PL177990B1

PL177990B1 - Electrode-supporting wiring for anodes

Info

Publication number: PL177990B1
Application number: PL95309233A
Authority: PL
Inventors: Romuald Juchniewicz; Klemens Ścierski; Jan Szukalski; Henryk Tymowski; Jezmar Jankowski; Jerzy Walaszkowski; Marian Gładczak; Lech Jacek Tyc; Piotr Więcek; Marek Bujny; Marek Sztuflik; Jan Bańczyk; Janusz Tchórz; Józef Krabes
Original assignee: Laziska Elektrownia; Politechnika Gdanska
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 2000-02-29
Also published as: PL309233A1

Abstract

1. Nośna instalacja anod do katodowej ochrony przeciwkorozyjnej stalowych rur o dużej średnicy, przez które przepływa ciecz z dużą prędkością zawierająca nośne cięgno umieszczone wzdłuż rury, do którego ma zamocowane anody, znamienna tym, że cięgno (2) ma na końcach zamknięte ucha (4) zaczepione do zawiesi (3) zamocowanych końcami do ścian rury (1).1. Load-bearing installation of anodes for cathode corrosion protection of steel pipes with a large diameter through which the liquid flows at high speed including load-bearing tendon placed along the pipe to which has an anode attached, characterized by that the tendon (2) is closed at its ends lugs (4) attached to slings (3) attached ends to the pipe wall (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest nośna instalacja anod urządzenia do katodowej ochrony przeciwkorozyjnej stalowych rur o dużej średnicy, przez które przepływa ciecz z dużą prędkością.The subject of the invention is a load-bearing anode installation for a device for cathodic corrosion protection of large diameter steel pipes through which a liquid flows at high speed.

Znany z publikacji Linder B., In Cathodic Protection - Theory and Practice (Eds Ashvorth V. and Googan C.), Ellis Horwood Ltd., New York, London 1993, p. 82 układ katodowej ochrony przeciwkorozyjnej stalowych rur ma anodę w formie długiego pręta z tytanu pokrytego warstwą, platyny o grubości 2,5 pm umieszczoną w obszarze wzdłużnej osi rury i rozciągającą się wzdłuż rury. Anoda jest utrzymywana w tym położeniu za pomocą sztywnych uchwytów zamocowanych promieniowo od anody do ściany rury, przy czym uchwyt jest jednocześnie przewodem elektrycznym łączącym anodę ze źródłem prądu elektrycznego. Uchwyty są przeprowadzone izolacyjnie przez otwory w ścianie rury i są utrzymywane przepustem.Known from the publication of Linder B., In Cathodic Protection - Theory and Practice (Eds Ashvorth V. and Googan C.), Ellis Horwood Ltd., New York, London 1993, p. 82, the cathodic corrosion protection system for steel pipes has an anode in the form of a long a 2.5 µm thick platinum-coated titanium bar placed in the region of the longitudinal axis of the tube and extending along the tube. The anode is held in this position by means of rigid lugs mounted radially from the anode to the tube wall, the holder being at the same time the electrical conductor connecting the anode to the electric current source. The holders are insulated through the holes in the pipe wall and are held by a culvert.

Znane z polskiego opisu patentowego nr 57 593 urządzenie do ochrony przed korozją rur metalowych ma nośną instalację anod w formie nośnego kabla zamocowanego u szczytu rurociągu i zwisającego swobodnie w dół. Do nośnego kabla jest zamocowana anoda z ciągłego drutu, albo zamocowany jest szereg anod punktowych. Do utrzymania nośnego kabla w środku rurociągu tak, aby anody znajdowały się w równych odległościach od obwodu chronionej rury, służą prowadniki zamocowane do nośnego kabla. Prowadniki są utworzone zkabłąków zamocowanych wokół nośnego kabla końcami do tego kabla i wypukłościami zwrócone w stronę ściany rury. Kabłąki mają wysokość w przybliżeniu równą promieniowi rury, przez co opierając się o rurę utrzymują nośny kabel w środku rury.The device for the protection of metal pipes against corrosion, known from Polish patent description No. 57 593, has a load-bearing anode installation in the form of a supporting cable fixed at the top of the pipeline and hanging freely downwards. A continuous wire anode is attached to the supporting cable, or a series of point anodes are attached. To keep the load-bearing cable in the center of the pipeline so that the anodes are at equal distances from the perimeter of the protected pipe, guides attached to the load-bearing cable are used. The guides are formed by loops attached around the supporting cable with the ends to the cable and the ridges facing the pipe wall. The bows have a height approximately equal to the radius of the pipe, so that, against the pipe, they hold the carrying cable in the center of the pipe.

