Способ катодной защиты протяженных металлических объектов от коррозии в электролитической среде

Способ катодной защиты протяженных металлических объектов от коррозии в электролитической среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к катодной защите от коррозии протяженных подземных и подводных конструкций. Цепь изобретения - повышение уровня защищенности объекта Способ катодной защиты протяженных металлических объектов от коррозии в электролитической среде включает подачу от источника постоянного тока отрицательного потенциала на защищаемую поверхность, а положительного потенциала на заземлитель, в качестве которого используют электрод в виде непрерывного гибкого металлического сердечника, помещенного в электрически контактирующую с ним эластичную электропроводящую полимерную оболочку, который устанавливают на расстоянии от защищаемого объекта с учетом соотношения а 50, (Ы-D)/(a+D)s 3 где a, b - соответственно, наименьшее и наибольшее расстояния заземлителя от объекта; D - максимальный линейный размер объекта в направлении, перпендикулярном оси электрода, заземлитепь выбирают с параметрами ЈSn/ЈSms т/2м где Sn, т, Sm и - суммарные сечения и продольные сопротивления соответственно, полимерной оболочки и металлического сердечника , причем источник постоянного тока к защищаемому объекту и заземлителю подключают периодически с интервалом, равным оса a, OaArcgh 1,5/a a о. где аа, ао - постоянные распространения тока, соответственно анода и объекта при этом аз 10ао. Указанные ограничения по выбору параметров заземлитела расстояния его от защищаемого объекта и интервала подключения источника тока позволяют повысить уровень защищенности объекта е - СЯ сз

(в) SU (1ц 1565О71 А1 (51)5 Сии|ЗЛИ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2t) 4309407/02 (22) 24;0937 (46) 15.12.93 Бюл Ма 45-46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов;

Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт "ЮжНИИГипрогаз" (72) Притупа В.В„Ягмур ИД„Зуев AB. Делекторский АА", Кудинова P.B. (54) СПОСОБ КАТОДНОЙ ЗА1ЦИТЫ ПРОТЯЖЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБ ЕКТОВ OT

КОРРОЗИИ В ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ СРЕДЕ (57) Изобретение относится к катодной защите or коррозии протяженных-подземных и подводнь1х конструкций. Цепь изобретения — повышение уровня защищенности объекта Способ катодной защиты протяженных металлических объектов от коррозии в электролитической среде включает подачу от источника постоянного тока отрицательного потенциала на защищаемую поверхность, а положительного потенциала на заземлитель, в качестве которого используют электрод в виде непрерывноro гибкого металлического сердечника, помещенного в электрически контактирующую с ним эластичную электропроводящую полимерную оболочку, который устанавливают на расстоянии от защищаемого объекта с учетом соотношения а м 50, {Ь+О)/(a+0) 3 где а, Ь вЂ” соответственно. наименьшее и наибольшее расстояния заземлителя от объекта; Π— максимальный линейный размер объекта в направлении, перпендикулярном оси электрод заземпитепь выбирают с параметрами

Pn/Qrn m/2ì где Sn, m, Sm и — суммарные сечения и продольные сопротивления, соответственно, полимерной оболочки и металлического сердечкика, причем источник постоянного тока к защищаемому объекту и заземлителю подключают периодически с интервалом, равным аа à OArcgh 15/a а, о, где аа, ao — постоянные распространения тока, соответственно анода и объекта, при этом аа 10ао.

Указанные ограничения по выбору параметров заземлителя, расстояния его от защищаемого объекта и интервала подключения источника тока позволяют повысить уровень защищенности объекта

555071

Х5п < гA

ZSм гм + с а 5О, <3, а лом

) АГСФ1,5

Q8,о аа,о

Изобретение относится к катодной защите от коррозии протяженных подземных и подводных конструкций.

Цель изобретения — повышение уровня защищенности объекта.

Способ реализуют следующим образом, Заземлитель в виде непрерывного гибкого металлического сердечника в электр>лчески контактирующей с ним эластичной электропроводной полимерной оболочке устанавливают электролитическую среду на определенном расстоянии от объекта, подключают объект к отрицательному полюсу, а заземлитель — к положительному полюсу источника тока и поляризуют объект, Заземлитель выбирают с параметрами где Sn, гп и Ям гм — суммарные сечения и продольные сопротивления, соответственно, полимерной оболочки и металлического сердечника.заземлителя. Расстояние заэемлителя от защищаемого объекта устанавливают с учетом соотношений где а, о — соответственно, наименьшее и наибольшее расстояние анода до объекта„

|> — максимальный линейный размер объек.а в направлении, перпендлкулярном оси анода.

Источник тока подключа1от с интервагде а а, о — постоянные распространения тока, соответственно анода и объекта, прлчем аа "=10 ао, устанавливают, по меньшей мере, два анода и паргллел ьно подключают их к общему источнику поляризующего тока, При условли соблюдения этих соотношений, в том числе и при и-раллельной прокладке двух анодов, подключенных к общему источнику поляризующего тока, предельно сближают скорости затухания тока вдоль анода и защищаемого объекта, что повышает уровень эффективной защ>лты и при применении данного способа s грунтах высокого сопротивления за счет максимального использования свойств протяженного электрода с учетом тока 10

55 снижению входного сопротивления в системе защиты.

Способ может быть проиллюстрирован сравнительным примером предложенного способа и способа прототипа.

