RU142911U1

RU142911U1 - COUPLING OF CORROSION PROTECTION

Info

Publication number: RU142911U1
Application number: RU2014108982/02U
Authority: RU
Inventors: Сергей Борисович Софьин; Александр Сергеевич Софьин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМВОЛГА"
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-07-10

Abstract

1. Муфта коррозионной защиты, содержащая два одинаковых полукольца, изготовленных из протекторного сплава и соединенных между собой при помощи соединительного устройства, отличающаяся тем, что соединительное устройство выполнено в виде двух винтов, установленных в соответствующих внутренних отверстиях одного из полуколец и ввернутых в резьбовые отверстия другого полукольца.2. Муфта коррозионной защиты по п. 1, отличающаяся тем, что оба полукольца выполнены из алюминиевого деформируемого сплава.3. Муфта коррозионной защиты по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в собранном состоянии между полукольцами образуются зазоры.4. Муфта коррозионной защиты по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что винты выполнены с потайной головкой.5. Муфта коррозионной защиты по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что винты выполнены с усиками для фиксации.6. Муфта коррозионной защиты по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что внутренний диаметр полуколец равен 0,5-0,7 внешнего диаметра полуколец.1. A corrosion protection coupling containing two identical half rings made of a tread alloy and interconnected by a connecting device, characterized in that the connecting device is made in the form of two screws installed in the corresponding internal holes of one of the half rings and screwed into the threaded holes of the other half rings. 2. The corrosion protection coupling according to claim 1, characterized in that both half rings are made of an aluminum wrought alloy. 3. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that in the assembled state, gaps are formed between the half rings. 4. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the screws are made with a countersunk head. 5. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the screws are made with antennae for fixing. 6. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the inner diameter of the half rings is 0.5-0.7 of the outer diameter of the half rings.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающему оборудованию, конкретно к устройствам для предотвращения его коррозии.The utility model relates to oil and gas production equipment, specifically to devices for preventing its corrosion.

Известен протектор (устройство для электрохимической защиты) по патенту РФ на полезную модель №132080, МПК C23F 13/06, опубл 10.09.2013 г.Known tread (device for electrochemical protection) according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 132080, IPC C23F 13/06, published on 09/10/2013.

Устройство электрохимической защиты от внутренней коррозии трубопроводной арматуры, включает корпус и запорный элемент с кинематическим элементом привода, содержащее в качестве анода - протекторы, выполненные с возможностью закрепления на запорном элементе с помощью коррозионно-стойкого резьбового крепежа, отличающееся тем, что оно снабжено неразъемными или условно-разъемными металлическими соединениями, образующими единую электрическую цепь с катодом и протекторами с суммарным электрическим сопротивлением по металлу в сухом состоянии величиной не более 0,1 Ом, при этом в качестве катода используются корпус и запорный элемент с кинематическим элементом привода трубопроводной арматуры, а материал протектора выбран в зависимости от материала катода и концентрации в рабочей среде коррозионно-активных компонентов и из условия 0,4B≤Δϕ≤0,5B, где Δϕ - алгебраическая разность электрохимических потенциалов катода и анода.The device for electrochemical protection against internal corrosion of pipeline valves, includes a housing and a locking element with a kinematic drive element, containing as an anode, protectors made with the possibility of fastening to the locking element using corrosion-resistant threaded fasteners, characterized in that it is provided with one-piece or conditionally - detachable metal compounds forming a single electrical circuit with a cathode and protectors with a total electrical resistance of metal in dry condition with a value of not more than 0.1 Ohm, while the cathode is a housing and a locking element with a kinematic element for actuating the pipe fittings, and the tread material is selected depending on the cathode material and the concentration of corrosive components in the working medium and from the condition 0.4B ≤Δϕ≤0.5B, where Δϕ is the algebraic difference of the electrochemical potentials of the cathode and anode.

Недостатки трудности в организации серийного производства устройства, связанные с подбором материала для каждого протектора.The disadvantages of the difficulty in organizing mass production of the device associated with the selection of material for each tread.

