RU2690581C1 - Anode bed - Google Patents
Anode bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690581C1 RU2690581C1 RU2018106954A RU2018106954A RU2690581C1 RU 2690581 C1 RU2690581 C1 RU 2690581C1 RU 2018106954 A RU2018106954 A RU 2018106954A RU 2018106954 A RU2018106954 A RU 2018106954A RU 2690581 C1 RU2690581 C1 RU 2690581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- anode
- connecting element
- anode earthing
- earthing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/16—Electrodes characterised by the combination of the structure and the material
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD TO WHICH INVENTION RELATES.
Изобретение относится к области электрохимической защиты конструкций и может быть использовано для анодных заземлений в установках электрохимической защиты от коррозии металлических и железобетонных сооружений, контактирующих с высокоомным грунтом.The invention relates to the field of electrochemical protection of structures and can be used for anodic grounding in electrochemical protection installations against corrosion of metal and reinforced concrete structures in contact with high-resistance soil.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Широко известно применение катодной защиты для обеспечения электрохимической защиты от коррозии сооружений, металлических и железобетонных сооружений, контактирующих с грунтом с высоким содержанием солей, морской водой и другими электролитическими средами. Принцип катодной защиты основан на наложении отрицательного потенциала на защищаемый объект. Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока (например, станции катодной защиты) или же соединением с протекторным анодом, изготовленным из металла, более электроотрицательного относительно объекта. При этом поверхность защищаемого объекта становится эквипотенциальной и на всех её участках протекает только катодный процесс.It is widely known the use of cathodic protection to provide electrochemical protection against corrosion of structures, metal and reinforced concrete structures in contact with the soil with high salt content, sea water and other electrolytic media. The principle of cathodic protection is based on the imposition of negative potential on the protected object. The potential shift of the protected metal object is carried out using an external DC source (for example, a cathodic protection station) or by connecting to a sacrificial anode made of a metal more electronegative relative to the object. In this case, the surface of the protected object becomes equipotential and in all its parts only the cathodic process proceeds.
В известном уровне техники выбор анодного заземления осуществляют с учетом следующих факторов:In the prior art, the choice of anode grounding is carried out taking into account the following factors:
- силы тока катодной установки;- current strength of the cathode installation;
- свойств грунта в месте размещения заземления (удельное сопротивление грунта, влажность, глубина промерзания);- soil properties at the grounding location (specific resistivity of soil, humidity, depth of frost penetration);
- схемы расположения защищаемых объектов и других подземных металлических сооружений вблизи размещения анодного заземления.- location of the protected objects and other underground metal structures near the anode grounding location.
Материал электрода для анодного заземления целесообразно выбирать с учетом условий, приведенных в таблице 1.The material of the electrode for anodic grounding should be chosen taking into account the conditions given in Table 1.
Переходное сопротивление одного заземлителя зависит от удельного электрического сопротивления грунта и геометрических размеров электродов и их взаимного расположения. Переходное сопротивление одного электрода заземления принимают равным величине его сопротивления растеканию тока. Переходное сопротивление протяженного анодного заземления принимают равным его входному сопротивлению.The contact resistance of one earthing depends on the specific electrical resistance of the soil and the geometric dimensions of the electrodes and their relative position. The transient resistance of a single grounding electrode is assumed to be equal to the value of its resistance to current spreading. The contact resistance of the extended anode ground is taken equal to its input resistance.
Таблица 1 - Рекомендуемые условия применения анодных материаловTable 1 - Recommended conditions for the use of anode materials
Расчет анодного заземления сводится к определению количества электродов и их сроку службы.The calculation of anode grounding is reduced to determining the number of electrodes and their service life.
Начальное сопротивление растеканию тока анодного заземления в различных грунтах не должно превышать величин, указанных в таблице 2.The initial resistance to spreading of the anode grounding current in different soils should not exceed the values indicated in Table 2.
Таблица 2 - Условия применения различных типов анодных заземлений и требования к максимальному значению начального сопротивления растеканию токаTable 2 - Conditions for the use of various types of anode grounding and the requirements for the maximum value of the initial resistance to current spreading
Срок службы анодного заземления Т , годы, проверяют по следующим формулам:The service life of anode grounding T , years, is checked by the following formulas:
для подповерхностного анодного заземленияfor subsurface anode grounding
T = (GT = (G зs • k• k иand ) / (q) / (q зs • i• i з.срssr ),),
где G з - масса материала электродов заземления (без коксовой засыпки), кг;where G s - the mass of the material of the grounding electrodes (without coke backfilling), kg;
q з - скорость растворения материала электродов анодного заземления, кг/А·год; q h - the rate of dissolution of the material of the anode electrode electrodes, kg / A · year;
k u - коэффициент использования массы заземлителя (обычно принимают равным 0,77); k u - the utilization of the mass of the earthing (usually equal to 0.77);
i з.ср - средняя сила тока, А, стекающего с заземления, за планируемый период эксплуатации заземления i ssr - the average current strength, A, flowing from the ground, for the planned period of operation of the ground
При использовании коксовой засыпки вводят понижающий коэффициент 2-4.When using coke backfilling, a reduction factor of 2-4 is introduced.
Традиционно, современный анодный заземлитель представляет собой элемент удлиненной формы с металлической сердцевиной и полимерной оболочкой, который располагают в земле на расстоянии от защищаемого объекта. В некоторых случаях анодный заземлитель может содержать различные прослойки, повышающие эффективность его работы.Traditionally, modern anode earthing is an element of elongated shape with a metal core and a polymer shell, which is located in the ground at a distance from the protected object. In some cases, the anode earthing may contain various layers that increase its efficiency.
Типовой анодный заземлитель описан, например, в RU 48995 U1 (МПК C23F13/00, опубл. 10.11.2005), такой заземлитель содержит токопроводник, токопроводящую полимерную оболочку, внешний проводник и грузонесущий элемент.A typical anode earthing is described, for example, in RU 48995 U1 (IPC C23F13 / 00, publ. 10.11.2005), such a grounding conductor contains a current conductor, a conductive polymer sheath, an outer conductor and a load-carrying element.
Также в уровне техники известны решения, направленные на облегчение установки заземлителей. Например, в US 6,916,983 B2 (МПК H01R4/66, H01R4/38, опубл. 12.07.2005) описан заземляющий электрод, выполненный с возможностью установки в очень твердую или скалистую почву, содержащий длинный проводящий металлический стержень на одном конце с буровой коронкой и на другом конце с головкой, выполненной с возможностью соответствия бурильному инструменту, предпочтительно бурильному молотку.Also in the prior art known solutions aimed at facilitating the installation of earthing. For example, US 6,916,983 B2 (IPC H01R4 / 66, H01R4 / 38, published on July 12, 2005) described a grounding electrode configured to be installed in a very hard or rocky soil containing a long conductive metal rod at one end with a drill bit and on the other end with a head adapted to conform to the boring tool, preferably a boring hammer.
Недостатком известных устройств является наличие металлического стержня, который со временем растворяется, что ухудшает свойства заземлителя. Кроме того, наличие внутреннего стержня для решения по RU 48995 U1 усложняет процесс изготовления электрода.A disadvantage of the known devices is the presence of a metal rod, which dissolves over time, which degrades the properties of the earthing switch. In addition, the presence of an internal rod for the solution of RU 48995 U1 complicates the process of manufacturing the electrode.
Главным же образом решения известного уровня техники направлены на повышение эффективности работы анодных заземлителей.In the main way, solutions of the prior art are aimed at improving the efficiency of anode earthing.
