RU304U1 - Станция катодной защиты - Google Patents

Abstract

1. Станция катодной защиты, содержащая корпус, установленный в грунте, силовой блок и блок управления, к которым подключены соединительные кабели, отличающаяся тем, что корпус станции выполнен в виде установленной вертикально цилиндрической трубы с подводящими патрубками, размещенными вдоль нее, с защитным колпаком, охватывающим верхние концы цилиндрической трубы и подводящих патрубков, и с герметичной перегородкой, установленной в средней части цилиндрической трубы, при этом силовой блок размещен а цилиндрическом каркасе, установленном на герметичной перегородке, блок управления закреплен на съемном основании, размещенном на цилиндрической трубе под защитным колпаком, соединительные кабели проложены внутри подводящих патрубков, нижние концы которых находятся ниже уровня грунта, силовой блок погружен в диэлектрическую жидкость, например трансформаторное масло, а защитный колпак прикреплен к цилиндрической трубе крепежными элементами под специальный ключ.2. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндрическая труба имеет теплорассеивающие ребра, а стенки цилиндрического каркаса выполнены со сквозными отверстиями.3. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что защитный колпак в нижнем конце и съемное основание блока управления имеют П -образные выемки для приложения соединительных кабелей.

Description

„/|- . л/ (

ив) 13/02

т№

С Т А Н Ц И Я К А Т О Д Н О И ЗАЩИТЫ.

Полезная ьяодель относится к области защиты металлов от корро: 1;И, а более конкретно - к средствам катодной зашиты к может jETb кспольаована зашиты от почвенной коррозии нефте- и газопроводов, скважин и других подзе гных сооружений.

Борьба с коррозией металлов - одна из старейших проблем. латоднан зашита представляет собой электрох1:Ш ческий метод защиты уоталлов, ос.уществляе / ая путем регулирования величины электрического потенцкала зшшщаемого объекта в сторону отрицательных значений. ПолярЕзация защищаемого достигается подключением его 1 внешнему источнику энергии, преобразующему ток промышленной частоты в постоянный. Защищаемый соединяется с отркцательным полюсом выпржителя, так что он действует в качестве катода. :торой электрод /анодн1Й зазешштель/ совдинйется с положительным ПО.ЖЮСОМ источника, т.е. он образует анод. Катодная зашита обеспе -:vБается шоддержкой необходакАого потенциала, измеряемого между нашищаелйым об ектом и спещ-альнмй электродом сравнения. Посредством автоматического регулирования параметров заиштн /напряжения, тока или мощности/ осуществляется ограничение и поддерживание в заданных пределах разност15 потвшр яовмежду иодземшш металлическим .сооружением F грунтом i

- 3Комплекс средств, предназначенннй джя катодной поляризации об ектов защиты в технической литературе получил название станций катодной защиты

Станция катодной зашиты обычно выполняется в виде шкафа, котс;рый крепится к опоре электропередач ГзЧ или устанавливается на грунте на специальном основании /бетонной или металлической i ivide/, вокруг которого возводится защитное ограждение р-п

Рнутри станции размешаются источники постоянного /т гпряк ленного/ упраьляет юго тока,- соедЕнятельные кабели,провода iiiiKH. 1ька4 юлеет защитное зазек-шение. На станциях мсгут прш.е- . р.яться электроизмерительные и коррозконно-кзмерительнне приборк, устройства защиты от атмосферных перенапряжений, перегрузок, авто1 латической регулировки разности потенциалов защишаег ый об ектгрунт, телеконтроля, задшты от попадания о &луживаадего персонала под напряжение и т.п. ji-flЛдя отвода тепла, выделяемого электрорадиоэлементаьж станции, р предусматриванугся жалюзи, через которые проходит нагревае-ыи воздух.

Дверки шкафа станции могут закрываться на замок.