Известен протектор скважинный по патенту РФ на полезную модель №112291, МПК F04B 47/00, опубл 10.01.2012 г.Known downhole protector according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 112291, IPC F04B 47/00, published on January 10, 2012

Протектор скважинный содержит корпус, электрод, изготавливаемый из магниевого сплава, изоляторы и соединительные муфты, при этом корпус протектора с концентрично расположенным внутри него электродом, заполненным электролитом, например 10%-ным раствором NaCl, свинчен с перфорированным патрубком, расположенным в его верхней части, нижняя часть устройства ввернута в патрубок шламонакопительный, закрываемый резьбовой заглушкой, сам протектор скважинный устанавливается ниже фильтра.The downhole protector contains a housing, an electrode made of magnesium alloy, insulators and couplings, while the tread housing with an electrode concentrically located inside it, filled with an electrolyte, for example, a 10% NaCl solution, is screwed with a perforated nozzle located in its upper part, the lower part of the device is screwed into the sludge collecting nozzle, which is closed by a threaded plug; the downhole protector itself is installed below the filter.

Недостаток узкоспециализированное применение.The lack of highly specialized application.

Известен анод-протектор по патенту РФ на полезную модель №111856, МПК C23F 13/00, опубл 27.12.2011 г.Known anode protector according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 111856, IPC C23F 13/00, publ. 12/27/2011

Анод-протектор содержит цилиндрическое тело из магниевого сплава с гнездом по оси в одном из его торцов, а также контактный стержень из стали, выполненный с резьбовым участком на одном из концов и с длиной, меньшей длины цилиндрического тела, в котором он зафиксирован по оси заливкой с расположением резьбового участка в гнезде торцом ниже плоскости торца цилиндрического тела.The anode protector contains a cylindrical body of magnesium alloy with a socket along the axis in one of its ends, as well as a contact rod made of steel, made with a threaded section at one end and with a length shorter than the length of the cylindrical body in which it is fixed axially by filling with the location of the threaded section in the socket end face below the plane of the end face of the cylindrical body.

Недостатки сложность конструкции.Disadvantages of design complexity.

Известен протектор (устройство для защиты от коррозии) по патенту РФ на полезную модель №137329, МПК E21B 41/02, опубл 10.02.2014 г.Known tread (device for protection against corrosion) according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 137329, IPC E21B 41/02, published on 02/10/2014.

Устройство для защиты от коррозии погружного скважинного оборудования, содержащее длинномерный протектор со стержневым армирующим элементом, отличающееся тем, что на поверхности части армирующего элемента, выступающей за край протектора, нанесена резьба, на поверхности части армирующего элемента, находящейся в теле протектора, выполнены выемки, на наружной поверхности протектора выполнены продольные ребра.A device for corrosion protection of submersible downhole equipment containing a long tread with a rod reinforcing element, characterized in that a thread is applied on the surface of the part of the reinforcing element protruding beyond the edge of the tread, recesses are made on the surface of the part of the reinforcing element located in the tread body, the outer surface of the tread made longitudinal ribs.

Недостатки сложность конструкции и как следствие нетехнологичность и относительно высокая стоимость.The disadvantages are the complexity of the design and, as a consequence, the low-tech and relatively high cost.

Известен протектор по патенту РФ на полезную модель №123009, МПК C23F 13/00, опубл 27.12.2012 г, прототип.Known protector according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 123009, IPC C23F 13/00, published on 12/27/2012, prototype.

Протектор для защиты от коррозии трубопровода выполнен из двух одинаковых первого и второго полуколец, изготовленных из протекторного сплава, при этом каждое из полуколец имеет, по меньшей мере, один внутренний арматурный стержень, концентрично установленный относительно поверхности полукольца, длина дуги арматурного стержня больше 180°, концы арматурного стержня выполнены отогнутыми в одну сторону, при этом концы арматурных стержней первого и второго полуколец соединены между собой внахлест, при этом с одной стороны соединения конец арматурного стержня первого полукольца расположен под ответным концом арматурного стержня второго полукольца, а с другой стороны соединения конец арматурного стержня первого полукольца расположен над ответным концом арматурного стержня второго полукольца, и внутренняя поверхность первого и второго полуколец выполнена гладкой.The tread for corrosion protection of the pipeline is made of two identical first and second half rings made of a tread alloy, each half ring having at least one internal reinforcing bar concentrically mounted relative to the surface of the half ring, the length of the reinforcing bar arc is more than 180 °, the ends of the reinforcing bar are bent to one side, while the ends of the reinforcing bars of the first and second half rings are overlapped, while on the one side of the connection end a the rod of the first half-ring is located under the mating end of the second half-reinforcing rod, and on the other side of the connection, the end of the first half-reinforcing rod is located above the second end of the second half-reinforcing rod, and the inner surface of the first and second half-rings is smooth.

