RU129102U1

RU129102U1 - ANODE GROUNDER

Info

Publication number: RU129102U1
Application number: RU2013108321/02U
Authority: RU
Inventors: Галина Николаевна Зорина; Дмитрий Вячеславович Савенков; Владимир Михайлович Китаев; Сергей Сергеевич Большаков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Производственная компания "Химсервис" имени А.А. Зорина"
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2013-06-20

Abstract

1. Анодный заземлитель, состоящий из провода токоввода и подсоединенного к нему, по меньшей мере, одного рабочего электрода, отличающийся тем, что рабочий электрод выполнен в виде полой сквозной или глухой трубы из химически стойкого вентильного металла, причем в качестве рабочего материала электрода использованы металлы группы платины или их оксиды, или смеси их оксидов, нанесенные на внешнюю поверхность электрода, при этом контакт провода токоввода с электродом осуществляется посредством, по меньшей мере, одного упругого элемента, а внутренняя полость электрода заполнена электроизолирующим герметизирующим составом.2. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что в состав оксидов металлов группы платины входит оксид металла материала электрода.3. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что торцы электрода дополнительно герметизированы термоусаживаемыми материалами.4. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что все электроды расположены на одном проводе токоввода последовательно, при этом токопроводящая жила провода токоввода выполнена цельной по длине.5. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод размещен в металлическом полом контейнере с электропроводящей засыпкой.6. Анодный заземлитель по п.5, отличающийся тем, что металлический полый контейнер снабжен кронштейнами, предназначенными для соединения в цепочку одиночных блоков заземлителей.1. Anode ground electrode consisting of a current lead wire and at least one working electrode connected to it, characterized in that the working electrode is made in the form of a hollow through or blind pipe of a chemically resistant valve metal, and metals are used as the working material of the electrode groups of platinum or their oxides, or mixtures of their oxides deposited on the outer surface of the electrode, wherein the contact of the current lead wire with the electrode is carried out by means of at least one elastic element, and friction electrode cavity is filled with an electrically insulating sealing sostavom.2. Anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the composition of the platinum group metal oxides includes metal oxide of the electrode material. Anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the ends of the electrode are additionally sealed with heat-shrinkable materials. Anode ground electrode system according to claim 1, characterized in that all the electrodes are arranged in series on one wire of the current lead, while the conductive core of the current lead wire is made integral in length. Anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode is placed in a metal hollow container with an electrically conductive filling. The anode earthing device according to claim 5, characterized in that the metal hollow container is equipped with brackets designed to be connected to a chain of single earthing units.

Description

Полезная модель относится к области электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использована при сооружении поверхностных (подпочвенных) и глубинных анодных заземлений.The utility model relates to the field of electrochemical protection of underground metal structures from corrosion and can be used in the construction of surface (subsoil) and deep anode grounds.

Известен анодный заземлитель для катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии, состоящий из металлического электрода и подсоединенного к нему провода токоввода, при этом утолщенная часть электрода анодного заземлителя имеет с торца шероховатое отверстие с выступами, заполненное химически стойким герметиком, а так же армирована металлическим стаканом, имеющим осевое отверстие, в котором металлическим клином соединяется провод токоввода с электродом, при этом осевое отверстие армированного стакана позволяет углубить контактный узел по центру электрода на заданную длину, кроме того выступающая из электрода часть стакана уменьшена в диаметре, что позволяет увеличить толщину герметика и получить шероховатое с выступами отверстие с помощью песчаных стержней при литье электрода [Описание полезной модели к патенту РФ №54949 от 07.12.2005, МПК C23F 13/00, опубл. 27.07.2006]. Таким образом обеспечивается эффективность работы заземлителя, уменьшается опасность разрушения хрупкого электрода заземлителя при производстве, транспортировке и монтаже на трассе, а также снижается трение провода токоввода о край электрода.Known anode ground electrode for cathodic protection of underground metal structures from corrosion, consisting of a metal electrode and a current lead wire connected to it, while the thickened part of the electrode of the anode ground electrode has a rough opening with protrusions filled with a chemically resistant sealant, and is also reinforced with a metal cup, having an axial hole in which a metal wedge connects the current lead wire to the electrode, while the axial hole of the reinforced glass allows l the contact node in the center of the electrode for a given length, in addition, the protruding part of the cup protruding from the electrode is reduced in diameter, which allows increasing the thickness of the sealant and obtaining a rough hole with protrusions using sand rods when casting the electrode [Utility Model Description to the RF patent No. 544949 dated 07.12 .2005, IPC C23F 13/00, publ. July 27, 2006]. This ensures the efficiency of the ground electrode, reduces the risk of destruction of the brittle electrode of the ground electrode during production, transportation and installation on the highway, and also reduces the friction of the lead wire on the edge of the electrode.