Например, в US 2014/339075 A1 (МПК C23F13/14; C23F13/16, опубл. 20.11.2014) описаны электрохимические способы и изделия для защиты от коррозии, в частности, описан анодный электрод, который имеет один из размеров, который по меньшей мере в 20 раз превышает другие размеры, и содержит удлиненный металлический проводник, имеющий длину по меньшей мере 1 метр, предпочтительно 10 метров, например 10-100 метров, и покрытие, которое полностью покрывает проводник за исключением местоположений в точках соединения, например, на концах проводника, при этом по меньшей мере часть покрытия контактирует с проводником и выполнена из проводящего полимерного композита, который содержит полимер и смешанный с полимером эксфолиированный графит.For example, in US 2014/339075 A1 (IPC C23F13 / 14; C23F13 / 16, published on 11/20/2014) electrochemical methods and products for protection against corrosion are described, in particular, an anode electrode is described, which is one of sizes that is at least at least 20 times larger than other dimensions, and contains an elongated metal conductor having a length of at least 1 meter, preferably 10 meters, for example 10-100 meters, and a coating that completely covers the conductor except for locations at connection points, for example, at the ends at least part of the conductor rytiya contact with the conductor and is made of a conductive polymer composite which comprises a polymer and mixed with the polymer exfoliated graphite.
Кроме того, в RU 2225420 C1 (МПК C23F13/00, C23F13/16, опубл. 10.03.2004) описан глубинный анодный заземлитель, содержащий электрод - тело заземлителя, соединительный кабель и узел изоляции. Электрод содержит металлический токопровод, коаксиально размещенный внутри рабочей оболочки, контактирующей с токопроводом. Рабочая оболочка состоит из слоев углеродного материала и гибкой оболочки из электропроводного эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Ом·м. Соединительный кабель является единым целым с токопроводом электрода. Узел изоляции включает термоусаживаемую муфту.In addition, in RU 2225420 C1 (IPC C23F13 / 00, C23F13 / 16, publ. 10.03.2004) a depth anode earthing device is described, which contains an electrode - an earthing body, a connecting cable, and an isolation unit. The electrode contains a metal conductor, coaxially placed inside the working shell in contact with the conductor. The working shell consists of layers of carbon material and a flexible shell of an electrically conductive elastomeric material with a specific volume resistance of 0.05-0.5 Ω · m. The connecting cable is integral with the conductor of the electrode. The insulation unit includes a heat shrinkable sleeve.
Недостатком известных устройств является наличие металлического токопровода, являющегося несущим элементом заземлителя. Металлический элемент в процессе эксплуатации устройства растворяется, в результате чего снижаются долговечность и электрические параметры заземлителя.A disadvantage of the known devices is the presence of a metallic conductor, which is the carrier element of the earthing switch. The metal element during the operation of the device dissolves, resulting in reduced durability and electrical parameters of the earthing switch.
Кроме того, в US 4,880,517 B1 (МПК G23F 13/00, опубл. 14.11.1989) описан каталитический полимерный электрод, содержащий тело из токопроводящего полимера, образующего электродное основание, которое снабжено частицами каталитического вентильного металла, закрепленными на его поверхности. Подобный каталитический полимерный электрод может использоваться в качестве анода в системах катодной защиты, например, для защиты усиленных бетонных конструкций, настила моста, опорных элементов, гаражей для парковки, а также расположенных в земле стальных конструкций, таких как трубопроводы для газа или нефти, платформ шельфовой добычи, резервуаров для хранения топлива, обсадных скважинных труб.In addition, US 4,880,517 B1 (IPC
Известное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению. Недостатком известного устройства является его недостаточная эффективность при использовании в песчаных или высокоомных грунтах.The known device is the closest to the technical nature of the claimed invention. A disadvantage of the known device is its lack of effectiveness when used in sandy or high-resistance soils.
Таким образом, несмотря на попытки улучшить эффективность работы анодных заземлителей по-прежнему остается актуальной проблема разработки надежного и долговечного анодного заземлителя. В частности, для повышения эффективности работы полимерного анодного заземлителя в песчаных грунтах следует обеспечить возможность равномерного и стабильного контакта между грунтом и поверхностью заземлителя для уменьшения переходного сопротивления.Thus, despite attempts to improve the efficiency of anode earthing, the development of a reliable and durable anode earthing remains a pressing problem. In particular, to improve the efficiency of the polymer anode earthing in sandy soils, it is necessary to ensure the possibility of uniform and stable contact between the soil and the surface of the earthing to reduce the contact resistance.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION
Технической задачей изобретения является повышение надежности и долговечности анодных заземлителей, используемых, в частности, при защите сооружений, контактирующих с агрессивными средами и находящихся в песчаных или высокоомных грунтах, а также упрощение их эксплуатации и установки.An object of the invention is to improve the reliability and durability of anode earthing, used, in particular, in the protection of structures in contact with aggressive media and located in sandy or high-resistance soils, as well as simplifying their operation and installation.
Для решения этой задачи в одном из аспектов изобретения предложен анодный заземлитель, содержащий электрод и внешний соединительный элемент, характеризующийся тем, что тело электрода выполнено цельным из электропроводного полимерного материала в виде трубы, причемTo solve this problem, in one of the aspects of the invention, an anode earthing device is proposed, comprising an electrode and an external connecting element, characterized in that the electrode body is made of solid conductive polymer material in the form of a pipe,
в теле электрода образовано заливочное отверстие,a filling hole is formed in the electrode body,
нижний конец тела электрода заглушен, иthe lower end of the electrode body is plugged, and
в полости тела электрода расположен активатор, при этомin the body cavity of the electrode is the activator, while
внешний соединительный элемент, содержащий кабель, соединенный с телом электрода, закреплен на верхнем конце тела электрода посредством соединительного узла, иan external connecting element comprising a cable connected to the electrode body is fixed to the upper end of the electrode body by means of a connecting node, and
выполненное в виде трубы тело электрода выполнено со множеством перфорированных отверстий, сообщаемых по текучей среде с заливочным отверстием.the tube-shaped body of the electrode is made with a plurality of perforated holes communicated in fluid with the filling hole.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором соединительный узел содержит термоусаживаемую трубку и внутренний соединительный элемент, причем термоусаживаемая трубка расположена поверх внутреннего соединительного элемента и верхней части тела электрода для закрепления внешнего соединительного элемента на теле электрода.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which the connecting assembly comprises a heat-shrinkable tube and an inner connecting element, the heat-shrinkable tube being located over the inner connecting element and the upper part of the electrode body to secure the outer connecting element to the electrode body.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором внешний соединительный элемент дополнительно содержит заливочную трубку, сообщаемую по текучей среде с множеством перфорированных отверстий, проходящую через заливочное отверстие и продолжающуюся в полость тела электрода.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which the external connecting element further comprises a filling tube in fluid communication with a plurality of perforated holes passing through the filling hole and extending into the body cavity of the electrode.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором внутренний соединительный элемент представляет собой концевой участок кабеля, который впаян в тело электрода.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which the internal connecting element is an end portion of the cable that is soldered to the electrode body.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором внутренний соединительный элемент представляет собой наконечник кабеля, жестко закрепленный на кабеле.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which the internal connecting element is a cable lug rigidly attached to the cable.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором внутренний соединительный элемент представляет собой концевой участок кабеля, который очищен и распределен по поверхности трубы своими проволоками равномерно, а затем обжат полимерной лентой и проварен.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which the internal connecting element is an end section of the cable that is cleaned and distributed over the surface of the pipe with its wires evenly, and then compressed with plastic tape and boiled.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором в верхней части тела электрода предусмотрено крепежное отверстие, причем соединительный узел содержит винт, закрученный в указанное отверстие и прижимающий внутренний соединительный элемент к телу электрода.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which a fastening hole is provided in the upper part of the electrode body, the connecting assembly comprising a screw twisted into said hole and pressing the inner connecting element to the electrode body.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором внутреннее пространство термоусаживаемой трубки заполнено наполнителем на основе полимерной или олигомерной композиции.In one embodiment, an anode earthing is proposed in which the inner space of the heat-shrinkable tube is filled with filler based on a polymer or oligomeric composition.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором наполнитель представляет собой герметик, выбранный из группы силиконовых, акриловых, полиуретановых, битумных герметиков.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which the filler is a sealant selected from the group of silicone, acrylic, polyurethane, bituminous sealants.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, в котором перфорированные отверстия расположены по существу равномерно по поверхности тела электрода.In one embodiment, an anode earthing is proposed, in which the perforated holes are located substantially evenly along the surface of the electrode body.
