в начале эксплуата ции, а по истечении трех месяцев эксплуатации контактное сопротивление пористого анода на 25-30% ниже контактного сопротивления сплошного анода.П р и м е р. Одна предлагаемая анодная структура состоит из десяти анодов или распределителей (фиг, 2-5).Аноды изготовлены из растянутого (распушенного) титанового листа толщиной 1,5 мм, свернутого в цилинд. - ры 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 грунте со средним удельным сопротивлением 1000 Ом см. После опускания кабеля скважину заполняют бентонитовымраствором. Этот анод используют для защиты примерно 15 км газопровода диаметром 500 мм, выполненного изстальной трубы, покрытой сийтетичес. ким 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 8 А. Сопротивление, измеренное по истечении1175361 А 7 иг.1 трех месяцев эксплуатации, составляет 0,82 Ом. Для сравнения используют аноднуюструктуру, подобную предлагаемой,но анодные элементы изготовлены изсплошных титановых труб, размеры и покрытие которых соответствуютпредлагаемым для сетчатых анодов.Сопротивление этой структурыпо отношению к земле при включениисоставило 0,8 Ом, а по истечениитрех месяцев эксплуатации поднялосьдо 1,4 Ом.1175361 А б:б г. ов корректор Е.Оирохман оставител ехред Л.Ми А.Пятеш Н.Бобков дписное та СССР Тираж 900ИИПИ Государственного делам изобретений Москва, Ж, Рауш аз 5214/56 к Н кр по113035,ая наб.,Ф ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4