Недостаток сложность сборки на месте установки протектора.The disadvantage is the complexity of the assembly at the installation site of the tread.

Задачей создания полезной модели является упрощение конструкции протектораThe task of creating a utility model is to simplify the design of the tread

Достигнутый технический результат упрощение конструкции протектораAchieved technical result simplification of the tread design

Решение указанных задач достигнуто в муфте коррозионной защиты, содержащая два одинаковых первое и второе полукольца, изготовленных из протекторного сплава, и соединенных между собой при помощи соединительного устройства, тем, что соединительное устройство выполнено в виде двух винтов, установленных соответственно во внутренних отверстиях одного из полуколец и ввернутых в резьбовое отверстие другого полукольца. Оба полукольца могут быть выполнены из сплава алюминиевого деформируемого. В собранном состоянии между полукольцами образуются зазоры. Винты могут быть выполнены с потайной головкой. Винты могут быть выполнены с усиками для фиксации. Внутренний диаметр полуколец может быть выполнен равным 0,5…0,7 от внешнего диаметра полуколец.The solution of these problems was achieved in a corrosion protection coupling, containing two identical first and second half rings made of a tread alloy and interconnected by a connecting device, in that the connecting device is made in the form of two screws installed respectively in the internal holes of one of the half rings and screwed into the threaded hole of another half ring. Both half rings can be made of a deformable aluminum alloy. In the assembled state, gaps form between the half rings. Screws can be made with countersunk head. The screws can be made with antennae for fixation. The inner diameter of the half rings can be made equal to 0.5 ... 0.7 from the outer diameter of the half rings.

Сущность полезной модели поясняется на чертежах (фиг. 1…4), где:The essence of the utility model is illustrated in the drawings (Fig. 1 ... 4), where:

- на фиг. 1 приведен чертеж устройства,- in FIG. 1 is a drawing of the device,

- на фиг. 2 приведен вид сбоку.- in FIG. 2 is a side view.

- на фиг. 3 приведена схема установки винта,- in FIG. 3 shows the installation diagram of the screw,

- на фиг. 4 приведен чертеж полукольца.- in FIG. 4 shows a drawing of a half ring.

Муфта коррозионной защиты (фиг. 1…4) содержит два одинаковых первое и второе полукольца 1 и 2, изготовленных из протекторного сплава, и соединенных между собой при помощи соединительного устройства, тем, что соединительное устройство выполнено в виде двух винтов 3, установленных соответственно во внутренних отверстиях 4 одного из полуколец и ввернутых по резьбе 5 в другое полукольцо. Оба полукольца 1 и 2 могут быть выполнены из сплава алюминиевого деформируемого АМг2 ГОСТ 4784-97. Допускается замена материала на АМг6 ГОСТ 4784-97.The corrosion protection coupling (Fig. 1 ... 4) contains two identical first and second half rings 1 and 2 made of a tread alloy and interconnected by means of a connecting device, in that the connecting device is made in the form of two screws 3 mounted respectively in the internal holes 4 of one of the half rings and screwed into the other half by thread 5. Both half rings 1 and 2 can be made of an alloy of aluminum deformable AMg2 GOST 4784-97. It is allowed to replace the material with AMg6 GOST 4784-97.

В собранном состоянии между полукольцами 1 и 2 образуются зазоры 6. Винты 3 могут быть выполнены с потайной головкой 7. Винты могут быть выполнены с усиками 8 для фиксации. Потайные головки 7 и усики 8 размещены в выемках. 9.In the assembled state, gaps are formed between the half rings 1 and 2. The screws 3 can be made with a countersunk head 7. The screws can be made with antennae 8 for fixing. Secret heads 7 and antennae 8 are placed in the recesses. 9.

Внутренний диаметр d полуколец 1 и 2 может быть выполнен равным 0,5…0,7 от внешнего диаметра D полуколец:The inner diameter d of the half rings 1 and 2 can be made equal to 0.5 ... 0.7 from the outer diameter D of the half rings:

d=(0,5…0,7)Dd = (0.5 ... 0.7) D

При эксплуатации (фиг. 1…3) концентрично подземному трубопроводу или другому агрегату в грунт устанавливают два полукольца 1 и 2 и свинчивают винтами 3 до получения регламентированного зазора 6 (фиг. 1). Потом разгибают усики 8 и зарывают муфту коррозионной защиты с трубопроводом (агрегатом) в грунт.During operation (Fig. 1 ... 3) concentrically to an underground pipeline or other unit, two half rings 1 and 2 are installed in the ground and screwed with screws 3 until a regulated clearance 6 is obtained (Fig. 1). Then the antennae 8 is unbent and the corrosion protection coupling with the pipeline (unit) is buried in the ground.