Wadą urządzenia znanego z cytowanej publikacji jest stosunkowo mała wytrzymałość anody i uchwytów, z tego względu urządzenie nadaje się tylko do rur o niewielkiej średnicy, przez które przepływa ciecz z niewielką prędkością. Przy dużej prędkości cieczy i przy dużej średnicy rury, czyli gdy uchwyty mają dużą długość, napór cieczy na uchwyt jest tak duży, iż zrywa uchwyt i rozrywa anodę.The disadvantage of the device known from the cited publication is the relatively low strength of the anode and the holders, therefore the device is suitable only for pipes of small diameter through which the liquid flows at a low speed. At high fluid velocities and large pipe diameters, i.e. when the handles are long, the pressure of the liquid on the handle is so great that it breaks the handle and tears the anode.

Nośna instalacja znana z polskiego opisu patentowego nr 57 593 przystosowana do rurociągów pionowych nie nadaje się do rurociągów poziomych o dużej średnicy rury i przebiegających choćby częściowo po linii krzywej. Nie nadaje się także do rurociągów poziomych, w których przepływająca ciecz wypełnia tylko część przekroju rury.A load-bearing installation known from Polish Patent No. 57 593, adapted for vertical pipelines, is not suitable for horizontal pipelines with a large pipe diameter and running at least partially along a curved line. It is also not suitable for horizontal pipelines where the flowing liquid only fills part of the pipe cross-section.

Nośna instalacja anod według wynalazku do katodowej ochrony przeciwkorozyjnej stalowych rur o dużej średnicy, przez które przepływa ciecz z dużą prędkością, zawierająca nośne cięgno umieszczone wzdłuż rury, do którego ma zamocowane anody, charakteryzuje się tym, że nośne cięgno ma na końcach zamknięte ucha zaczepione do zawiesi zamocowanych końcami do ścian rury. Korzystnie wspomniane zawiesie jest elastyczną jednolitą liną przewleczoną przez ucho nośnego cięgna, a końcami zaczepione do ścian rury za pomocą zaczepów przytwierdzonych do ściany rury. W innym rozwiązaniu zawiesie składa się z odcinków elastycznej liny, w których jedne końce są zamocowane do uch na końcu nośnego cięgna, a drugie końce są zamocowane do zaczepów przytwierdzonych do wewnętrznej powierzchni rury. Wspomniane nośne cięgno jest korzystnie liną splecioną z włókien z tworzywa sztucznego. W długich odcinkach rury nośne cięgno, między jego końcowymi uchami jest zamocowane do rury odciągami zamocowanymi jednym końcem do nośnego cięgna, a drugim końcem do ściany rury. Odciągi są usytuowane promieniowo względem nośnego cięgna rury i służą do utrzymania nośnego cięgna w obszarze osi rury w przybliżeniu w równych odległościach od ścian rury. W innym rozwiązaniu odciągi służą do utrzymania nośnego cięgna w obszarze zakreślonym przez 90% promienia rury w stosunku do osi rury. W prostym odcinku rury odciągi są rozmieszczone równomiernie względem siebie w płaszczyźnie poprzecznej do osi rury, na przykład co 120°. Na wygiętym odcinku rury odciągi są zamocowane do rury po stronie wygięcia o większym promieniu. Korzystnie odciągi są z liny splecionej z włókien z tworzywa sztucznego. W innym rozwiązaniu nośne cięgno umieszczone jest wzdłuż osi rury na odpowiednich konstrukcjach pływających na powierzchni lustra wody i przyjmuje pozycję zmienną w stosunku do osi rury, zależną od poziomu wody w rurociągu. W innym rozwiązaniu nośne cięgno przyjmuje kształt linii łamanej, a w miejscach wygięcia,A load-bearing anode installation according to the invention for the cathodic corrosion protection of large diameter steel pipes through which liquid flows at high velocity, containing a load-bearing tendon along the tube to which anodes are attached, is characterized in that the load-bearing tendon has closed lugs at the ends, hooked to slings attached with their ends to the pipe walls. Preferably, said sling is a flexible, uniform rope threaded through the lifting eye of the tendon, and its ends are hooked to the pipe walls by hooks fixed to the pipe wall. In another embodiment, the sling consists of lengths of flexible rope where one ends are attached to the lugs at the end of the carrying string and the other ends are attached to tabs attached to the inner surface of the tube. Said load-bearing cable is preferably a braided rope made of plastic fibers. In long sections of the pipe, the load-bearing tendon, between its end lugs, is attached to the tube with lashings attached with one end to the load-bearing tendon and the other end to the pipe wall. The lashings are located radially in relation to the load-bearing tube tendon and serve to keep the load-bearing tendon in the region of the tube axis at approximately equal distances from the tube walls. In another solution, the lashings are used to keep the load-bearing tendon in the area defined by 90% of the pipe radius in relation to the pipe axis. In a straight pipe section, the lashings are evenly spaced in relation to each other in a plane transverse to the pipe axis, for example every 120 °. On a bent pipe, lashings are attached to the pipe on the larger radius side of the bend. Preferably, the lashings are of a rope braided with plastic fibers. In another solution, the load-bearing tendon is placed along the pipe axis on appropriate structures floating on the water surface and assumes a position variable in relation to the pipe axis, depending on the water level in the pipeline. In another solution, the load-bearing tendon takes the shape of a broken line, and in places where it is bent,