Опыт эксплуатации известных станций катодаой защиты показыр.ает, что они имеют низкую эксплуатащоннукх- адежность, а их конструкция не обеспечивает достаточную зашкту от климатических и 1 юханжческжх воздействий.

F3 известных конструкций станций наиболее блйзшш по технйнеской сущности и достигаемым результатам к данной полезной моделк является станция катодной защиты, описанная в | 7 i. Такая станцу:я содержит корцус, ввшолненный в виде с вентиляционнаш жалюзями и установленный в грунте на металлическом основании, ciuioBot блок ж блок управлешш, размешенные внутри корпуса и

/I

у . - Недостатки известного устройства вытекают из его крнструктивксго решения. Как вравуло, такие станции эксплуатируются в полевых условиях, что не позволяет организовать их постоянную к эффектив:н-.Ю охрану, ГромоздкиГт шкаф издалека привлекает внимание посторонних лщ, а его двери с замком являются слабьал препятствием для

проникновения внутрь радиолюбителям, вооруженны&я обычным ломиком. : е помсгшот при этоьз и спещ.альные защитные заграждения, возво,1Щые вокруг станций катодной защиты.

Кроме того, данная конструкция корцуса станции слабо защищает его содер)1ашое от атмосферных воздействий / дожд, снег, иней, перепад температур/, а отвод выделяемого силовым блоком тепла только за счет естественной циркуляции воздуха недостаточно эффекТРГЕбН,

Указанные недостатки в конечном счете приводят к снижению надежности функционирования известной станции катодной защиты.

Полезная модель направлена на повышение надежности работы Е защищенности станции от клш/ атических воздействий и несанкционированного доступа путем усовехйаенствованЕя ее конструкции

Зто достигается станцией катодной защиты, содержащей корпус, установленный в грунте, силовой блок и блок управления, размешенные в корпусе и подключенные к соединительный кабелям, в которой корпус станции выполнен в виде цил11ндрическо трубы, установленной в грунте вертикально, с подводящими патрубками, размещенными вдоль цилиндрической трубы, защттным крлпаком, охватываадим верхнге концы цилиндрической трубы F подводящих патрубков,к герметичной перегородкой, установленной в средней части цилинд|шческой трубы, при этом силовой блок размещен в цилиндрическом каркасе, установленном на ге ялетжчной перегородке, блок увравления закреплен на с емно|й основании и размещен на цилиндрической трубе под

- -/ 330SS

I

-. зялЕТнш колпаком, соединительные кабели цроложены внутри подводяшйХ патрубков, нижние концы которых находятся ниже уровня грунта, силовой блок погружен в диэлектрическую жидкость, например, трансформаторное масло, а защитный колпак прикреплен к цилиндрической

трубе крепежными элементами под специальный ключ.

Для улучшения отвода тепла, ваделяемого электрорадиоэлементаbiK станции, сдю ндрическая труба Емеет теплорассеиващие ребра, а стенки цилиндрического каркаса выполнены со сквозными отверстиями.

Кроме того, для удобства эксгшуатации защитный колпак в нижне л конце к схемное основание блока управления имеют Ц - образные };Ь:е&(1КИ, через которые проложены соединительные кабели.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 приведен общий вид станции катодной защиты, на фвт, 2 показана конструкция защитного колпака с фраг,;ентами корпуса, подводящих патрубков и схемного основанЕЯ, на фкг. 3 - конструкции крепежного элемента и спецкального ключа. ЕГ. 4 поясняет электрическую часть станции катодной защиты.

Станция катодной заддаты содержат корпус, выполненный в виде Щлиндрической трубы 1 с двумя подводящими патрубками 2, зашитнш колпаком 3 и герметично перегородкой 4, силовой блок 5, блок б управления и соединительные кaбeJ И 7.

Цилиндрическая труба 1 установлена вертикально в грунте с уровнем 8, обычно вблизи защищаемого 9. Вдоль поверхности цилиндрической трубы 1 установлены приваренные к ней сваркой теплорассеивающие ребра 10.

