RU2808042C1 - Protector with replaceable active element - Google Patents
Protector with replaceable active element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808042C1 RU2808042C1 RU2022115265A RU2022115265A RU2808042C1 RU 2808042 C1 RU2808042 C1 RU 2808042C1 RU 2022115265 A RU2022115265 A RU 2022115265A RU 2022115265 A RU2022115265 A RU 2022115265A RU 2808042 C1 RU2808042 C1 RU 2808042C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protector
- base
- active element
- protection
- elements
- Prior art date
Links
- 230000001012 protector Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 102220491117 Putative postmeiotic segregation increased 2-like protein 1_C23F_mutation Human genes 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к системе электрохимической защиты от коррозии морских сооружений с использованием протекторной защиты. Основной отличительной особенностью метода является возможность ремонта протектора путем замены израсходованных ячеек протекторного сплава (активного элемента) на работающей системе протекторной защиты. Протектор со сменным активным элементом может быть использован для долговременной защиты подводных морских сооружений, как для уже эксплуатирующихся объектов с вышедшей из строя протекторной защитой, так и для вновь вводимых в эксплуатацию, с возможностью продления остаточного ресурса протекторной защиты.The invention relates to a system for electrochemical protection against corrosion of offshore structures using sacrificial protection. The main distinctive feature of the method is the possibility of repairing the tread by replacing spent cells of the tread alloy (active element) on a working tread protection system. A protector with a replaceable active element can be used for long-term protection of underwater marine structures, both for objects already in operation with failed protector protection, and for those newly commissioned, with the possibility of extending the residual life of the protector protection.
Известно «Устройство для защиты от коррозии подводной части металлических конструкций» (см. патент RU №124263, МПК C23F 13/06 от 20.01.2013) содержащее анод с местом для присоединения электрического проводника, который выполнен в виде плиты из протекторного сплава, закрепленной на дне водоема при помощи основания, размещаемого на сваях, при этом длина и ширина анода превышают его высоту.A “Device for protecting the underwater part of metal structures against corrosion” is known (see patent RU No. 124263, IPC C23F 13/06 dated 01/20/2013) containing an anode with a place for connecting an electrical conductor, which is made in the form of a plate of sacrificial alloy attached to the bottom of the reservoir using a base placed on piles, while the length and width of the anode exceed its height.
Недостатками указанного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:
- сложность замены протектора в процессе эксплуатации без проведения большого объема дорогостоящих водолазных строительно-монтажных работ, в том числе из-за большого веса протектора;- the difficulty of replacing the tread during operation without carrying out a large amount of expensive diving construction and installation work, including due to the large weight of the tread;
- только один вариант исполнения устройства с возможностью установки на морское дно и только на сваях.- only one version of the device with the possibility of installation on the seabed and only on piles.
Известна полезная модель «Браслет из протекторов для защиты от коррозии подводной части металлических конструкций сооружения» (см. патент RU №2270277, МПК C23F 13/06 от 20.02.2006) имеющая сходство с заявленным техническим решением. В ней описывается браслет, который состоит из протекторов с опорными элементами, жестко связанными с несущей арматурой, выполненной в виде связанных между собой двух полуцилиндров. Протекторы выполнены в виде плит, расположенных равномерно на несущей арматуре с зазором относительно друг друга, а плиты жестко связаны между собой через соответствующие опорные элементы несущей арматуры.There is a well-known utility model “Bracelet made of protectors for corrosion protection of the underwater part of metal structures of a structure” (see patent RU No. 2270277, IPC C23F 13/06 dated 02/20/2006) which is similar to the claimed technical solution. It describes a bracelet that consists of protectors with supporting elements rigidly connected to the supporting reinforcement, made in the form of two half-cylinders interconnected. The protectors are made in the form of plates located evenly on the load-bearing reinforcement with a gap relative to each other, and the plates are rigidly connected to each other through the corresponding supporting elements of the load-bearing reinforcement.