В одном из вариантов предложен анодный заземлитель, который заглушен посредством заглушки, причем заглушка закреплена на теле электрода посредством термоусадки.In one embodiment, an anode earthing is proposed, which is plugged with a plug, with the plug attached to the body of the electrode by heat shrinking.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ изготовления анодного заземлителя, содержащего электрод и внешний соединительный элемент, включающий этапы, на которых:In one of the additional aspects, a method is provided for manufacturing an anode earthing, comprising an electrode and an external connecting element, comprising:
выполняют тело электрода цельным из электропроводного полимерного материала в виде трубы с образованием заливочного отверстия,perform the body of the electrode solid of conductive polymer material in the form of a pipe with the formation of a filling hole,
снабжают выполненное в виде трубы тело электрода множеством перфорированных отверстий,supplying a tube-shaped electrode body with a plurality of perforated holes,
закрепляют внешний соединительный элемент, содержащий кабель, на верхнем конце тела электрода посредством соединительного узла,fix the external connecting element containing the cable, on the upper end of the body of the electrode through the connecting node,
обеспечивают на нижнем конце тела электрода заглушку,provide a plug at the lower end of the electrode body,
располагают в полости тела электрода активатор,have an activator in the body cavity of the electrode,
В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ катодной защиты, содержащий этапы, на которыхIn one of the still further aspects, a method of cathodic protection is proposed, comprising the steps of
- устанавливают в грунт анодный заземлитель по первому аспекту изобретения;- set in the ground anode earthing according to the first aspect of the invention;
- заливают через заливочное отверстие растворитель для выхода активатора из анода в грунт через перфорированные отверстия;- pour the solvent through the filling hole to exit the activator from the anode into the ground through the perforated holes;
- подключают анодный заземлитель к станции катодной защиты.- connect the anode earthing to the cathodic protection station.
Таким образом, выполнение тела электрода анодного заземлителя по всему объему из электропроводного полимерного материала обеспечивает технический результат, состоящий в повышении надежности и долговечности анодного заземлителя. Малая растворимость полимерного материала, исключение образования оксидной пленки, стойкость к агрессивным средам повышает надежность и долговечность анодного заземлителя.Thus, the implementation of the body of the electrode anode earthing throughout the volume of electrically conductive polymer material provides a technical result consisting in increasing the reliability and durability of the anode earthing. The low solubility of the polymer material, the exclusion of the formation of an oxide film, resistance to aggressive media increases the reliability and durability of the anode earthing.
Выполнение электрода цельным из электропроводного полимерного материала без металлического сердечника улучшает свойства анодного заземлителя и повышает его надежность и долговечность, в отличие от аналогичных устройств, где входящий в состав электрода металлический сердечник растворяется в процессе защиты. Растворение металлического сердечника приводит к ухудшению электрических параметров заземлителя и тем самым к снижению надежности. Например, в процессе растворения металлического сердечника анодного заземлителя значительно возрастает сопротивление растеканию тока.Making the electrode solid from an electrically conductive polymer material without a metal core improves the properties of the anode earthing and increases its reliability and durability, unlike similar devices, where the metal core contained in the electrode dissolves during protection. The dissolution of the metal core leads to a deterioration of the electrical parameters of the earthing switch and thus to a decrease in reliability. For example, in the process of dissolution of the metal core of the anode earthing significantly increases the resistance to current spreading.
Наличие множества мельчайших перфорированных отверстий в теле электрода способствует равномерному смачиванию поверхности тела электрода раствором активатора, тем самым обеспечивается уменьшение переходного сопротивления, что повышает эффективность работы анодного заземлителя.The presence of many tiny perforated holes in the electrode body contributes to the uniform wetting of the electrode body surface with an activator solution, thereby reducing the transition resistance, which increases the efficiency of the anode earthing switch.
Крепление кабеля непосредственно к телу электрода, герметизация места крепления кабеля к электроду, например, с помощью термоусаживаемой трубки, которая может быть заполнена герметиком, способствует более надежному креплению кабеля к телу электрода и плотному контакту между кабелем и электродом, что также повышает надежность анодного заземлителя и увеличивает срок его службы.Attaching the cable directly to the electrode body, sealing the cable attachment point to the electrode, for example, using a heat-shrinkable tube that can be filled with a sealant, contributes to a more reliable cable attachment to the electrode body and tight contact between the cable and electrode, which also increases the reliability of the anode earthing and increases its service life.
В последующем описании, показаны и более подробно описаны варианты осуществления предложенного изобретения. Следует понимать, что изобретение допускает другие варианты осуществления, и некоторые их детали допускают модификацию в различных очевидных аспектах без отступления от изобретения, как изложено и описано в последующей формуле изобретения. Соответственно, чертежи и описание, по характеру, должны рассматриваться в качестве иллюстративных, а не в качестве ограничительных.In the following description, embodiments of the proposed invention are shown and described in more detail. It should be understood that the invention allows for other embodiments, and some of its details are modifiable in various obvious aspects without departing from the invention as set forth and described in the following claims. Accordingly, the drawings and description, by nature, should be considered as illustrative and not as restrictive.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг.1 схематично показан общий вид одного варианта осуществления анодного заземлителя.1 schematically shows a general view of one embodiment of the anode earthing.
На фиг.2 схематично более подробно показан соединительный узел одного из вариантов осуществления анодного заземлителя.Figure 2 schematically shows in more detail the connecting node of one of the embodiments of the anode earthing.
На фиг.3 схематично более подробно показан соединительный узел еще одного из вариантов осуществления анодного заземлителя.Figure 3 schematically shows in more detail the connecting node of another one of the embodiments of the anode earthing.
На фиг.4 схематично более подробно показан соединительный узел дополнительного одного из вариантов осуществления анодного заземлителя.Figure 4 schematically shows in more detail the connecting node of an additional one of the embodiments of the anode earthing.
На фиг.5 схематично показан вертикальный вариант установки анодного заземлителя по фиг.1.Figure 5 schematically shows a vertical installation of the anode earthing switch of figure 1.
На фиг.6 схематично показан горизонтальный вариант установки анодного заземлителя по фиг.1.Figure 6 schematically shows a horizontal installation of the anode earthing switch of figure 1.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION of the PREFERRED EMBODIMENTS of the INVENTION
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, и специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.The embodiments are not limited to the embodiments described herein, and other embodiments of the invention without departing from the gist and scope of the present invention will become apparent to those skilled in the art based on the information set forth in the description and prior art.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.The elements mentioned in the singular do not exclude a plurality of elements, unless otherwise indicated.
Способы, раскрытые в настоящем описании, содержат один или несколько этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут заменять друг друга, не выходя за пределы объема формулы изобретения. Другими словами, если не определен конкретный порядок этапов или действий, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может изменяться, не выходя за пределы объема формулы изобретения.The methods disclosed in the present description, contain one or more steps or actions to achieve the described method. The steps and / or steps of the method can replace each other without departing from the scope of the claims. In other words, unless a specific order of steps or actions is defined, the order and / or use of specific steps and / or actions may change without departing from the scope of the claims.