Метод электрохимической защиты был изобретен и впервые применен в Англии в 1824 году для защиты обшивки кораблей от коррозии. Электрохимическая протекторная защита металлов от коррозии основана на прекращении коррозии металлов под действием постоянного электрического тока. Поверхность любого металла гальванически неоднородна, что и является основной причиной его коррозии в растворах электролитов, к которым относятся морская вода, все пластовые и все подтоварные воды. При этом в первую очередь разрушаются участки поверхности металла с наиболее отрицательным потенциалом (аноды), с которых ток стекает во внешнюю среду, а участки металлов с более положительным потенциалом (катоды), в которые ток втекает из внешней среды, не разрушаются. Механизм действия протекторной защиты заключается в превращении всей поверхности защищаемой металлической конструкции в один общий неразрушающийся катод. Анодами при этом будут являться подключенные к защищаемой конструкции электроды из более электроотрицательного металла - протекторы. Электрический защитный ток получается вследствие работы гальванической пары протектор-защищаемая конструкция. При своей работе протекторы постепенно изнашиваются (анодно растворяются), защищая при этомThe method of electrochemical protection was invented and first applied in England in 1824 to protect the sheathing of ships from corrosion. Electrochemical tread protection of metals against corrosion is based on the termination of metal corrosion under the influence of direct electric current. The surface of any metal is galvanically heterogeneous, which is the main reason for its corrosion in electrolyte solutions, which include sea water, all produced and all produced water. In this case, first of all, sections of the metal surface with the most negative potential (anodes) from which the current flows into the external environment are destroyed, and areas of metals with a more positive potential (cathodes) into which the current flows from the external environment are not destroyed. The mechanism of action of tread protection is to turn the entire surface of the protected metal structure into one common non-destructible cathode. The anodes will be the electrodes of a more electronegative metal connected to the protected structure - protectors. Electric protective current is obtained due to the operation of a galvanic pair of protector-protected design. During their work, the protectors gradually wear out (dissolve anodically), while protecting

основной металл, поэтому за рубежом протекторы называют «жертвенными анодами». Электрохимическая защита одинаково эффективна как для строящихся, так и для находящихся в эксплуатации судов, резервуаров и другого оборудования. Протекторная защита обычно применяется совместно с лакокрасочными покрытиями. Такое сочетание пассивной, какой является окраска, и активной защиты, к которой относится протекторная, позволяет уменьшить расход протекторов и тем самым увеличить срок их службы, обеспечить более равномерное распределение защитного тока по поверхности защищаемых конструкций и, наконец, компенсировать все дефекты покрытия, связанные с неизбежным его разрушением при монтаже, транспортировке и процессе эксплуатации, в том числе вследствие естественного старения (набухания, вспучивания, растрескивания, отслаивания). При этом следует отметить, что на оголенной поверхности металла при его катодной поляризации в морской, пластовой и подтоварной водах выпадает катодный солевой осадок, состоящий из нерастворимых солей кальция и магния и играющий роль дополнительного покрытия.the base metal, therefore, overseas protectors are called "sacrificial anodes." Electrochemical protection is equally effective for both ships under construction and in operation, tanks and other equipment. Tread protection is usually applied in conjunction with paintwork. This combination of passive, which is the color, and active protection, which includes tread, allows you to reduce the consumption of treads and thereby increase their service life, to ensure a more uniform distribution of the protective current on the surface of the protected structures and, finally, to compensate for all coating defects associated with its inevitable destruction during installation, transportation and operation, including due to natural aging (swelling, swelling, cracking, peeling). It should be noted that on the exposed surface of the metal during its cathodic polarization in marine, stratum and commercial waters, a cathodic salt precipitate is formed consisting of insoluble salts of calcium and magnesium and plays the role of an additional coating.