Недостатком данного технического решения является трудно поддающийся обработке материал корпуса, не допускающий непосредственного крепления присоединительной арматуры, а лишь через промежуточную закладную деталь, что делает конструкцию тяжелой, более сложной, удорожает производство заземлителя и создает дополнительные трудности с формированием цепочки из одиночных элементов.The disadvantage of this technical solution is the body material, which is difficult to process and does not allow direct fastening of the connecting fittings, but only through an intermediate embedded part, which makes the structure heavier, more complex, increases the cost of the earthing switch and creates additional difficulties with the formation of a chain of single elements.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели является коррозионно-стойкий композиционный электрод для электрохимической защиты металлических сооружений, содержащий взаимосвязанные между собой основные элементы, выполненные из вентильного металла в виде стержня или бруска или трубы, покрытого платиновым металлом, с электропроводным сердечником внутри и взаимосвязаны между собой соединительными элементами, выполненными в виде втулки [Описание полезной модели к патенту РФ №116149 от 26.09.2011, МПК C23F 13/16, опубл. 20.05.2012]. Электрод отличается простотой конструкции и простотой технологического монтажа, снижением электрического сопротивления электрода, увеличением коррозионной стойкости и механической прочности внешнего покрытия и увеличением срока эксплуатации.The closest in the set of essential features of the claimed utility model is a corrosion-resistant composite electrode for electrochemical protection of metal structures, containing interconnected main elements made of valve metal in the form of a rod or bar or pipe coated with platinum metal, with an electrically conductive core inside and interconnected interconnecting elements made in the form of a sleeve [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No. 116149 of 09/26/2011, IPC C23F 13 / 16, publ. 05/20/2012]. The electrode is notable for its simplicity of design and ease of technological installation, a decrease in the electrical resistance of the electrode, an increase in the corrosion resistance and mechanical strength of the outer coating, and an increase in the service life.

Недостатком данного технического решения является то, что электропроводный сердечник выполнен в виде литого стержня по всей длине (или немного меньше) длины основного элемента, что приводит к увеличению массы изделия, а также трудоемкости изготовления, особенно в части создания унифицированных прессовых соединений. Кроме этого возникают определенные трудности с герметизацией получающихся контактных узлов.The disadvantage of this technical solution is that the electrically conductive core is made in the form of a molded rod along the entire length (or slightly less) of the length of the main element, which leads to an increase in the mass of the product, as well as the complexity of manufacturing, especially in terms of creating unified press joints. In addition, there are certain difficulties with sealing the resulting contact nodes.

Задача, на решение которой направлена полезная модель и достигаемый технический результат заключаются в создании очередной облегченной конструкции анодного заземлителя, который обладает простотой конструкции, повышенной надежностью контактных узлов, высокой эксплуатационной надежностью и легкостью монтажа.The problem the utility model is aimed at and the technical result achieved is to create another lightweight construction of the anode earthing switch, which has simplicity of design, increased reliability of contact nodes, high operational reliability and ease of installation.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата анодный заземлитель состоит из провода токоввода и подсоединенного к нему, по меньшей мере, одного рабочего электрода, который выполнен в виде полой сквозной или глухой трубы из химически стойкого металла, причем в качестве рабочего материала электрода используются металлы группы платины или их оксиды, или смеси их оксидов, нанесенные на внешнюю поверхность электрода, при этом контакт провода токоввода с электродом осуществляется посредством, по меньшей мере, одного упругого элемента, а внутренняя полость электрода заполнена электроизолирующим герметизирующим составом.To solve the problem and achieve the claimed technical result, the anode ground electrode consists of a current lead wire and at least one working electrode connected to it, which is made in the form of a hollow through or blind pipe made of chemically resistant metal, and metals are used as the working material of the electrode platinum groups or their oxides, or mixtures of their oxides deposited on the outer surface of the electrode, wherein the contact of the current lead wire with the electrode is carried out by at least Leray, one elastic member, and the inner cavity of the electrode is filled with an electrically insulating sealing compound.