В целом со ссылкой на приложенные фиг.1-6 чертежей, предложен анодный заземлитель 1, содержащий электрод 2 и внешний соединительный элемент 3, характеризующийся тем, что тело электрода 2 выполнено цельным из электропроводного полимерного материала в виде трубы, причем в теле электрода 2 образовано заливочное отверстие, нижний конец тела электрода 2 заглушен, и в полости тела электрода расположен активатор 6, при этом внешний соединительный элемент 3, содержащий кабель 8, соединенный с телом электрода 2, закреплен на верхнем конце тела электрода 2 посредством соединительного узла 4, и выполненное в виде трубы тело электрода 2 выполнено со множеством перфорированных отверстий 7, сообщаемых по текучей среде с заливочным отверстием.In general, referring to the attached Figures 1-6 of the drawings, an
В предпочтительном варианте осуществления анодного заземлителя 1 внешний соединительный элемент 3 дополнительно содержит заливочную трубку 9, сообщаемую по текучей среде с множеством перфорированных отверстий, проходящую через заливочное отверстие и продолжающуюся в полость тела электрода 2. Выполнение анодного заземлителя 1 с внешним соединительным элементом 3, который содержит заливочную трубку 9, предпочтительно при расположении анодного заземлителя на глубине в грунте.In the preferred embodiment of the
Однако в случае расположения анодного заземлителя 1 с выступающим над поверхностью земли верхним концом заливочное отверстие 19 представляет собой проход или канал (фиг.2), наделенный формами и размерами для заливки активатора через него, выполненный в соединительном узле 4 в процессе изготовления анодного заземлителя 1. Более подробно о вариантах изготовления и применения предложенного анодного заземлителя будет рассказано ниже.However, in the case of the location of the
Обращаясь далее к варианту осуществления анодного заземлителя, проиллюстрированному на фиг.1, анодный заземлитель 1 содержит электрод 2 и внешний соединительный элемент 3, при этом тело электрода 2 выполнено цельным из электропроводного полимерного материала в виде трубы, причем внешний соединительный элемент 3 закреплен на верхнем конце тела электрода 2 посредством изолирующего соединительного узла 4, а на нижнем конце тела электрода 2 предусмотрена заглушка 5 (как вариант заглушка может быть одним целым с телом электрода 2), и в полости тела электрода расположен активатор 6, при этом выполненное в виде трубы тело электрода 2 выполнено со множеством перфорированных отверстий 7, внешний соединительный элемент 3 содержит кабель 8, соединенный с телом электрода 2, и заливочную трубку 9, по текучей среде сообщенную с множеством перфорированных отверстий, продолжающуюся в полость тела электрода, где расположен активатор 6, соединительный узел 4 содержит термоусаживаемую трубку 10 и внутренний соединительный элемент 11, причем термоусаживаемая трубка 10 расположена поверх внутреннего соединительного элемента 11 и верхней части тела электрода 2 для закрепления внешнего соединительного элемента 3 на теле электрода 2.Turning further to the embodiment of the anode earthing, illustrated in Fig. 1, the
Электрод 2 изготавливают из электропроводного полимерного материала в виде трубы, преимущественно цилиндрической формы. Однако другие формы также могут быть использованы, например, электрод может быть выполнен имеющим по существу круглое, треугольное, прямоугольное, многоугольное поперечное сечение, что может давать преимущество в удобстве хранения, транспортировки и монтажа. Кроме того, тело электрода может характеризоваться переменным поперечным сечением, что обеспечит переменные характеристики электрода, что может быть использовано для обеспечения более надежной электрохимической защиты сложных по геометрическим формам объектов. К таковым можно отнести формы с множеством стенок, изгибов и т.д., которые отличают более сложные геометрические формы от более простых. К более простым геометрическим формам можно отнести круг и прямоугольник из плоских объектов, шар, цилиндр, параллелепипед из объемных объектов.The
В одном из вариантов осуществления анодного заземлителя полимерный материал для изготовления электрода 2 содержит в своем составе полимерную матрицу, например, из полиэтилена, и дополнительно может содержать электропроводный наполнитель, например, в виде электропроводного технического углерода или электротехнического графита. Введение электропроводного наполнителя позволяет корректировать протекание анодного тока.In one of the embodiments of the anode earthing polymeric material for the manufacture of the
Электрод 2 изготавливают методом экструзии. Электрод 2 в преимущественном варианте осуществления выполняют из резиновой смеси с наполнителем из техуглерода, удельное сопротивление зависит от соотношения в составе материала резиновой смеси и техуглерода, и находится в пределах 1 – 100 Ом мм2 /см. Электрод 2 выполняют в виде трубы, длиной не менее 1 м.
В других вариантах осуществления электрод 2 может быть изготовлен из полимерного материала другими подходящими методами для придания электроду требуемых геометрических размеров и форм, такими как прессование, литьевое прессование, литье под давлением, термоформование и т.п. По существу могут быть использованы обозначенные выше методы, а также любые другие методы, которые позволяют изготавливать электрод из полимерного материала.In other embodiments, the
Электрод 2 может быть выполнен из электропроводного полимерного материала с низким удельным сопротивлением ~ 0,3-5,0 Ом мм2/см, например из полиацетилена. Также электрод может быть выполнен из материала на основе таких проводящих полимеров, как полианилина, полипиролла, политиофена, полифенилен-винилена. Благодаря своей структуре данные полимеры являются токопроводящими, причем при их использовании также возможно применение добавок для корректировки проводимости в ту или иную сторону.
В качестве добавок при изготовлении электрода как из электропроводных, так и неэлектропроводных полимерных материалов могут быть использованы углеродсодержащие соединения, такие как графит, углеродная сажа и т.п., а также порошки металлов или другие соединения, обладающие электропроводными свойствами. По существу могут быть использованы обозначенные выше добавки, а также любые другие добавки, которые позволяют изготавливать электрод из полимерного материала для более эффективной его работы и надежной защиты объекта.As additives in the manufacture of the electrode from both electrically conductive and non-electrically conductive polymeric materials, carbon-containing compounds such as graphite, carbon black, etc., as well as metal powders or other compounds with electrically conductive properties can be used. Essentially, the above-mentioned additives can be used, as well as any other additives that allow the electrode to be made of a polymeric material for more efficient operation and reliable protection of the object.