177 990 bezpośrednio przy pomocy uchwytów lub poprzez zawiesia, zamocowane jest przy ścianie rurociągu. Końcówki cięgna są również zamocowane uchwytami przy ścianie rurociągu.177 990 is attached directly to the pipeline wall by means of brackets or slings. The ends of the tendon are also attached with clamps to the wall of the pipeline.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest podłużnym przekrojem przez prostą rurę z nośną instalacją anody, fig. 2 przedstawia poprzeczny przekrój rury płaszczyzną. A-A zaznaczoną na fig. 1, fig. 3 jest podłużnym przekrojem przez zakrzywioną rurę z nośną instalacją anody, fig. 4 jest poprzecznym przekrojem rury płaszczyzną B-B zaznaczoną na fig. 3, fig. 5 jest podłużnym przekrojem przez rurę z cięgnem wygiętym, fig. 6 jest podłużnym przekrojem przez rurę z cięgnem zaopatrzonym w konstrukcje pływające, a fig. 7 jest poprzecznym przekrojem przez rurę płaszczyzną C-C zaznaczoną na fig. 6.The subject of the invention is shown in the drawing, in which fig. 1 is a longitudinal section through a straight pipe with an anode supporting installation, fig. 2 shows a plane cross-section of the pipe. AA marked in Fig. 1, Fig. 3 is a longitudinal section through a curved tube with an anode support installation, Fig. 4 is a cross-sectional view of the tube along the plane BB marked in Fig. 3, Fig. 5 is a longitudinal section through a bent tendon tube, Fig. 6 is a longitudinal section through a tied pipe provided with floating structures, and fig. 7 is a cross-section through the pipe along the plane CC marked in fig. 6.