Кроме этого:Besides:

- в состав оксидов металлов группы платины входит оксид металла материала электрода;- the composition of the platinum group metal oxides includes metal oxide of the electrode material;

- торцы электрода дополнительно герметизированы термоусаживаемыми материалами;- the ends of the electrode are additionally sealed with heat-shrinkable materials;

- все электроды расположены на одном проводе токоввода последовательно, при этом токопроводящая жила провода токоввода выполнена цельной по длине;- all electrodes are located on one wire of the current lead in series, while the conductive core of the wire of the current lead is made integral in length;

- электрод размещен в металлическом полом контейнере с электропроводящей засыпкой;- the electrode is placed in a metal hollow container with an electrically conductive filling;

- металлический полый контейнер снабжен кронштейнами для соединения в цепочку одиночных блоков заземлителей.- the metal hollow container is equipped with brackets for connecting into a chain of single blocks of grounding conductors.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:The utility model is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 показан общий вид анодного заземлителя с электродом в виде сквозной трубы;- figure 1 shows a General view of the anode ground electrode with an electrode in the form of a through pipe;

- на фиг.2 - тот же заземлитель фиг.1 с электродом в виде глухой трубы;- figure 2 - the same ground electrode of figure 1 with the electrode in the form of a blind pipe;

- на фиг.3 показана цепочка заземлителей с цельной по длине токопроводящей жилой;- figure 3 shows a chain of grounding conductors with a solid along the length of the conductive core;

- на фиг.4 показан одиночный анодный заземлитель фиг.2 в коксовой засыпке в металлическом контейнере;- figure 4 shows a single anode ground electrode of figure 2 in a coke charge in a metal container;

- на фиг.5 - показан блок состоящий из одиночного анодного заземлителя фиг.2 в коксовой засыпке в металлическом контейнере, который снабжен кронштейнами для соединения в цепочку одиночных блоков заземлителей;- figure 5 shows a block consisting of a single anode ground electrode of figure 2 in a coke charge in a metal container, which is equipped with brackets for connecting in a chain of single blocks of grounding;

- на фиг.6 - показана цепочка заземлителей с цельной по длине токопроводящей жилой с электродами размещенными в металлических полых контейнерах с электропроводящей засыпкой.- figure 6 - shows a chain of grounding conductors with an entire length of conductive core with electrodes placed in metal hollow containers with electrically conductive filling.

Анодный заземлитель состоит из провода 1 токоввода и подсоединенного к нему, по меньшей мере, одного рабочего электрода 2, который выполнен в виде полой сквозной или глухой трубы из химически стойкого вентильного металла, типа титана, ниобия, тантала или их сплавов, при этом в качестве рабочего материала 3 электрода 2 используются металлы группы платины, такие, как рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина или их оксиды, или смеси их оксидов, нанесенные на внешнюю поверхность 4 электрода 2, при этом контакт провода 1 токоввода с электродом 2 осуществляется посредством, по меньшей мере, одного упругого элемента 5, типа винтовой пружина сжатия (см. поз.5), пружинящей разрезной втулки, различных упругих лепестков и т.д. (условно не показаны), а внутренняя полость 6 электрода, включая место расположения упругого элемента 5 и его контакта 7 с проводом 1 токоввода заполнена электроизолирующим герметизирующим составом 8.The anode ground electrode consists of a current lead wire 1 and at least one working electrode 2 connected to it, which is made in the form of a hollow through or blind pipe of a chemically resistant valve metal, such as titanium, niobium, tantalum, or their alloys, while working material 3 of electrode 2, platinum group metals are used, such as ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platinum or their oxides, or mixtures of their oxides deposited on the outer surface 4 of electrode 2, while the contact of wire 1 of the current lead with the electrode 2 is carried out by means of at least one elastic element 5, such as a screw compression spring (see pos. 5), a spring-loaded split sleeve, various elastic petals, etc. (not shown conditionally), and the internal cavity 6 of the electrode, including the location of the elastic element 5 and its contact 7 with the wire 1 of the current lead is filled with an electrically insulating sealing composition 8.

С целью улучшения адгезии рабочего материала 3 с электродом 2 в состав оксидов металлов группы платины может входит оксид металла материала электрода 2.In order to improve the adhesion of the working material 3 with the electrode 2, the metal oxide of the material of the electrode 2 can be included in the composition of the platinum group metal oxides.

Торцы 9 электрода 2 дополнительно могут быть герметизированы термоусаживаемыми материалами с образованием герметичной муфты 10.The ends 9 of the electrode 2 can additionally be sealed with heat-shrinkable materials with the formation of a tight coupling 10.

Все электроды 2 могут быть расположены на одном проводе 1 токоввода последовательно, при этом токопроводящая жила 11 провода 1 токоввода выполнена цельной по длине.All electrodes 2 can be located on one wire 1 of the current lead in series, while the conductive core 11 of the wire 1 of the current lead is made integral in length.