В качестве кабеля 8 может быть использован кабель электрохимической защиты ELKAFLEX КГН-ХЛ ЭХЗ, предназначенный для присоединения механизмов или устройств электрохимической защиты к электрическим сетям на номинальное переменное напряжение 0,66 кВ, частотой до 400 Гц или постоянное номинальное напряжение 1 кВ. Однако, может быть использован любой другой удовлетворяющий требуемым параметрам кабель.As
Продолжая далее по фиг.1, на котором показан один из преимущественных вариантов осуществления настоящего изобретения, внутренний соединительный элемент 11 представляет собой концевой участок кабеля 8, который впаян в тело электрода 2 или иным подходящим образом подсоединен к нему. В альтернативном варианте осуществления внутренний соединительный элемент 11 может представлять собой концевой участок кабеля 8, который очищен и распределен по поверхности трубы своими проволоками равномерно, а затем обжат полимерной лентой и проварен.Continuing further in figure 1, which shows one of the preferred embodiments of the present invention, the internal connecting
Обращаясь теперь к фиг.3-4, на которых показаны другие преимущественные варианты осуществления настоящего изобретения внутренний соединительный элемент 11 представляет собой наконечник кабеля, жестко закрепленный на кабеле 8. Предпочтительно, в верхней части тела электрода 2 предусмотрено отверстие, причем соединительный узел 4 содержит винт 13, закрученный в указанное отверстие и прижимающий внутренний соединительный элемент 11 к телу электрода 2. В одном из возможных вариантов отверстие для закручивания винта 13 продолжается в теле электрода 2 по существу перпендикулярно оси тела электрода 2 (фиг.3), в другом из возможных вариантов отверстие для закручивания винта 13 продолжается в теле электрода 2 по существу параллельно оси тела электрода 2 (фиг.4). Преимуществом обозначенных вариантов осуществления является то, что болт непосредственно закручивают в выполненное отверстие (без необходимости нарезать резьбу), поскольку материал тела электрода 2 мягкий. Следовательно полученное соединение характеризуется высокой плотностью контакта, в результате чего уменьшается переходное сопротивление.Turning now to FIGS. 3-4, which show other advantageous embodiments of the present invention, the inner connecting
Далее продолжая по фиг.3-4, в качестве внутреннего соединительного элемента 11 может быть использован стандартный наконечник из медного сплава, который закреплен на кабеле 8 посредством опрессовки или обжатия.Further, continuing according to FIGS. 3-4, a standard tip made of copper alloy can be used as the internal connecting
Трубка 10 соединительного узла 4 представляет собой трубку термоусаживаемую термостабилизированную полиэтиленовую, которую устанавливают на место и подвергают термоусадке посредством теплого воздуха.The
Описанный изолирующий соединительный узел 4 необходим для предотвращения окислительных процессов и сохранения надежного контакта. Кроме того, в преимущественном варианте осуществления свободное от других элементов внутреннее пространство термоусаживаемой трубки 10 заполнено наполнителем 12 на основе полимерной или олигомерной композиции, в более предпочтительном варианте, наполнитель 12 представляет собой герметик.The described insulating
Герметик вводится в термоусаживаемую трубку 10 после ее установки на месте непосредственно перед термоусадкой в количестве достаточном для покрытия всего соединительного узла 4. Герметик может быть выбран из силиконовых, акриловых, полиуретановых или битумных групп герметиков.The sealant is introduced into the heat-
Применение герметика обеспечивает более надежную изоляцию и защиту соединения кабеля 8 с электродом 2 от обрыва и других внешних повреждений, а кроме того позволяет зафиксировать конец заливочной трубки 9, которая продолжается в активатор 6. Это повышает надежность и долговечность анодного заземлителя 1.The use of a sealant provides a more reliable isolation and protection of the connection of the
Далее продолжая в целом по фиг.1-4, заглушка 5 может быть закреплена на теле электрода 2 посредством термоусадки. В этом случае заглушка 5 представляет собой термоусаживаемую термостабилизированную полиэтиленовую заглушку, которую устанавливают на место и подвергают термоусадке посредством теплого воздуха.Further, continuing as a whole according to FIGS. 1-4, the
В дополнительных вариантах осуществления тело электрода может быть выполнено цельным из электропроводного полимерного материала в виде закупоренной трубы, например, в виде удлиненного стакана. Другими словами, один из концов трубы (нижний конец трубы) закрыт дном, которое выполнено за одно целое с телом электрода. В этом случае может быть дополнительно увеличена эффективность такого анодного заземлителя за счет формирования непрерывной электропроводной поверхности. Кроме того, такая конструкция является более надежной с точки зрения защиты от протечек активатора при по существу вертикальном расположении анодного заземлителя.In additional embodiments, the implementation of the body of the electrode can be made of solid electrically conductive polymer material in the form of a blocked pipe, for example, in the form of an elongated glass. In other words, one of the ends of the pipe (the lower end of the pipe) is closed with a bottom, which is made in one piece with the body of the electrode. In this case, the efficiency of such an anode earthing can be further increased due to the formation of a continuous electrically conductive surface. In addition, this design is more reliable from the point of view of protection against leakage of the activator with a substantially vertical location of the anode earthing.
В выполненном в виде трубы теле электрода 2 расположен активатор 6. В предпочтительном варианте осуществления активатор содержит соли металлов, которые активируются посредством растворителя, например, воды. Для ее заливки может быть использована заливочная трубка 9 внешнего соединительного элемента 3, один конец которой должен быть расположен на поверхности земли, а второй непосредственно в активаторе 6 в теле электрода 2.In the pipe-shaped body of the
В качестве активатора могут быть использованы любые подходящие по своим свойствам соли металлов. Общеизвестно, что засыпка из минеральных солей вокруг заземлителя повышает электропроводность грунта, так как соль, смешиваясь с грунтовой влагой, превращается в электролит. Обычно это хлорид натрия (или поваренная соль). Однако существенным минусом такого подхода является снижение концентрации минеральных солей с течением времени за счет их вымывания в периоды весеннего таяния снега или летних и осенних дождей, и как следствие, уменьшение эффективности заземлителя со временем. Особенно, обозначенные недостатки проявляются при использовании анодных заземлителей в песчаных грунтах.As an activator, any suitable metal salt can be used. It is well known that the filling of mineral salts around the grounding increases the electrical conductivity of the soil, as the salt, mixing with the ground moisture, turns into an electrolyte. This is usually sodium chloride (or sodium chloride). However, a significant disadvantage of this approach is a decrease in the concentration of mineral salts over time due to their leaching during periods of spring thawing of snow or summer and autumn rains, and as a result, a decrease in the efficiency of the grounding switch over time. Especially, the indicated disadvantages are manifested when using anode earthing in sandy soils.
В уровне техники известно использование вокруг анодного электрода засыпки, улучшающей растекание тока, засыпка может быть, например, углеродистой, коксовой. Наличие засыпки позволяет использовать электроды в более высокоомных грунтах и снижает скорость их растворения.In the prior art it is known to use around the anode electrode backfill, which improves current spreading, backfill can be, for example, carbon, coke. The presence of backfill allows the use of electrodes in higher-resistance soils and reduces their dissolution rate.
Однако такая засыпка требует бурения более широких отверстий в грунте, так как требуется обеспечить пространство не только для самого относительно небольшого электрода, но и дополнительное пространство для засыпки, что существенно повышает требования к буровой технике, усложняет и замедляет процесс установки заземлителя. В случае установки заземлителя в каменистых грунтах или грунтах с каменистыми отложениями бурение отверстий с большим диаметром может быть сопряжено с очень большими сложностями, так как на пути бура могут попадаться труднопреодолимые препятствия в виде твердых пород.However, such backfilling requires drilling wider holes in the ground, since it is necessary to provide space not only for the relatively small electrode, but also additional space for backfilling, which significantly increases the requirements for drilling equipment, complicates and slows down the installation of the grounding rod. In the case of installing a grounding conductor in stony soils or in soils with stony deposits, drilling holes with large diameters can be very difficult, as hard obstacles can be encountered along the way of the drill.
В песчаных грунтах электрический контакт между телом электрода и грунтом может быть ухудшен, особенно, если грунт очень сухой, что ухудшает электрический контакт и, следовательно, повышает сопротивление растеканию, что неблагоприятно сказывается на работе анодного заземлителя и сроке его службы.In sandy soils, electrical contact between the electrode body and the ground can be degraded, especially if the ground is very dry, which impairs electrical contact and, consequently, increases the resistance to spreading, which adversely affects the operation of the anode earthing and its service life.
Описываемый анодный заземлитель позволяет преодолеть эти недостатки, т.к. активатор расположен в полости тела электрода 2, а значит, защищен от вымывания и при этом нет необходимости в бурении широких каналов, более того, наличие заливочной трубки 9 обеспечивает возможность корректировки состава активатора. Например, с течением времени может регулироваться объем заливаемого растворителя. The described anode earthing allows you to overcome these disadvantages, because the activator is located in the body cavity of the
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления анодного заземлителя 1, тело электрода 2 снабжено перфорированными отверстиями 7. После установки анодного заземлителя 1 в грунт в него через заливочную трубку 9 заливается растворитель (например, вода), активатор начинает растворяться и через мельчайшие перфорированные отверстия проникает на поверхность заземлителя и в грунт, тем самым обеспечивается уменьшение сопротивления растеканию тока.In accordance with the preferred embodiment of the
В предпочтительных вариантах осуществления, перфорированные отверстия 7 могут быть расположены по существу равномерно по поверхности тела электрода 2.In preferred embodiments, the implementation, the
В частных вариантах осуществления перфорированные отверстия могут быть расположены по заранее заданному рисунку для более равномерного распределения активатора по поверхности анодного заземлителя, например, быть более редкими в нижней части тела электрода, чем в его верхней части, для уменьшения потока растворителя, который иначе весь бы выходил через нижнюю часть заземлителя.In particular embodiments, the perforated holes may be arranged in a predetermined pattern for a more uniform distribution of the activator over the surface of the anode earthing, for example, to be more rare in the lower part of the electrode body than in its upper part to reduce the solvent flow, which otherwise would have gone through the bottom of the grounding.