Do wewnętrznej powierzchni prostej rury 1, przedstawionej na fig. 1, są zamocowane zaczepy 5 w formie pierścieni. Wzdłuż rury 1, w obszarze jej wzdłużnej osi jest umieszczone nośne cięgno 2. Nośne cięgno 2 jest wykonane z liny splecionej z włókien z tworzywa sztucznego. Końce nośnego cięgna 2 są ukształtowane jako zamknięte ucha 4. Przez ucha 4 są przewleczone zawiesia 3, końcami zamocowane do zaczepów 5. W przykładzie wykonania zawiesia 3 są wykonane z jednolitego kawałka liny splecionej z włókien z tworzywa sztucznego. Odległość między skrajnymi zaczepami 5 jest nieco większa od długości nośnego cięgna 2, przez co zawiesia 3 zaginają się w uchach 4 nadając nośnemu cięgnu 2 niewielkie wstępne napięcie, aby cięgno 2 zajęło położenie w osi rury, czyli było równo oddalone od ścian rury 1. Gdy długość nośnego cięgna 2 jest stosunkowo duża i wstępne napięcie wywołane zawiesiami 3 nie wystarcza na utrzymanie cięgna 2 bez zwisu stosuje się odciągi 9. W przykładzie przedstawionym na fig. 1 zastosowano odciągi 9 w połowie długości cięgna 2, ale przy większych długościach cięgna 2 stosuje się więcej zespołów odciągów 9. Na fig. 1 zastosowano zespół trzech odciągów 9 leżących w jednej płaszczyźnie, przy czym odciągi 9 są rozmieszczone równomiernie co 120°, co jest widoczne na fig. 2. Odciągi 9 końcami są zamocowane do rury 1 za pośrednictwem zaczepów 5 w formie pierścieni, przytwierdzonych na przykład za pomocą spoiny do rury 1. Na nośnym cięgnie 2 umieszcza się anodę 6. Anodę 6 mocuje się do cięgna 2, aby siły występujące w cięgnie 2 nie przenosiły się. na anodę 6, która ma niewystarczającą wytrzymałość mechaniczną. Elektryczne przewody 7 przyłączone do końców anody 6 przechodzą przez przepusty 8 w ścianie rury i są przyłączone do urządzenia do katodowej ochrony przeciwkorozyjnej, do którego to urządzenia należy, nie pokazana na rysunku, katoda podłączona do ujemnego bieguna źródła prądu stałego.Attachments 5 in the form of rings are attached to the inner surface of the straight pipe 1 shown in Fig. 1. Along the pipe 1, in the region of its longitudinal axis, a supporting cable 2 is arranged. The supporting cable 2 is made of a rope braided of plastic fibers. The ends of the carrying strand 2 are shaped as closed eyes 4. Slings 3 are threaded through the eyes 4, the ends attached to the hooks 5. In the embodiment, the slings 3 are made of a single piece of rope entwined with plastic fibers. The distance between the outermost hooks 5 is slightly greater than the length of the supporting tendon 2, so that the slings 3 bend in the eyes 4 giving the supporting tendon 2 a slight preload so that the tendon 2 takes the position along the pipe axis, i.e. it is evenly spaced from the pipe walls 1. When the length of the carrying strand 2 is relatively large and the pretension caused by the slings 3 is not sufficient to keep the strand 2 without sagging lashings 9 are used. In the example shown in Fig. 1, lashings 9 are used in the middle of the strand 2 length, but for longer strand 2 lengths more lashings 9. Fig. 1 uses a set of three lashings 9 lying in one plane, the lashings 9 being evenly spaced every 120 °, as shown in Fig. 2. The lashings 9 are attached at the ends to the pipe 1 by means of catches 5 in the form of rings, attached, for example, with a weld to the pipe 1. Anode 6 is placed on the supporting tendon 2. Anode 6 is attached to the tendon 2 to present in tendon 2 did not transfer. on the anode 6, which has insufficient mechanical strength. The electric wires 7 connected to the ends of the anode 6 pass through the bushings 8 in the pipe wall and are connected to a cathodic corrosion protection device, which includes a cathode, not shown in the drawing, connected to the negative pole of a DC source.