Согласно прототипу испольэу|от анод с сопротивлением его материала в пределах

0,1-1000 Ом,см и общим продольным сопротивлением в интервале 0,03 — 0,003

Ом/м. Последняя величина состоит из двух элементов "- продольного сопротивления тела материала анода и продольного сопротивления тела сердечника анода, электрически параллельных друг другу (см. ф>лг.1), При использовании хорошо проводящего материала с сопротивлением 0,1 Ом см, анод диаметром 40 мм по условиям прототипа имеет продольное сопротивлениетела материала RM, равное 0,8 Ом/м, Для обеспечения требуемого общего продольного сопротивления Rp, = 0,03 0M/м продольное сопротивление сердечника Я должно быть 0,03125 Ом/м, что требует диаметра сердечника 0,75 мм. При срабатывании части материала анода в период эксплуатации, например, до половины его диаметра (см. фиг.2), продольное сопротивление тела анода возрастает до 3,12 Ом/м.

Это приведет к увеличению общего продольного сопротивления ЯА до 0,031 Ом/м, т.е. на 3,5 / больше поедельно допустимого значения. Такое, на первый взгляд, небольшое увеличение значения Rp может привести к сокращению зоны защиты, обеспечиваемой анодом, на 20 (при начальном сопротивлении тела материала анода 0,00012 Ом м). Таким образом, требования, предъявляемые к аноду по прототипу, недостаточны и могут привести к ухудшени1о его эксплуатационных характеристик.

В то же время предлагаемые в изобретении ограничения соотношений сечений и продольных сопротивлений материала и сердечника анода для обеспечения того же общего продольного сопротивления анода

RA = 0,03 Ом/м требует, чтобы при тех же сопротивлениях металла сердечника и материала тела анода (0,019 Ом >лм /м и 0,10 Ом см, cOOTBGTGTBeHHQ) анод имел диаметр 60 мм, а сердечник — 0,75 мм. В этом случае при срабатывании вдвое тела анода его продольное сопротивление возрастает лишь на

1.3/ :. à "-ащитная зона сокрэ|дается не более, чем на 0.3/.

Следовательно, предложенное соотношение обеспечивает более стабильные эксплуатационные харэктерист 1хи.

Выполнение требова> 1>и прототипа по размещению анода,при ашит.. трубопрово1565071 да диаметром D = 1400 мм обуславливает его размещение на расстоянии в = 0,8 м от средней боковой образующей трубопровода (см. фиг.3). В этом случае коэффициент неравномерности защиты по окружности трубопровода составляет около 5,0. Для устранения такой неравномерности требуется обеспечение сопротивления изоляции на трубопроводе не менее 10 Ом м или установка дополнительно. еще двух анодов, что снизит коэффициент неравномерности до

1,33.

Если же выполнить предложенные нами соотношения, то анод следует установить на расстоянии 7,0 м от средней боковой образующей трубопровода. В этом случае коэффициент неравномерности снизится до 1,18 при расширении диапазона допустимых значений сопротивления изоляции до 50 Ом

Таким образом будет обеспечено повышение уровня защищенности трубопровода в более широком диапазоне качества его изоляции.

При защите от коррозии днищ группы наземных резервуаров или боковых стенок группы подземных резервуаров одним кольцевым анодом, согласно условиям прототипа, можно достичь необходимого уровня защиты (коэффициентом неравномерности 1,33 для а = 5,4 м) на резервуарах сечением не более 80 м . B то же время

2 увеличение в 1,5 рэзэ диапазона допустимых соотношений э и б при TGx же зндчени ях а и коэффициенте неравномерности

Формула изобретения

СПОСОБ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПРОТЯЖЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ОТ КОРРОЗИИ В

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ СРЕДЕ, включающий подачу от источника постоянного тока отрицательного потенциала на защищаемую поверхность, а положительного потенциала на заземлитель, в качестве которого используют электрод в виде непрерывного гибкого металлического сердечника, помещенного в электрически контактирующую с ним эластичную электропроводящую полимерну1о оболочку, который устанавливают на определенном расстоянии от защищаемого объекта. отличающийся тем, что, с целью повышения уровня защищенности объекта, заземлитель выбирают с параметрами

Х5п гп

Я

XSQ гц

55 позволяет защищать резервуары сечением до 400 м .

Таким образом, введение предложенного соотношения для а. Ь, О увеличивает также диапазон размеров защищаемых объектов.

При катодной защите трубопроводов протяженными анодами поляризующий ток образует плоско-параллельное поле, затухающее со скоростью, контролируемой наибольшей величиной постоянной распространения тока любого из этих электродов. Идеальным является случай, когда их величины совпадают, Однако на практике вследствие того, что проводимость трубопроводов на несколько порядков больше, затухание тока защиты в аноде происходит быстрее. Это несоответствие можно частично компенсировать за счет увеличения об<его тока защиты, Но это увеличение ограничено максимально допустимым потенциалом в точке дренажа, Смещение катодного потенциала в ней не должно превышать 3,0 В в то время, как минимально необходимое смещение потенциала в конце зоны защиты обычно составляет не менее

0,3 В. Соотношение этих значений и определяет допустимые пределы соотношения скоростей затухания тока в труоопроводе и аноде, предел которого составляет 1:10. (56) Авторское свидетельство СССР .

Кг 1306979, кл. С 23 F 13/00, 1985.

Патент Великобритании N 2100290, кл.

С 23 F 13/00, 1982. где Sn. г, S< и г - суммарные сечения и продольные сопротивления соответственно полимерной оболочки и металлического сердечника, а расстояние его от защищаемого объекта устанавливают с учетом соотношений

a>5D, Ь+О/а+О s3, где а, Ь -соответственно наименьшее и наибольшее расстояние заземлителя от объекта;

О - максимальный линейный размер обьекта в направлении, перпендикулярном оси электрода, причем источник постоянного тока к защищаемому обьекту и заземлению подключают периодически с интервалом, равным

Arcth

С- а,о где c>, a< - постоянные распространения тока соответственно анода и объекта, при этом обеспечивают и 10a<>.