В предпочтительных вариантах осуществления, перфорированные отверстия могут иметь по существу одинаковый размер. Тогда как в частных вариантах осуществления перфорированные отверстия могут иметь различные размеры для более равномерного распределения активатора по поверхности анодного заземлителя, например, перфорированные отверстия могут быть более мелкими в нижней части тела электрода, чем в его верхней части, для уменьшения потока растворителя, который иначе весь бы выходил через нижнюю часть заземлителя.In preferred embodiments, the perforated holes may be substantially the same size. While in particular embodiments, the perforated holes may have different sizes for a more even distribution of the activator over the surface of the anode earthing, for example, the perforated holes may be smaller in the lower part of the electrode body than in its upper part, to reduce the flow of solvent, which would otherwise be all would go out through the bottom of the grounding.
Следует понимать, что в варианте осуществления тела электрода в виде закупоренной трубы, дно тела электрода также может быть выполнено с перфорированными отверстиями, характеристики которых соответствуют характеристикам перфорированных отверстий, расположенных на боковой поверхности тела электрода.It should be understood that in an embodiment of an electrode body in the form of a plugged pipe, the bottom of the electrode body can also be made with perforated holes, the characteristics of which correspond to the characteristics of the perforated holes located on the side surface of the electrode body.
В одном из вариантов осуществления активатор не находится в теле анодного заземлителя, а предварительно растворяется и заливается в него через заливочную трубку 9. Такой вариант осуществления позволяет регулировать количество активатора, выходящего из заземлителя и, тем самым, управлять его электрическими параметрами, в том числе сопротивлением растеканию.In one of the embodiments, the activator is not located in the body of the anode earthing switch, but is pre-dissolved and poured into it through the
В одном варианте осуществления конструкция анодного заземлителя такова, что обеспечивается по существу равномерный выход растворителя, залитого через заливочную трубку.In one embodiment, the design of the anode earthing is such that a substantially uniform yield of the solvent poured through the primer tube is provided.
В частности, в теле анода могут быть выполнены каналы для равномерного распределения заливаемого потока по поверхности заземлителя. Каналы могут иметь переменное сечение по длине заземлителя для обеспечения равномерности потока, то есть ближе к нижнему концу заземлителя каналы сужаются, для уменьшения потока растворителя, который иначе весь бы выходил через нижнюю часть заземлителя.In particular, channels can be made in the body of the anode for uniform distribution of the injected flow along the grounding surface. The channels may have a variable cross-section along the length of the grounding conductor to ensure uniform flow, that is, closer to the lower end of the grounding conduit, the channels are narrowed to reduce the flow of solvent, which otherwise would all go through the bottom of the grounding conductor.
Таким образом, благодаря наличию заливочной трубки и перфорированных отверстий обеспечивается однородность покрытия активатором поверхности заземлителя и уменьшение сопротивления растекания, что дополнительно способствует удержанию влаги вокруг тела электрода, что особенно актуально в сухих песчаных грунтах.Thus, due to the presence of the casting tube and perforated holes, the coating of the earthing surface with the activator and reduction of the spreading resistance is ensured, which additionally contributes to retaining moisture around the electrode body, which is especially important in dry sandy soils.
В одном из вариантов через заливочную трубку закачивают гель, для которого проще обеспечить равномерный выход на поверхность анодного заземлителя, и который меньше подвержен вымыванию грунтовыми водами, что в совокупности обеспечивает лучшее растекание тока, большую долговечность анодного заземлителя и повышенное удобство эксплуатации.In one embodiment, a gel is pumped through the casting tube, for which it is easier to ensure uniform exit to the surface of the anode earthing, and which is less susceptible to leaching by groundwater, which together provides better current spreading, greater durability of the anode earthing, and increased convenience of operation.
Размеры анодного заземлителя 1 выбирают в зависимости от параметров защищаемой конструкции и среды ее расположения. Длина электрода 2 анодного заземлителя 1 может составлять от 1,5 м до 15 м. Например, анодный заземлитель 1 с длиной электрода 2 в 1,5 м, выполняют диаметром 0,05 м, при этом толщина стенки трубы, в виде которой выполнено тело электрода, составляет от 3 до 15 мм, преимущественно, от 10 до 12 мм. Длина внешнего соединительного элемента 3 такого заземлителя 1 составляет 3 м. Однако длина внешнего соединительного элемента 3 может изменяться в зависимости от параметров защищаемой конструкции и среды ее расположения. Вес описанного выше заземлителя 1 составляет 5 кг, что значительно ниже аналогов с металлическим электродом, вес которых при тех же габаритах может превышать 20 кг. Таким образом, дополнительным преимуществом предложенного заземлителя является снижение массы единицы изделия, и как следствие снижение затрат на транспортировку множества изделий, облегчение их загрузки и разгрузки при транспортировке, а также упрощение установки и монтажа.The dimensions of the
Способ изготовления анодного заземлителя 1, содержащего электрод 2 и внешний соединительный элемент 3, включает этапы, на которых: выполняют тело электрода 2 цельным из электропроводного полимерного материала в виде трубы с образованием заливочного отверстия, снабжают выполненное в виде трубы тело электрода 2 множеством перфорированных отверстий 7, закрепляют внешний соединительный элемент 3, содержащий кабель 8, на верхнем конце тела электрода 2 посредством соединительного узла 4, обеспечивают на нижнем конце тела электрода заглушку 5, располагают в полости тела электрода активатор 6.A method of manufacturing an
В дополнительном варианте осуществления анодного заземлителя с соединительным элементом 3, содержащим заливочную трубку 9, перед этапом расположения термоусаживаемой трубки 10 заливочную трубку 9 вводят в полость тела электрода, где уже расположен или куда будет помещен активатор 6.In an additional embodiment, the anode earthing with a connecting
Изготовленный описанным выше способом анодный заземлитель соответствует требованиям технических условий ТУ 3435-028-73892839-2012 «Анодные заземлители», при этом он имеет следующие характеристики: максимальная токовая нагрузка: 5,0 A, скорость анодного растворения: 0,01…0,06 кг/А-год, стандартное расстояние между точками присоединения к магистральному кабелю при вертикальной установке анодных заземлителей: 5 м, срок службы полимерного электрода: не менее 35 лет, (срок службы может изменяться в зависимости от срока службы комплектующего кабеля), температура эксплуатации: 0…60°С.The anode earthing made in the way described above complies with the requirements of technical conditions TU 3435-028-73892839-2012 “Anode earthing switches”, while it has the following characteristics: maximum current load: 5.0 A, anodic dissolution rate: 0.01 ... 0.06 kg / A-year, standard distance between points of connection to the trunk cable with vertical installation of anode earthing: 5 m, polymer electrode service life: at least 35 years, (service life may vary depending on the service life of the component cable), temperature round operation: 0 ... 60 ° C.