Na figurze 3 przedstawiono zagiętą rurę 1. W celu utrzymania nośnego cięgna 2 w równej odległości od ścian rury 1 w miejscu wygięcia rury 1 stosuje się odciągi 9 zamocowane do ściany rury 1 po stronie większego promienia wygięcia rury. W przykładzie wykonania, co pokazano na fig. 4, zastosowano po dwa odciągi 9 w jednej płaszczyźnie wzajemnie do siebie nachylone. Na fig. 3 pokazano zastosowanie trzech par odciągów 9, aby przebieg cięgna 2 był możliwie najbardziej zbliżony do wygięcia osi rury. W rurach 1, które stale lub okresowo są tylko częściowo wypełnione cieczą, korzystnie stosuje się cięgno 2 dłuższe od odległości między zawiesiami 3. Wówczas cięgno 2 zwisa wygięte lub tworząc łamane zakrzywienia 13 między odciągami 9, co pokazano na fig. 5. Dzięki temu, gdy poziom cieczy w rurze 1 obniży się poniżej osi rury 1, anody 6 pozostaną zanurzone w cieczy i proces działania przeciwkorozyjnego nie ulegnie przerwaniu. Skutek ten można osiągnąć zawieszając na cięgnie 2 anody 10 poprzecznie do cięgna. Anody 10 można stosować wspólnie z anodami 6 umieszczonymi na cięgnie 2, co pokazano na fig. 1. W razie obniżenia się w rurze 1 poziomu cieczy anody 10 pozostaną zanurzone i proces przeciwkorozyjny będzie trwał. Innym rozwiązaniem, które nie przerywa działania ochrony katodowej, jest zamocowanie do cięgna 2 konstrukcji pływających 12 zawierających pływaki, które utrzymują cięgno 2 z zamocowanymi anodami 6 w cieczy, mimo zmiany jej poziomu. W tym przypadku nie stosuje się odciągów 9, a na ich miejsce stosuje się cięgno 11, zamocowane jednym końcem do cięgna 2 lub konstrukcji pływających 12, natomiast drugim końcem zamocowane do rury 1 w jej dolnej części. Cięgno 11 powinno mieć co najwyżej długość równa promieniowi rury 1. Chodzi o to, aby przy wypełnianiu się rury 1 cieczą powyżej osi rury 1 cięgna 2 z anodami 6 nie przemieszczały się ku górnej części rury.Figure 3 shows a bent pipe 1. In order to keep the load-bearing strand 2 at an equal distance from the walls of the pipe 1, lashings 9 are attached to the pipe wall 1 on the side of the larger pipe bend radius at the bend in the pipe 1. In the embodiment, as shown in FIG. 4, two lashings 9 are provided in one plane inclined to each other. Fig. 3 shows the use of three pairs of lashings 9 so that the course of the string 2 is as close as possible to the bend of the pipe axis. In pipes 1, which are only partially or continuously filled with liquid, a tie rod 2 is preferably used that is longer than the distance between the slings 3. The tie rod 2 then hangs bent or forms broken curves 13 between the lashings 9, as shown in Fig. 5. when the liquid level in pipe 1 drops below the axis of pipe 1, the anodes 6 will remain immersed in the liquid and the anti-corrosion treatment process will not be interrupted. This effect can be achieved by suspending the anodes 10 transversely to the tendon on the tendon 2. The anodes 10 can be used in conjunction with the anodes 6 arranged on the tie 2 as shown in Figure 1. If the liquid level in the pipe 1 falls, the anodes 10 will remain submerged and the anti-corrosion process will continue. Another solution which does not interrupt the cathodic protection operation is the attachment to the tendon 2 of floating structures 12 including floats, which keep the tendon 2 with the anodes 6 fixed in the liquid despite the change in its level. In this case, the lashings 9 are not used, and in their place, a string 11 is used, fixed with one end to the string 2 or floating structures 12, and with the other end attached to the pipe 1 in its lower part. The length of the tendon 11 should be at most equal to the radius of the tube 1. The point is that when the tube 1 is filled with liquid above the axis of the tube 1, the tie-rod 2 with anodes 6 does not move towards the top of the tube.