Недостатками указанного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:
- невозможность замены активных элементов протектора в процессе эксплуатации без проведения большого объема дорогостоящих водолазных сварочно-монтажных работ;- the impossibility of replacing active tread elements during operation without carrying out a large amount of expensive diving welding and installation work;
- отсутствие возможности выносного исполнения данной конструкции. «Протектор для защиты от коррозии» (см. патент RU №85161, МПК C23F 13/08, F16B 35/00 от 27.07.2009 г.) подобен заявленному техническому решению. Он состоит из разрушаемого электрода и резьбового крепежного элемента. Разрушаемый электрод выполнен в виде призматической детали из протекторного сплава, а головка резьбового крепежного элемента расположена в теле призматической детали со смещением верхней и боковых поверхностей от наружной поверхности призматической детали. Полезная модель относится к машиностроению, к устройствам катодной защиты металлических конструкции от коррозии, в частности для защиты корпусов и днищ автомобилей.- lack of possibility of remote execution of this design. “Protector for protection against corrosion” (see patent RU No. 85161, IPC C23F 13/08, F16B 35/00 dated July 27, 2009) is similar to the claimed technical solution. It consists of a destructible electrode and a threaded fastener. The electrode to be destroyed is made in the form of a prismatic part made of a tread alloy, and the head of the threaded fastening element is located in the body of the prismatic part with the top and side surfaces offset from the outer surface of the prismatic part. The utility model relates to mechanical engineering, to devices for the cathodic protection of metal structures from corrosion, in particular for the protection of car bodies and underbody.
Недостатками указанного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:
- устройство не предназначено для использования в морских условиях;- the device is not intended for use in marine conditions;
- небольшие размеры протектора, которые не позволяют использовать устройство на большинстве нефтегазовых объектов.- small protector sizes, which do not allow the device to be used at most oil and gas facilities.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности подводных морских объектов за счет создания протекторной защиты с возможностью ремонтопригодности оборудования в морских условиях. В качестве основного критерия для определения массы протекторного сплава при проектировании морских систем протекторной защиты является необходимый общий защитный ток, стекающий с протектора, который должен быть равен произведению нормируемой защитной плотности тока и площади защищаемого сооружения.The objective of the proposed invention is to increase the reliability of underwater marine objects by creating protective protection with the possibility of maintainability of equipment in marine conditions. The main criterion for determining the mass of the tread alloy when designing marine tread protection systems is the required total protective current flowing from the tread, which must be equal to the product of the standardized protective current density and the area of the protected structure.
При проектировании протекторной защиты проектный срок службы систем обычно составляет 30 лет, но зачастую, уже в начале эксплуатации системы протекторной защиты общий ток защиты превышает расчетные значения и не уменьшается со временем. Это может привести к усиленному расходу активного элемента протектора и, как следствие, к снижению срока службы протектора с опасностью возникновения аварийных ситуаций на подводном сооружении из-за коррозионного разрушения. До настоящего времени ремонт или восстановление активного элемента протектора на подводном объекте было практически невозможно, но заявленное техническое решение способно решить эту задачу.When designing sacrificial protection, the design service life of systems is usually 30 years, but often, already at the beginning of operation of the sacrificial protection system, the total protection current exceeds the calculated values and does not decrease over time. This can lead to increased consumption of the active element of the protector and, as a consequence, to a decrease in the service life of the protector with the risk of emergency situations at an underwater structure due to corrosion destruction. Until now, repair or restoration of the active tread element on an underwater object was practically impossible, but the claimed technical solution can solve this problem.
Указанная задача решается тем, что для осуществления электрохимической защиты в качестве активного элемента протектора используются стержни, внутри которых проходит арматурный каркас с захватами на концах активных элементов, при помощи этих захватов телеуправляемый аппарат может заменить истощенный (израсходованный) стержень на новый. Стержни устанавливаются в основание протектора (базу). Для каждого стержня в базе имеется соединительный разъем, который подключен к установленной внутрь базы системе коррозионного мониторинга или к общему кабельному выводу, соединенному с защищаемым сооружением. Количество и геометрические параметры ячеек (стержней) рассчитываются в соответствии с площадью защищаемого сооружения. При установке протектора на морское дно (выносное исполнение) основание протектора соединяется с защищаемым сооружением посредством кабеля (кабельного вывода).This problem is solved by the fact that to implement electrochemical protection, rods are used as an active element of the protector, inside which there is a reinforcing cage with grippers at the ends of the active elements; with the help of these grips, the remote-controlled device can replace the depleted (spent) rod with a new one. The rods are installed in the base of the tread (base). For each rod in the base there is a connecting connector, which is connected to a corrosion monitoring system installed inside the base or to a common cable outlet connected to the protected structure. The number and geometric parameters of cells (rods) are calculated in accordance with the area of the protected structure. When installing the protector on the seabed (remote version), the base of the protector is connected to the protected structure via a cable (cable outlet).
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность проведения ремонта изношенного протекторного сплава протектора на подводном защищаемом объекте без необходимости замены всего протектора, что удешевляет процедуру ремонта системы ЭХЗ.The technical result provided by the above set of features is the ability to repair a worn tread alloy of the protector on an underwater protected object without the need to replace the entire protector, which reduces the cost of repairing the ECP system.