Электрод 2 может быть размещен в металлическом полом контейнере 12 с центраторами 13 по торцам электрода 2 и электропроводящей засыпкой 14 типа кокса, коксо-минерального активатора, графита и т.д., и сам контейнер 12 может быть снабжен кронштейнами 15 для соединения в цепочку одиночных блоков заземлителей.The electrode 2 can be placed in a metal hollow container 12 with centralizers 13 at the ends of the electrode 2 and an electrically conductive backfill 14 such as coke, coke-mineral activator, graphite, etc., and the container 12 itself can be equipped with brackets 15 for connecting single chains earthing blocks.

Проанализируем существенные признаки полезной модели.Let us analyze the essential features of a utility model.

Особенностью конструкции заземлителя является контакт провода 1 токоввода с электродом 2, который осуществляется посредством упругого элемента 5, такого, например, как винтовая пружина сжатия или ей подобного. Использование пружины позволяет обеспечить снижение массы изделия, а также гарантированный и, практически одинаковый для всех заземлителей, контакт соединения - за счет ее прогнозируемых упругих свойств. Внутренняя полость 6 электрода 2, включая место расположения упругого элемента 5 и его контакта 7 с проводом 1 токоввода, заполнена электроизолирующим герметизирующим составом 8. Таким образом становится возможным применять заземлитель в любых природных и геологических условиях с одинаковой надежностью получения проектных эксплуатационных характеристик и выдерживанием продекларированного производителем срока его полезного использования.A design feature of the ground electrode system is the contact of the lead wire 1 with the electrode 2, which is carried out by means of an elastic element 5, such as, for example, a compression screw spring or the like. The use of a spring makes it possible to ensure a reduction in the mass of the product, as well as a guaranteed and virtually identical contact for all grounding conductors, due to its predicted elastic properties. The internal cavity 6 of the electrode 2, including the location of the elastic element 5 and its contact 7 with the lead 1 of the current lead, is filled with an electrically insulating sealing compound 8. Thus, it becomes possible to use an earthing switch in any natural and geological conditions with the same reliability of obtaining design performance and adhering to that declared by the manufacturer its useful life.

Как указывалось выше, в качестве рабочего материала 3 электрода 2 используются металлы группы платины или их оксиды, или смеси их оксидов, однако в зависимости от материала электрода 2 их адгезионные свойства по отношению к нему проявляют себя по-разному. Для обеспечения удовлетворительной сцепляемости покрытия с основой в состав оксидов металлов группы платины рекомендуется ввести оксид металла материала электрода 2.As mentioned above, platinum group metals or their oxides, or mixtures of their oxides, are used as the working material 3 of electrode 2, however, depending on the material of electrode 2, their adhesive properties in relation to it manifest themselves in different ways. To ensure satisfactory adhesion of the coating to the base, it is recommended to introduce metal oxide of the material of electrode 2 into the composition of platinum group metal oxides.

Учитывая сложные природные и геологические условия, в которых происходит эксплуатация заземлителя торцы 9 электрода дополнительно герметизируют термоусаживаемыми материалами с образованием герметичной муфты 10. Это повышает степень герметичности и без того герметичного пространства внутренней полости 6 электрода 2, при этом обеспечивается высочайшая степень электроизоляции контактных соединений 7 и 5-6.Given the difficult natural and geological conditions in which the grounding conductor is used, the ends of the electrode 9 are additionally sealed with heat-shrinkable materials to form an airtight sleeve 10. This increases the degree of tightness of the already sealed space of the internal cavity 6 of the electrode 2, while ensuring the highest degree of electrical insulation of the contact joints 7 and 5-6.

В случае использования цепочки из одиночных анодных заземлителей, все электроды 2 располагают на одном проводе 1 токоввода последовательно, при этом токопроводящая жила 11 провода 1 токоввода остается физически и электрически цельной на всей длине. Это обеспечивает минимальное количество контактных соединений в изделии, а, следовательно, увеличивает его эксплуатационную надежность. При этом следует отметить, что при горизонтальном расположении заземлителя длина такой цепочки может быть практически неограниченной. При вертикальном расположении длина цепочки ограничена максимально возможной массой одиночных блоков заземлителей, которую может выдержать провод 1 токоввода, входящий в самый верхний блок.In the case of using a chain of single anode grounding conductors, all the electrodes 2 are placed on one wire 1 of the current lead in series, while the conductive core 11 of the wire 1 of the current lead remains physically and electrically integral over the entire length. This ensures a minimum number of contact joints in the product, and, therefore, increases its operational reliability. It should be noted that with a horizontal arrangement of the ground electrode, the length of such a chain can be almost unlimited. With a vertical arrangement, the length of the chain is limited by the maximum possible mass of single blocks of grounding, which can withstand the wire 1 of the current input included in the uppermost block.