177 990177 990

Gdy w rurze 1 przepływa woda z dużą prędkością na cięgno 2, a także na zawiesie 3 i odciągi 9 działa napór w kierunku zgodnym z ruchem wody. Gdy szybkość przepływu wody jest duża, a także średnica rury jest duża, na przykład wynosi 2 m, zatem długość zawiesi 3 i odciągów 9 jest duża, napór na te elementy jest znaczny. Przy czym siła wynikająca z naporu jest zmienna, gdy zmienia się prędkość przepływu, a to wywołuje szarpnięcia i drgania całej instalacji, co jest pogłębione przez wszelkie turbulencje cieczy, wywoływane także przez sarnią nośną instalację. Może dochodzić do dużych naprężeń w materiale. Jednakże siły te nie przenoszą się na anody, gdyż przejmuje je instalacja nośna. Bez instalacji nośnej siły te przejmowałaby anoda, co prowadziłoby do jej mechanicznego niszczenia. Przypadki takie są znane z praktyki.When water flows at high speed in the pipe 1, the strand 2 and also the sling 3 and the lashings 9 are under pressure in the direction of water movement. When the water flow rate is high, and the pipe diameter is large, for example 2 m, so the length of the slings 3 and the guy lines 9 is large, the pressure on these elements is considerable. The force resulting from the thrust is variable when the flow velocity changes, and this causes jerks and vibrations of the entire installation, which is aggravated by any turbulence of the liquid, also caused by the installation's supporting deer. The material may be under high stress. However, these forces are not transferred to the anodes as they are absorbed by the supporting installation. Without the supporting installation, these forces would be absorbed by the anode, which would lead to its mechanical destruction. Such cases are known from practice.

Fig.7 m 990Fig. 7 m 990

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Load-bearing anode installation for cathodic corrosion protection of large diameter steel pipes through which liquid flows at high speed, containing a load-bearing tendon along the tube to which anodes are attached, characterized in that the tendon (2) has closed lugs at the ends ( 4) attached to slings (3) fixed with their ends to the pipe walls (1).

2. Installation according to p. 3. The sling as claimed in claim 1, characterized in that the sling (3) is a flexible, uniform rope threaded through the eyes (4) of the carrying strand (2), and its ends are attached to hooks (5) attached to the inner surface of the pipe (1).

3. Installation according to p. 3. The sling (3) is made of flexible rope sections, one end of which is attached to the eyes (4) of the string (2), and the other ends are attached to the hooks (5) attached to the inner surface of the pipe (1) .

4. Installation according to p. The load-bearing cable (2) as claimed in claim 1, characterized in that the load-bearing cable (2) is a braided rope made of plastic fibers.

5. Installation according to p. 2. A method as claimed in claim 1, characterized in that the slings (3) are a braided rope of plastic fibers.

6. Installation according to p. A lashing member as claimed in claim 1, characterized in that the end-to-end support link (2) is attached to at least one lashings (9), the lashings (9) with their other ends attached to the wall of the tube (1) and extending radially.

7. Installation according to p. The lashings (9) are uniformly spaced in relation to each other in a plane transverse to the axis of the pipe (1) in a straight section of the pipe (1).

8. Installation according to p. The lashings (9) are attached to the pipe (1) on the side of the bend with a greater radius, according to claim 6, characterized in that on the bent section of the pipe (1) the lashings (9) are attached to the pipe (1).

9. Installation according to p. The device according to claim 6, characterized in that it has lashings (9) made of a rope made of plastic fiber.

10. Installation according to p. 6. The cable according to claim 6, characterized in that the tie rod (2) has a length greater than the distance between the tie rod ends (2) and the pipe (1) and hangs between the lashings (9) forming curves (13) in the vertical plane.

11. Installation according to p. 3. The rod as claimed in claim 1, characterized in that the tendon (2) has floating structures (12) attached.

12. Installation according to p. 11, characterized in that the floating structures (12) are uniformly attached along the tie rod (2) and attached by means of tie rods (11) to the pipe wall (1) in its lower area, and the length of the tie rods (11) is not greater than the pipe radius (1).

13. Installation according to p. 12. The cable according to claim 12, characterized in that the tie rod (2) has a length greater than the distance between the ends of the tie rod (2) attached to the pipe (1) and hangs between the floating structures (12) to form a curvature in the vertical plane.

14. An installation according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the anodes (6) are attached parallel to the tie (2).

15. Installation according to p. The rod as claimed in claim 1, characterized in that it has anodes (10) attached transversely to the tie (2) and hanging downwards.

177 990