На фиг.5-6 показаны варианты установки анодного заземлителя 1 в грунт. На фиг.5 показан вертикальный вариант установки, на фиг.6 показан горизонтальный вариант установки. При этом анодный заземлитель может быть установлен как непосредственно в грунт 16, так и в скважине, ограниченной контурными стенками 14 и заполненной дополнительным активатором 15 прианодного пространства для дополнительного повышения эффективности работы анодного заземлителя. Внешний соединительный элемент 3 должен продолжаться до поверхности земли, с тем чтобы обеспечить возможность подключения кабеля 8 и использования заливочной трубки 9 для заливки растворителя.Figure 5-6 shows the installation options anode earthing 1 in the ground. Figure 5 shows a vertical installation option, figure 6 shows a horizontal installation option. In this case, the anode earthing can be installed both directly into the
Следует понимать, что в варианте осуществления анодного заземлителя 1, проиллюстрированном на фиг.2, по меньшей мере его часть, снабженная заливочным отверстием 19, должна располагаться над поверхностью земли. При вертикальной установке анодного заземлителя 1 это означает, что по меньшей мере его верхняя часть должна располагаться над поверхностью земли. Следует понимать, что хотя на фиг.2 показан вариант с заливочным отверстием 19, выполненным на торцевой стороне анодного заземлителя 1, причем ось заливочного отверстия проходит по существу параллельно оси тела электрода в его центральной части, такой вариант не является ограничивающим.It should be understood that in the embodiment of the
Возможны другие варианты выполнения заливочного отверстия, например, может быть реализован вариант или их комбинация, в одном из которых ось заливочного отверстия наклонена относительно оси тела электрода, или ось заливочного отверстия смещена от оси тела электрода так, что заливочное отверстие расположено в периферийной части тела электрода, или заливочное отверстие выполнено в боковой стороне тела электрода. Последний вариант является наиболее предпочтительным при горизонтальной или наклонной установке анодного заземлителя.Other embodiments of the filling hole are possible, for example, a variant or a combination of them can be implemented, in one of which the axis of the filling hole is inclined relative to the axis of the electrode body, or the axis of the filling hole is offset from the axis of the electrode body so that the filling hole is located in the peripheral part of the electrode body , or the filling hole is made in the side of the body of the electrode. The latter option is the most preferred when horizontal or inclined installation anode earthing.
Также следует понимать, что может быть предусмотрена дополнительная заглушка или иное изолирующее средство (не показано на фигурах) для по существу полного перекрывания заливочного отверстия. Заглушка может быть выполнена из известных материалов, обеспечивающих надежную изоляцию по текучей среде и возможность быстрого съема и установки. Кроме того, она может быть выполнена из известных материалов, дополнительно обеспечивающих электрическую изоляцию, если заливочное отверстие предусмотрено в соединительном узле анодного заземлителя, например, но не в качестве ограничения, из резины или других упругих диэлектрических материалов.It should also be understood that an additional plug or other insulating means (not shown in the figures) may be provided for substantially completely blocking the filling hole. The plug can be made of known materials, providing reliable fluid insulation and the ability to quickly remove and install. In addition, it can be made of known materials, additionally providing electrical insulation, if the filling hole is provided in the anode-earthing connection unit, for example, but not by way of limitation, of rubber or other elastic dielectric materials.
В описанном выше варианте осуществления анодный заземлитель может быть расположен в грунте ниже поверхности земли и засыпан грунтом. Для заливки растворителя, активатора или их дозаливки в полость тела электрода необходимо удалить грунт, покрывающий заливочное отверстие, и удалить заглушку, перекрывающую заливочное отверстие. После заливки описанные действия выполняют в обратном порядке: устанавливают заглушку и засыпают грунт.In the embodiment described above, the anode earthing may be located in the ground below the surface of the earth and covered with soil. To fill the solvent, activator or their filling into the body cavity of the electrode, it is necessary to remove the soil covering the filling hole, and remove the plug that blocks the filling hole. After pouring, the described actions are performed in the reverse order: they install a plug and fill up the ground.
Анодный заземлитель по настоящему изобретению работает следующим образом.The anode earthing of the present invention operates as follows.
После установки заземлителя в грунт в него через заливочное отверстие или заливочную трубку заливается растворитель (например, вода), активатор начинает растворяться и через мельчайшие перфорированные отверстия проникает на поверхность заземлителя, тем самым обеспечивается равномерная постоянная поверхность растекания. Анодный заземлитель подключают к положительному полюсу источника тока, защищаемое сооружение подсоединяют к отрицательному полюсу источника тока. При этом защищаемый объект выступает в роли катода.After the earthing switch is installed, the solvent (such as water) is poured into the soil through the filling hole or filling tube, the activator begins to dissolve and penetrates to the surface of the earthing pin through the smallest perforated holes, thereby ensuring a uniform spreading surface. The anode earthing switch is connected to the positive pole of the current source, the protected structure is connected to the negative pole of the current source. In this case, the protected object acts as a cathode.
В процессе защиты активатор и анод растворяются и разрушаются, сохраняя неповрежденным объект защиты. В анодном заземлителе из электропроводного полимерного материала с наполнителем растворяется электропроводный наполнитель, например технический углерод. Благодаря отсутствию металлического сердечника, низкой скорости растворения углерода, отсутствию образования оксидной пленки полимерные электроды обладают высокой долговечностью и надежностью. Стойкость полимерной матрицы к агрессивным средам позволяет использовать полимерный анодный заземлитель в качестве малорастворимого элемента глубинных и поверхностных заземлителей для защиты сооружений, расположенных в песчаных грунтах или высокоомных грунтах. Более того, выполнение тела электрода в виде трубы с перфорированными отверстиями, через которые выходит активатор на поверхность тела электрода, повышает эффективность работы такого анодного заземлителя за счет обеспечения равномерной постоянной поверхности растекания. Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность, долговечность и эффективность анодного заземлителя.In the process of protection, the activator and the anode are dissolved and destroyed, keeping the object of protection intact. In the anode earthing of electrically conductive polymeric material with filler dissolves electrically conductive filler, for example carbon black. Due to the absence of a metal core, low dissolution rate of carbon, the absence of the formation of an oxide film, polymer electrodes have high durability and reliability. The resistance of the polymer matrix to aggressive media allows the use of a polymer anode earthing as a low-soluble element of deep and surface earthing to protect structures located in sandy soils or high-resistance soils. Moreover, the body of the electrode in the form of a pipe with perforated holes through which the activator goes to the surface of the body of the electrode increases the efficiency of such an anode earthing due to ensuring a uniform constant surface spreading. Thus, the invention allows to increase the reliability, durability and efficiency of the anode earthing.
В приведенном выше описании примеров, термины направления (такие как «над», «верх», «ниже», «низ», «верхний», «нижний» и т.д.) используются для удобства ссылки на прилагаемые чертежи. В общем, «над», «верхний» «вверх» и аналогичные термины связаны с направлением к земной поверхности вдоль анодного заземлителя при его вертикальной установке в грунт, и «ниже», «нижний», «вниз» и аналогичные термины связаны с направлением от земной поверхности вдоль анодного заземлителя при его вертикальной установке в грунт. Однако следует понимать, что анодный заземлитель может быть установлен во множестве других положений, включающих по существу вертикальное, по существу горизонтальное, наклонное и т.д.In the above description of the examples, the terms directions (such as "above", "top", "below", "bottom", "upper", "lower", etc.) are used for ease of reference to the accompanying drawings. In general, "above", "upper" "up" and similar terms are associated with the direction to the earth's surface along the anode earthing when it is installed vertically in the ground, and "lower", "lower", "down" and similar terms are associated with the direction from the earth's surface along the anode earthing with its vertical installation in the ground. However, it should be understood that the anode earthing can be installed in many other positions, including essentially vertical, essentially horizontal, inclined, etc.
Для целей настоящего описания, термин «соединенный» (во всех своих формах, соединять, соединяющий, соединенный, и т.д.) в целом означает сочленение двух компонентов (электрических или механических) друг с другом непосредственно или опосредованно. Такое сочленение может быть неподвижным по сути или подвижным по сути. Такое сочленение может достигаться двумя компонентами (электрическими или механическими) и любыми дополнительными промежуточными элементами, являющимися выполненными за одно целое в виде одного единого тела друг с другом или двумя компонентами. Такое сочленение может быть постоянным по сути или может быть съемным или разъемным по сути, если не обусловлено иноеFor the purposes of the present description, the term "connected" (in all its forms, connect, connect, connect, etc.) generally means the articulation of two components (electrical or mechanical) with each other directly or indirectly. Such an articulation may be motionless in essence or mobile in essence. Such a joint can be achieved by two components (electrical or mechanical) and any additional intermediate elements that are made in one piece as one single body with each other or by two components. Such a joint may be permanent in essence or may be removable or detachable in essence, unless otherwise stipulated.
