RU209467U1

RU209467U1 - Polymer anode ground electrode

Info

Publication number: RU209467U1
Application number: RU2021120391U
Authority: RU
Inventors: Валерий Евгеньевич Одегов; Виталий Владимирович Бурма; Сергей Михайлович Шквара; Сергей Владимирович Ленько
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "ПромТехМастер"
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2022-03-16

Abstract

Полезная модель относится к области электрохимической катодной защиты металлических конструкций и сооружений, резервуаров, а также стальных трубопроводов различного назначения от коррозии. Анодный заземлитель содержит полимерный электрод и кабель, при этом полимерный электрод выполнен из электропроводящего полимерного композита с удельным электрическим сопротивлением менее 1,0 Ом⋅м, стойким к воздействию нефти и нефтепродуктов, продуктов анодного растворения, газов и дополнен размещенным коаксиально вдоль центральной оси луженым гибким медным токопроводом, который выведен с двух концов полимерного электрода, а соединение полимерного электрода с кабелем осуществлено посредством контактного узла, включающего в себя герметизирующий элемент и полиолефиновую термоусаживаемую муфту, причем заземлитель помещен внутри футляра с ионообменными токопроводящими элементами, а футляр выполнен из полимерного композита, устойчивого к продуктам анодного растворения, и заполнен токопроводящим гелем, а с торцов закрыт заглушками с герметичными кабельными вводами. Технический результат: улучшение эксплуатационной надежности анодного заземлителя полимерного реализуется за счет применения электродов с низким удельным электрическим сопротивлением и с экспоненциальным распространением защитного тока по всей поверхности рабочего элемента, а также за счет ремонтопригодности заземлителя, которая обеспечивается применением монтажного футляра с токопроводящим гелем, увеличивая срок службы заземлителя до 50 лет. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of electrochemical cathodic protection of metal structures and structures, tanks, as well as steel pipelines for various purposes against corrosion. The anode ground electrode contains a polymer electrode and a cable, while the polymer electrode is made of an electrically conductive polymer composite with a specific electrical resistance of less than 1.0 Ohm⋅m, resistant to oil and oil products, anodic dissolution products, gases and is supplemented with a tinned flexible one placed coaxially along the central axis. copper current lead, which is brought out from both ends of the polymer electrode, and the connection of the polymer electrode to the cable is carried out by means of a contact assembly, which includes a sealing element and a polyolefin heat-shrinkable sleeve, moreover, the ground electrode is placed inside a case with ion-exchange conductive elements, and the case is made of a polymer composite resistant to the products of anodic dissolution, and is filled with a conductive gel, and closed at the ends with plugs with sealed cable glands. EFFECT: improving the operational reliability of an anode polymeric grounding conductor is realized through the use of electrodes with low electrical resistivity and with exponential propagation of protective current over the entire surface of the working element, as well as due to the maintainability of the grounding conductor, which is ensured by the use of a mounting case with conductive gel, increasing the service life ground electrode system up to 50 years. 2 w.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель используется для электрохимической катодной защиты металлических конструкций и сооружений, резервуаров, а также стальных трубопроводов различного назначения.The utility model is used for electrochemical cathodic protection of metal structures and structures, tanks, as well as steel pipelines for various purposes.

Известен анодный заземлитель, состоящий из токопроводника и токопроводной полимерной оболочки. Токопроводник выполнен в виде металлического или углеродного стержня, а токопроводная оболочка состоит из полимерного связующего в смеси с отходами металлургических производств и углеродными волокнами с фактором формы не менее 1. (см. патент РФ на ИЗ №2148012, по кл. МКИ С01В 31/00 С01В 31/04, C23F 13/00, С25В 9/00, 2000).Known anode ground electrode, consisting of a conductor and a conductive polymer shell. The current conductor is made in the form of a metal or carbon rod, and the conductive sheath consists of a polymer binder mixed with metallurgical waste and carbon fibers with a shape factor of at least 1. C01B 31/04, C23F 13/00, C25B 9/00, 2000).

Недостатком данного изделия является металлический токопроводной элемент в разлагающийся в процессе эксплуатации, в результате чего снижаются технические параметры заземлителя.The disadvantage of this product is that the metal conductive element decomposes during operation, as a result of which the technical parameters of the ground electrode are reduced.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является анодный заземлитель, содержащий электрод и кабель. Тело электрода выполнено цельным из электропроводного полимерного материала. Кабель закреплен на теле электрода, а место соединения кабеля с телом электрода изолировано от внешней среды герметизирующим элементом. Герметизирующий элемент выполнен в виде термоусадочной трубки, заполненной герметиком. (см. патент РФ на ПМ №150498, по кл. МКИ C23F 13/16, 2014).The closest in technical essence to the proposed solution is an anode earth electrode containing an electrode and a cable. The body of the electrode is made in one piece of an electrically conductive polymer material. The cable is fixed on the electrode body, and the junction of the cable with the electrode body is isolated from the external environment by a sealing element. The sealing element is made in the form of a heat-shrinkable tube filled with a sealant. (see RF patent for PM No. 150498, class MKI C23F 13/16, 2014).