На фиг. 1 представлен протектор, который устанавливается на морское дно: 1 - сменные активные элементы протектора, 2 - основание протектора, 3 - кабельный вывод, 4 - защищаемое сооружение (труба), 6 - захваты для замены истощенного элемента.In fig. Figure 1 shows a protector that is installed on the seabed: 1 - replaceable active elements of the protector, 2 - base of the protector, 3 - cable outlet, 4 - protected structure (pipe), 6 - grips for replacing a depleted element.
На фиг. 2 представлен протектор со сменными активными элементами, устанавливаемый на трубу, в разрезе: 1 - активные элементы протектора, 2 - основание протектора, 3 - кабельный вывод, 4 - защищаемое сооружение (труба), 5 - контактные разъемы, 6 - захваты для замены активных элементов, 7 - кожух или другой элемент крепления на трубу. На фиг. 3 представлен вид сверху на протектор, установленный на трубе.In fig. Figure 2 shows a cross-section of a protector with replaceable active elements installed on a pipe: 1 - active elements of the protector, 2 - base of the protector, 3 - cable outlet, 4 - protected structure (pipe), 5 - contact connectors, 6 - grips for replacing active ones elements, 7 - casing or other mounting element on the pipe. In fig. Figure 3 shows a top view of the protector installed on the pipe.
Протектор со сменным активным элементом состоит из сменных активных элементов 1, ток с которых за счет создаваемой разности потенциалов между сталью защищаемого сооружения 4 и сплава активных элементов протектора 1 стекает на поверхность защищаемого стального подводного сооружения 4, защищая его от коррозии. Сменные активные элементы 1 при этом растворяются.A protector with a replaceable active element consists of replaceable active elements 1, the current from which, due to the potential difference created between the steel of the protected structure 4 and the alloy of the active elements of the protector 1, flows to the surface of the protected steel underwater structure 4, protecting it from corrosion. Replaceable active elements 1 dissolve in this case.
Создается электрическая цепь: защищаемое сооружение 4 - кабельный вывод 3 - основание 2 - активные элементы протектора 1 - защищаемое сооружение 4. На участке «защищаемое сооружение 4 - кабельный вывод 3 - основание 2 - активные элементы протектора 1» ток протекает по проводникам первого рода (с электронной проводимостью - металл), а на участке «активные элементы протектора 1 - защищаемое сооружение 4» ток протекает по проводнику второго рода (с ионной проводимостью - море).An electrical circuit is created: protected structure 4 - cable outlet 3 - base 2 - active protector elements 1 - protected structure 4. In the section “protected structure 4 - cable outlet 3 - base 2 - active protector elements 1”, current flows through conductors of the first type ( with electronic conductivity - metal), and in the section “active elements of the protector 1 - protected structure 4” the current flows through a conductor of the second type (with ionic conductivity - sea).
Сменные активные элементы 1, установленные в основание 2, подключены кабелем 3 через контактные разъемы 5 к защищаемому сооружению 4.Replaceable active elements 1 installed in the base 2 are connected by cable 3 through contact connectors 5 to the protected structure 4.
При полном растворении одного или нескольких активных элементов 1 производится их замена. Для этого, телеуправляемый необитаемый подводный аппарат (ТНПА) подплывает к протектору и манипулятором захватывает захват 6 активного элемента 1. Далее, ТНПА отсоединяет стержень 1 от контактного разъема 5 основания протектора 2 и проделывает текущую операцию со всеми растворенными активными элементами 1. Установка нового активного элемента 1 происходит в обратном порядке. Телеуправляемый подводный аппарат с захваченным в манипулятор захватом 6 с устанавливаемым новым активным элементом 1 подплывает к протектору и вставляет стержень 1 в контактный разъем 5.When one or more active elements 1 are completely dissolved, they are replaced. To do this, a remote-controlled uninhabited underwater vehicle (ROV) swims up to the protector and uses a manipulator to grab the grip 6 of the active element 1. Next, the ROV disconnects the rod 1 from the contact connector 5 of the base of the protector 2 and performs the current operation with all dissolved active elements 1. Installation of a new active element 1 happens in reverse order. A remote-controlled underwater vehicle with a gripper 6 captured in the manipulator with a new active element 1 installed, floats up to the protector and inserts the rod 1 into the contact connector 5.