Поскольку основная масса металлических конструкций делается, как правило, из стали, в качестве протектора могут использоваться металлы с более отрицательным, чем у стали электродным потенциалом. Среди основных их три - цинк, алюминий и магний. Использовать чистые металл в качестве протекторов не всегда целесообразно. Так, например, чистый цинк растворяется неравномерно из-за крупнозернистой дендритной структуры, поверхность чистого алюминия покрывается плотной оксидной пленкой, магний имеет высокую скорость собственной коррозии. Для придания протекторам требуемых эксплуатационных свойств в их состав вводят легирующие элементы.Since the bulk of metal structures are made, as a rule, of steel, metals with a more negative electrode potential than steel can be used as a tread. Among the main three are zinc, aluminum and magnesium. Using pure metal as protectors is not always advisable. For example, pure zinc dissolves unevenly due to the coarse-grained dendritic structure, the surface of pure aluminum is covered with a dense oxide film, and magnesium has a high rate of its own corrosion. To give the treads the required operational properties, alloying elements are introduced into their composition.

Магниевые протекторыMagnesium protectors

Из-за высокого рабочего потенциала магниевого протекторного сплава (минус 1,45 В по хлорсеребряному электроду сравнения) происходит быстрый износ протекторов и поэтому не представляется возможным с помощью этих протекторов осуществить защиту на приемлемый для практики длительный срок. Следует отметить также, что у магния и магниевых сплавов, в отличие от цинка и алюминия, отсутствует поляризация, сопровождаемая уменьшением токоотдачи.Due to the high working potential of the magnesium tread alloy (minus 1.45 V over the silver chloride reference electrode), treads quickly wear and therefore it is not possible to protect them for a long acceptable period for practical use. It should also be noted that in magnesium and magnesium alloys, unlike zinc and aluminum, there is no polarization, accompanied by a decrease in current efficiency.

Алюминиевые протекторыAluminum protectors

Короткозамкнутые протекторы из сплава с повышенной анодной активностью предназначены для защиты днищ резервуаров, подверженных накоплению песчано-парафиновых отложений, удельная электропроводность которых значительно ниже, чем у пластовых вод. Такой материал характеризуется величиной рабочего и стационарного отрицательного потенциала по водородному электроду сравнения соответственно 850-900 мВ. Применение таких сплавов позволяет также обеспечить защиту конструкции при наличии в агрессивной среде сульфатвосстанавливающих бактерий, присутствующих в нефти практически всегда. Браслетные алюминиевые протекторы позволяют защитить сварные стыковые соединения промысловых трубопроводов, которые наиболее уязвимы для коррозии.Short-circuited alloy protectors with increased anode activity are designed to protect the bottoms of reservoirs subject to the accumulation of sand-paraffin deposits, the conductivity of which is much lower than that of formation water. Such material is characterized by the magnitude of the working and stationary negative potential for the hydrogen reference electrode, respectively, 850-900 mV. The use of such alloys also makes it possible to protect the structure in the presence of sulfate-reducing bacteria present in oil in an aggressive environment almost always. Bracelet aluminum protectors protect welded butt joints of field pipelines that are most vulnerable to corrosion.

Применение полезной модели позволило:Application of the utility model allowed:

- максимально упростить конструкцию устройства и обеспечить технологичность ее изготовления, так как внешняя поверхность протектора не подвергается обработке.- simplify the design of the device and ensure the manufacturability of its manufacture, since the outer surface of the tread is not exposed to processing.

- снизить стоимость стержня протекторного,- reduce the cost of the tread rod,

- упростить сборку изделия.- simplify the assembly of the product.

Изготовлено два опытных образца муфты коррозионной защиты 66.7790.00 СБ и 67.7790.00-01 СБ, которые прошли успешные испытания.Two prototypes of the corrosion protection clutch 66.7790.00 SB and 67.7790.00-01 SB were manufactured, which passed successful tests.

Claims

1. A corrosion protection coupling containing two identical half rings made of a tread alloy and interconnected by a connecting device, characterized in that the connecting device is made in the form of two screws installed in the corresponding internal holes of one of the half rings and screwed into the threaded holes of the other half rings.

2. The corrosion protection coupling according to claim 1, characterized in that both half rings are made of an aluminum deformable alloy.

3. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that gaps are formed between the half rings in the assembled state.

4. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the screws are made with countersunk head.

5. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the screws are made with antennae for fixing.

6. The corrosion protection coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the inner diameter of the half rings is 0.5-0.7 of the outer diameter of the half rings.