Недостатком данной модели является отсутствии равномерного распределения тока по телу электрода, из-за разницы в удельного объемного электрического сопротивления электрода и винта, соединенного с кабелем, вследствие чего наиболее активная токоотдача идет в области, прилегающей к винту, приводящей к неравномерному износу и сокращению срока службы.The disadvantage of this model is the lack of a uniform current distribution over the body of the electrode, due to the difference in the specific volumetric electrical resistance of the electrode and the screw connected to the cable, as a result of which the most active current transfer occurs in the area adjacent to the screw, leading to uneven wear and reduced service life. .

Задача, решаемая полезной моделью, заключается в улучшении эксплуатационной надежности анодного заземлителя полимерного в системе электрохимической защиты подземных металлических сооружений.The task solved by the utility model is to improve the operational reliability of an anode polymeric ground electrode system in the system of electrochemical protection of underground metal structures.

Указанная задача решается тем, что анодный заземлитель полимерный, содержащий полимерный электрод, кабель, оболочку из электропроводящего полимерного композита, место соединения кабеля, изолированное от внешней среды герметизирующим элементом. Полимерный электрод выполнен на основе полимеров с низким электрическим сопротивлением и дополнен размещенным коаксиально вдоль центральной оси луженным гибким медным токопроводом. Токопровод выведен с двух концов полимерного электрода. Соединение полимерного электрода с кабелем осуществлено посредством контактного узла, включающим в себя герметизирующий элемент и полиолефиновую термоусаживаемую муфту. Заземлитель помещен внутри футляра с ионообменными токопроводящими элементами. Футляр выполнен из полимерного композита, устойчивого к продуктам анодного растворения, и заполнен токопроводящим гелем, а с торцов закрыт заглушками с герметичными кабельными вводами.This problem is solved by the fact that the anode polymeric grounding switch, containing a polymeric electrode, a cable, a sheath made of an electrically conductive polymer composite, a cable junction isolated from the external environment by a sealing element. The polymer electrode is made on the basis of polymers with low electrical resistance and is supplemented with a tinned flexible copper conductor placed coaxially along the central axis. The conductor is brought out from two ends of the polymer electrode. The polymer electrode is connected to the cable by means of a contact assembly, which includes a sealing element and a polyolefin heat-shrinkable sleeve. The ground electrode is placed inside a case with ion-exchange conductive elements. The case is made of a polymer composite resistant to anodic dissolution products, filled with a conductive gel, and closed at the ends with plugs with sealed cable glands.

Кроме того, электропроводящий полимерный композит оболочки выбран с низким удельным электрическим сопротивлением менее 1,0 Ом м, стойким к воздействию нефти и нефтепродуктов, продуктам анодного растворения, газов.In addition, the electrically conductive polymer composite of the shell is selected with a low electrical resistivity of less than 1.0 Ohm m, resistant to oil and oil products, anodic dissolution products, and gases.

В конструкции использован кабель марки КГН-ХЛ ЭХ3-У.The cable used in the design is KGN-KhL EKH3-U.

В данном техническом решении выбраны полиолефиновые термоусаживаемые муфты, устойчивые к ультрафиолетовому излучению и к агрессивным условиям окружающей среды.In this technical solution, polyolefin heat-shrink sleeves are selected that are resistant to ultraviolet radiation and to aggressive environmental conditions.

Технический результат достигается совокупностью всех указанных признаков. Улучшение эксплуатационной надежности анодного заземлителя полимерного в системе электрохимической защиты подземных металлических сооружений реализуется за счет применения электродов с низким удельным электрическим сопротивлением, с экспоненциальным распространением защитного тока по всей поверхности рабочего элемента. Ремонтопригодность анодного заземлителя полимерного обеспечивается применением монтажного футляра с токопроводящим гелем.The technical result is achieved by a combination of all these features. Improving the operational reliability of the anode polymeric ground electrode system in the system of electrochemical protection of underground metal structures is realized through the use of electrodes with low electrical resistivity, with exponential propagation of the protective current over the entire surface of the working element. The maintainability of the anode polymeric ground electrode is ensured by the use of a mounting case with conductive gel.

На чертеже представлен анодный заземлитель полимерный в разрезе. Анодный заземлитель полимерный содержит полимерный электрод 1, представляющий собой слой электропроводящего полимерного композита, токопровод 2, кабель 3, контактный узел 4, герметизирующий элемент 5, полиолефиновая термоусаживаемая муфта 6, кабельный наконечник 7, футляр 8, токопроводящий гель 9, торцевая заглушка 10, токопроводящий элемент 11, герметичный кабельный ввод 12.The drawing shows an anode polymer ground electrode in a section. The polymer anode ground electrode contains a polymer electrode 1, which is a layer of an electrically conductive polymer composite, a conductor 2, a cable 3, a contact assembly 4, a sealing element 5, a polyolefin heat-shrinkable sleeve 6, a cable lug 7, a case 8, a conductive gel 9, an end cap 10, conductive element 11, sealed cable entry 12.