Рабочий электрод 2 заземлителя можно разместить в металлическом полом контейнере 12 с электропроводящей засыпкой 14 из кокса, коксо-минерального активатора, графита и им подобных материалов. В результате увеличения рабочей площади заземлителя появляется возможность обеспечить максимально возможный электрический контакт с эксплуатационной средой.The working electrode 2 of the ground electrode can be placed in a metal hollow container 12 with an electrically conductive backfill 14 made of coke, coke-mineral activator, graphite and the like. As a result of the increase in the working area of the ground electrode, it becomes possible to provide the maximum possible electrical contact with the operating environment.

Для удобства монтажа рекомендуется снабжать металлический полый контейнер ручкой 16 для переноски, дополнительным пространством 17 для размещения кабеля при транспортировке и транспортировочной крышкой 18 (см., в частности, полезную модель по патенту РФ №44427).For ease of installation, it is recommended to equip the metal hollow container with a handle 16 for carrying, additional space 17 for accommodating the cable during transportation and transportation cover 18 (see, in particular, utility model according to RF patent No. 44427).

В случае если появляется потребность создания цепочки из подобных электродов 2 (одиночных заземлителей) металлический полый контейнер 12 рекомендуется оснастить специальными кронштейнами 15, оснащенными рядом отверстий для соединения соседних блоков заземлителей, например, при помощи осей 19, болтов и т.д. (см., ПМ РФ №44422). В результате можно смонтировать цепочку практически неограниченной длины.If there is a need to create a chain of similar electrodes 2 (single grounding conductors), it is recommended to equip the hollow metal container 12 with special brackets 15 equipped with a number of holes for connecting adjacent grounding blocks, for example, using axes 19, bolts, etc. (see. PM of the Russian Federation No. 44422). As a result, you can mount a chain of almost unlimited length.

Сооружение поверхностного анодного заземления на базе заземлителя предусматривает установку изделия в скважину или траншею ниже глубины промерзания грунта. Прианодное пространство заземлителя рекомендуется заполнять коксо-минеральным активатором (КМА).The construction of surface anode grounding on the basis of the ground electrode system involves the installation of the product in a well or trench below the depth of freezing of the soil. It is recommended to fill the anode grounding space with a coke-mineral activator (KMA).

Сооружение глубинного анодного заземления на базе заземлителя предусматривает установку изделия в скважину на глубину расположения слоев грунта с минимальным электрическим сопротивлением. В одну скважину может быть установлено несколько цепочек заземлителей.The construction of deep anode grounding on the basis of the ground electrode system provides for the installation of the product in the well at a depth of the soil layers with minimal electrical resistance. Several chains of grounding conductors can be installed in one well.

После этого производят подключение заземлителей к станции катодной защиты.After this, grounding conductors are connected to the cathodic protection station.

Все работы по установке заземлителей производятся в соответствии с проектом электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии.All work on the installation of grounding conductors is carried out in accordance with the project of electrochemical protection of underground metal structures from corrosion.

В результате использования полезной модели была создании очередная облегченная конструкция анодного заземлителя, который обладает простотой конструкции, легкостью монтажа в цепочку, увеличенной надежностью контактных узлов и повышенной эксплуатационной надежностью.As a result of using the utility model, the next lightweight construction of the anode ground electrode system was created, which has simplicity of design, ease of installation in a chain, increased reliability of contact nodes and increased operational reliability.

Claims

1. Anode ground electrode consisting of a current lead wire and at least one working electrode connected to it, characterized in that the working electrode is made in the form of a hollow through or blind pipe of a chemically resistant valve metal, and metals are used as the working material of the electrode groups of platinum or their oxides, or mixtures of their oxides deposited on the outer surface of the electrode, wherein the contact of the current lead wire with the electrode is carried out by means of at least one elastic element, and friction electrode cavity is filled with an electrically insulating sealing compound.

2. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the composition of the platinum group metal oxides includes metal oxide of the electrode material.

3. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the ends of the electrode are additionally sealed with heat-shrinkable materials.

4. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that all the electrodes are arranged on one wire of the current lead in series, while the conductive core of the wire of the current lead is made integral in length.

5. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode is placed in a metal hollow container with an electrically conductive filling.

6. Anode ground electrode system according to claim 5, characterized in that the metal hollow container is equipped with brackets designed to be connected to a chain of single earthing units.