В частном случае в протекторе со сменными активными элементами 1 контактные разъемы 5 могут быть выполнены как с резьбовым, так и с другим узлом крепления, в т.ч. без резьбового соединения.In the particular case of a protector with replaceable active elements 1, the contact connectors 5 can be made with either a threaded or another fastening unit, incl. without threaded connection.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2808042C1 true RU2808042C1 (en) | 2023-11-22 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU124263U1 (en) * | 2012-05-28 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Электронная корпорация "Радуга" | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST CORROSION OF THE UNDERWATER OF METAL STRUCTURES |
US8557089B2 (en) * | 2011-05-31 | 2013-10-15 | Matcor, Inc. | Cathodic protection system for marine applications |
KR102020298B1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-09-11 | 주식회사 성우하이텍 | Pallet with anti-corrosion function |
US10428430B2 (en) * | 2016-09-06 | 2019-10-01 | Omidreza Moghbeli | Marine utility cast iron anode |
RU2748188C1 (en) * | 2020-10-28 | 2021-05-20 | Антон Геннадьевич Бурбулис | Device of electrochemical protection of steel pipelines from corrosion |
WO2021111314A1 (en) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | Controle Et Maintenance | Cathodic protection anode for an offshore structure and cathodic protection device comprising same |
RU2768061C1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры Анодъ" | Method for installation of underwater anodes for cathodic protection of underwater objects |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8557089B2 (en) * | 2011-05-31 | 2013-10-15 | Matcor, Inc. | Cathodic protection system for marine applications |
RU124263U1 (en) * | 2012-05-28 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Электронная корпорация "Радуга" | DEVICE FOR PROTECTION AGAINST CORROSION OF THE UNDERWATER OF METAL STRUCTURES |
US10428430B2 (en) * | 2016-09-06 | 2019-10-01 | Omidreza Moghbeli | Marine utility cast iron anode |
KR102020298B1 (en) * | 2018-08-09 | 2019-09-11 | 주식회사 성우하이텍 | Pallet with anti-corrosion function |
WO2021111314A1 (en) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | Controle Et Maintenance | Cathodic protection anode for an offshore structure and cathodic protection device comprising same |
RU2748188C1 (en) * | 2020-10-28 | 2021-05-20 | Антон Геннадьевич Бурбулис | Device of electrochemical protection of steel pipelines from corrosion |
RU2768061C1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры Анодъ" | Method for installation of underwater anodes for cathodic protection of underwater objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11519077B2 (en) | Galvanic anode and method of corrosion protection | |
WO2001071063A9 (en) | Battery-powered cathodic protection system | |
CN111041496B (en) | Device and method for controlling chloride ion permeation of reinforced concrete | |
RU2808042C1 (en) | Protector with replaceable active element | |
CN104278277A (en) | Sacrificial anode heap for rapidly repairing cathode protection | |
EP0186334B1 (en) | Cathodic protection system for reinforcing bars in concrete, a method of carrying out such protection and an anode for use in the method and system | |
US9382631B1 (en) | Multi use cathodic protection system for steel and reinforced concrete and method of use | |
JP3139938B2 (en) | Cathodic protection current monitor and monitoring system using the same | |
JP6640573B2 (en) | Galvanic anode unit and anticorrosion structure of concrete structure using it | |
EP2500512B1 (en) | Replaceable CP anodes | |
CN100393916C (en) | Encapsulated cathode hanger bar and method of manufacturing | |
GB2175609A (en) | Electrode | |
JP3798189B2 (en) | Repair method for concrete structures | |
GB2474084A (en) | Impressed current cathodic protection (ICCP) | |
KR100393824B1 (en) | Galvanic Corrosion Control of Seawater Piping | |
CN109715857B (en) | Cast iron anode for marine applications | |
EP4134470A1 (en) | Gravity-contact sacrificial anode | |
Martin et al. | Mitigate Corrosion Through Cathodic Protection of Steel Structures of Puma Energy in PNG | |
JP2021162491A (en) | Sacrificial anode monitoring sensor and monitoring method | |
AU2015279056B2 (en) | Galvanic anode system for the corrosion protection of steel in concrete | |
CN114016040A (en) | Impressed current cathodic protection system for jacket foundation of suction tube | |
JP2019104977A (en) | Corrosion prevention device for underwater metal structure | |
JPH11293792A (en) | Concrete structure having excellent corrosion resistance | |
CN115466961A (en) | Cathode protection anti-corrosion device for sacrificial anode of flexible photovoltaic support | |
KR100505278B1 (en) | Anode Assembly for cathodic protection in an environment in which thin film corrosive fluids are formed |