Внутри слоя электропроводящего полимерного композита 1 вдоль центральной оси помещен луженный гибкий медный токопровод 2. Соединение полимерного электрода с кабелем 3 выполнено посредством контактного узла 4, заизолированного герметизирующим элементом 5 и термоусаживаемой муфтой 6. Заземлитель помещен внутрь футляра 8, с ионообменными токопроводящими элементами 11, заполненного токопроводящим гелем 9. Футляр, с торцов закрыт заглушками 10 с герметичными кабельными вводами 12. Свободные концы кабеля 3 опрессованы кабельными наконечниками 7. Отвод рабочих газов осуществляется через обратный клапан или гидрозатвор.Inside the layer of electrically conductive polymer composite 1 along the central axis, a tinned flexible copper conductor 2 is placed. The connection of the polymer electrode to the cable 3 is made by means of a contact assembly 4, insulated with a sealing element 5 and a heat-shrinkable sleeve 6. The ground electrode is placed inside the case 8, with ion-exchange current-carrying elements 11, filled conductive gel 9. The case is closed at the ends with plugs 10 with sealed cable glands 12. The free ends of the cable 3 are crimped with cable lugs 7. The working gases are removed through a check valve or a water seal.

Электропроводящий полимерный композит оболочки выбран с низким удельным электрическим сопротивлением менее 1,0 Ом⋅м, стойким к воздействию нефти и нефтепродуктов, продуктам анодного растворения, газов.The electrically conductive polymer composite of the shell is selected with a low electrical resistivity of less than 1.0 Ohm⋅m, resistant to oil and oil products, anodic dissolution products, and gases.

В данной конструкции использован кабель марки КГН-ХЛ ЭХ3-У.In this design, a KGN-KhL EKh3-U cable was used.

В предлагаемом решении выбраны полиолефиновые термоусаживаемые муфты 6, устойчивые к ультрафиолетовому излучению и к агрессивным условиям окружающей среды.In the proposed solution, polyolefin heat-shrink sleeves 6 are selected, which are resistant to ultraviolet radiation and to aggressive environmental conditions.

Возможно два типа исполнения: горизонтальный и вертикальный монтаж указанной конструкции. Исполнение как с горизонтальным монтажом конструкции так с вертикальным предполагает, что подготовленный полимерный электрод закрепляется на монтажном тросе и помещается внутрь футляра, выполненного из полимерного композита и заполняемого токопроводящим гелем. Конструкция футляра предусматривает применение ионообменных токопроводящих элементов, обеспечивающих надежный и долгосрочный электролитический контакт электрода с защитным сооружением.Two types of execution are possible: horizontal and vertical installation of the specified design. Execution both with horizontal mounting of the structure and with vertical mounting assumes that the prepared polymer electrode is fixed on a mounting cable and placed inside a case made of a polymer composite and filled with a conductive gel. The design of the case provides for the use of ion-exchange conductive elements that provide reliable and long-term electrolytic contact of the electrode with the protective structure.

Использование предлагаемого технического решения позволит улучшить эксплуатационную надежность анодного заземлителя полимерного в системе электрохимической защиты подземных металлических сооружений, а именно, повысит надежность и обеспечит ремонтопригодность анодного заземлителя полимерного, увеличивая срок его службы до 50 лет.The use of the proposed technical solution will improve the operational reliability of the polymer anode ground electrode system in the electrochemical protection system of underground metal structures, namely, it will increase the reliability and ensure the maintainability of the polymer anode earth conductor, increasing its service life up to 50 years.

Claims

1. An anode polymeric ground electrode containing a polymer electrode and a cable, characterized in that the polymer electrode is made of an electrically conductive polymer composite with a specific electrical resistance of less than 1.0 Ohm⋅m, resistant to oil and oil products, anodic dissolution products, gases, and is supplemented a tinned flexible copper conductor placed coaxially along the central axis, which is brought out from two ends of the polymer electrode, and the connection of the polymer electrode to the cable is carried out by means of a contact assembly, which includes a sealing element and a polyolefin heat-shrinkable sleeve, moreover, the ground electrode is placed inside a case with ion-exchange current-conducting elements, and the case is made of a polymer composite resistant to anodic dissolution products, filled with a conductive gel, and closed at the ends with plugs with sealed cable glands.

2. Polymeric anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the KGN-KhL EHZ-U cable is used.

3. Polymeric anode ground electrode according to claim 1, characterized in that polyolefin heat-shrink sleeves are selected that are resistant to ultraviolet radiation and to aggressive environmental conditions.