Любые числовые значения, изложенные в материалах настоящего описания или на фигурах, предназначены для включения всех значений от нижнего значения до верхнего значения приращениями в один единичный элемент, при условии что есть интервал по меньшей мере в два единичных элемента между любым нижним значением и любым верхним значением. В качестве примера, если изложено, что величина составляющей или значения технологического параметра, например, такого как температура, давление, время, и тому подобное, например, имеет значение от 1 до 90, предпочтительно от 20 до 80, более предпочтительно от 30 до 70, подразумевается, что значения, такие как от 15 до 85, от 22 до 68, от 43 до 51, от 30 до 32, и т.д., в прямой форме перечислены в этом описании изобретения. Что касается значений, которые являются меньшими, чем единица, при необходимости, один единичный элемент считается имеющим значение 0,0001, 0,001, 0,01 или 0,1. Таковые являются всего лишь примерами того, что определенно подразумевается, и все возможные комбинации многочисленных значений между перечисленными самым низким значением и самым высоким значением должны считаться изложенными в прямой форме в этой заявке подобным образом. Как может быть видно, указание величин, выраженных в материалах настоящего описания в качестве «весовых долей», также предполагает такие же диапазоны, выраженные в показателях процентного отношения по массе. Таким образом, выражение в подробном описании изобретения диапазона в показателях «`x` весовых долей результирующего состава смеси полимеров» также предполагает указание диапазонов такой же изложенной величины «`x` в процентном отношении по массе результирующего состава смеси полимеров».Any numerical values set forth in the materials of the present description or in the figures are intended to include all values from the lower value to the upper value in increments of one unit element, provided that there is an interval of at least two unit elements between any lower value and any upper value . By way of example, if it is stated that the value of a component or a value of a process variable, such as, for example, temperature, pressure, time, and the like, for example, has a value from 1 to 90, preferably from 20 to 80, more preferably from 30 to 70 , implies that values, such as from 15 to 85, from 22 to 68, from 43 to 51, from 30 to 32, etc., are explicitly listed in this specification. As for values that are smaller than one, if necessary, one single element is considered to have a value of 0.0001, 0.001, 0.01, or 0.1. These are merely examples of what is specifically implied, and all possible combinations of multiple values between the lowest value listed and the highest value should be considered to be stated directly in this application in a similar manner. As can be seen, the indication of the values expressed in the materials of the present description as "weight fractions" also implies the same ranges, expressed in terms of the percentage by weight. Thus, the expression in the detailed description of the invention of the range in terms of "` x `weight fractions of the resultant composition of the polymer mixture" also implies the indication of the ranges of the same stated value "x" as a percentage by weight of the resultant composition of the polymer mixture.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение, и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.Although the exemplary embodiments have been described and shown in detail in the accompanying drawings, it should be understood that such embodiments are merely illustrative and are not intended to limit the broader invention, and that this invention should not be limited to the particular structures shown and described, since various other modifications may be apparent to those skilled in the art.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙLIST OF REFERENCE POSITIONS
1 – Анодный заземлитель1 - Anode Earthing
2 – Электрод2 - Electrode
3 – Внешний соединительный элемент3 - External coupling element
4 – Соединительный узел4 - Connecting node
5 – Заглушка5 - Plug
6 – Активатор6 - Activator
7 – Перфорированные отверстия7 - perforated holes
8 – Кабель8 - Cable
9 – Заливочная трубка9 - Pour pipe
10 – Термоусаживаемая трубка10 - Heat shrinkable tube
11 – Внутренний соединительный элемент11 - Internal connecting element
12 – Наполнитель12 - Filler
13 – Винт13 - Screw
14 – Контур скважины14 - Well contour
15 – Прианодный активатор15 - Anode activator
16 – Грунт16 - Ground
19 – Заливочное отверстие19 - Filling hole
Claims (26)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2016/000105 WO2017151001A1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Anode grounding device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690581C1 true RU2690581C1 (en) | 2019-06-04 |
Family
ID=59743107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018106954A RU2690581C1 (en) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | Anode bed |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690581C1 (en) |
WO (1) | WO2017151001A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198712U1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Сургут" | Electrolytic grounding device |
RU2768063C1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры Анодъ" | Method for cathodic protection of an underground facility |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4880517A (en) * | 1984-10-01 | 1989-11-14 | Eltech Systems Corporation | Catalytic polymer electrode for cathodic protection and cathodic protection system comprising same |
RU2291226C1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МИНАДАГС" (ООО "МИНАДАГС") | Anode-grounding electrode |
RU2357009C1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-05-27 | ООО Научно-производственное предприятие "ВНИКО" | Anode for protection of oil and gas producing wells from corrosion |
RU136805U1 (en) * | 2013-07-25 | 2014-01-20 | "ЮниПротект Корп." | MULTILAYER POLYMER PRODUCT ANODE GROUNDING ELECTRODE |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU131726U1 (en) * | 2013-03-06 | 2013-08-27 | Открытое акционерное общество "МАГНИТ" | DEPTH EARTH |
-
2016
- 2016-02-29 WO PCT/RU2016/000105 patent/WO2017151001A1/en active Application Filing
- 2016-02-29 RU RU2018106954A patent/RU2690581C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4880517A (en) * | 1984-10-01 | 1989-11-14 | Eltech Systems Corporation | Catalytic polymer electrode for cathodic protection and cathodic protection system comprising same |
RU2291226C1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МИНАДАГС" (ООО "МИНАДАГС") | Anode-grounding electrode |
RU2357009C1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-05-27 | ООО Научно-производственное предприятие "ВНИКО" | Anode for protection of oil and gas producing wells from corrosion |
RU136805U1 (en) * | 2013-07-25 | 2014-01-20 | "ЮниПротект Корп." | MULTILAYER POLYMER PRODUCT ANODE GROUNDING ELECTRODE |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU198712U1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Сургут" | Electrolytic grounding device |
RU2768063C1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры Анодъ" | Method for cathodic protection of an underground facility |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017151001A1 (en) | 2017-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4519886A (en) | Method of making electrical connection to an anode | |
RU2690581C1 (en) | Anode bed | |
CN201018019Y (en) | Electrolysis grounding device | |
CN212669799U (en) | Sacrificial anode replacing structure | |
RU136805U1 (en) | MULTILAYER POLYMER PRODUCT ANODE GROUNDING ELECTRODE | |
CN111541121A (en) | Method for reducing impact grounding impedance of power transmission line tower | |
AU2009251723B2 (en) | Polymeric, non-corrosive cathodic protection anode | |
CN101740886B (en) | Anti-corrosion grounding device | |
RU2407824C1 (en) | Device of horizontal anode earthing in soils with high electric resistance | |
CN203039216U (en) | Grounding-body moulding system | |
CN210142735U (en) | Graphite-based flexible grounding structure | |
US9911523B2 (en) | Grounding body forming method | |
CN104767042A (en) | Anti-corrosion resistance reduction grounding electrode | |
CN102354822B (en) | Foamed anticorrosive resistance-reducing grounding module and production process thereof | |
RU132079U1 (en) | ANODE GROUNDER | |
KR200422395Y1 (en) | Carbon grounding rod | |
RU2540259C1 (en) | Method of horizontal anode earthing in soils with high electric resistance | |
RU2733882C1 (en) | Prefabricated grounding and lightning protection system and method of its installation | |
CN202275960U (en) | Antiseptic resistance-reducing foaming grounding module | |
RU2452796C1 (en) | Subsurface anodic earth lead and activator of subsurface anodic earth lead | |
CN109457256A (en) | Submerged pipeline cathodic protection reparation blanket type sacrificial anode device | |
RU2605731C1 (en) | Anode earthing device | |
RU2196190C1 (en) | Buried earthing anodic electrode | |
RU2617677C1 (en) | Deep anode earth electrode | |
RU44422U1 (en) | DEPTH EARTHING |