Подводящие патрубки 2, выполненные из отрезков стальн труб, установлены .вдоль цилиндрической трубы 1 и црикрепявны к н0 сварко т. При этом нижние концы патрубков 2 находятся шлее уровн ег 8 грунта. 5,. .. / . ;

- -/VC70(/4- О/СчХ/

Защитный колпак 3 выполнен из отрезка стальной трубы,вврхнжй конец которой заглушен, а нижний имеет две р - образные выемкж 11. С боков к защитному колпаку 3 приварена сваркой юбка 12, с по ;сшъю которой колпак 3 охватывает верхние концы цилиндрической трубы 1 и подводящих патрубков 2.

Цилиндрическая труба 1 имеет в средней частв герметичную перегородку 4, на которой установлен цшлиндрЕческий каркас 13 с С1 ловым блоком 5 внутри. Каркас 13 погружен в теплоотводящую диэлектрическую жидкость, например трансформаторное масло. При этом стенки каркаса 13 имеют сквозные отверстия 14 для повышения тепло:Еой циркуляции диэлектрической жидкости вокруг силового блока 5 Б процессе его работы, а к верхней части каркаса 13 прикреплена ручка 15 для удобства извлечения его из цилиндрическот трубы 1. Уровень 16 диэлектрической з ждкостк выбррается таким, чтобы ручка 15 выступала из нее.

Блок 6 управления закреплен на с емном основании 17 и размещен на цилиндрической трубе 1 под защитным колпаком 3 /на фиг, 2 j словно не показан/, С емное основание 17 две Д-образные 18 даш прокладки соединительных кабелей 7. При необходимости на основании 17 могут быть закреплены и другие электрорадиоэлементы и приборы,например счетчик раеходуе;.1ой злектроэнергии, измерители тока и напряжения, средства защиты от перегрузок, выключатели .и т,п.

Защитный колпак 3 прикреплен к цилиндрической трубе 1 двумя крепежныш ялементами под специальный ключ 19, Крепежный элемент состоит из болта 20 с цилиндрической головкой, на которую надета ограничительная втулка 21. С то1ща головка болта 20 имеет цилиндрическое угдубдение 22. В затянутом состоянжв болта 33 втулка 21 может свободшр хфоворачиваться вокруг «го головкж,т.е. вокруг осевой лжнм 23.

Специальный ключ 19 представляет собой цилжндрическов тело, на одном из торцов которого имеется 1дошнд1жческий внступ 24, а на другом его конце - рукоятка 25. Прж это1й осевые лшаш 26 цвлиндриiiecKoro углубления 22 и цилиндричеакого выступа 24 сиещшн относительно осевой лшпш 23 болта 20 и ключа 19 на одной ж то же расстояние, а высота ж диаметр выступа 24 выполнены мвньшжмж соответственно глубины и Диаметра углубления 22. даметр тела ключа 19 выполнен ыеньшЕм внутреннего диаметра ограничительной втулки 19, высота которой в несколько раз превышает высоту головки болта 20.

У кжюча 19 термин спещ айьный означает лишь то, что конструкции крепежного элемента и ключа 19 отличаются от стандартных, серийно вш1ускае1шх проуышленностью крепежных элементов и ключей к ним. Предполагается, что онж изготавливаются спещально для станций катодной защиты ж могут находиться только у обслуживающего персонала. Мх конструктивное выполнение может беть сашш различным, а на ФЕГ. 3 приведен лишь один из возможных,вариантов выполнения.

Соединительные кабели 7 проложены внутри нодводяших патрубчерез

ков 2 F - образные выемки 11 i 18 соответственно защитного колпака 3 и схемного основания 1 подключены к блокам 5 и 6. При ЭТОУ Б состав соединительных кабелей могут входить силовой, анодный, катодный, измерительный и др. кабели. -Силовой блок может быть выполн,ен по схеме управляемого однод.азного двухполупериодного вьч1рЯ1«штеля на основе тороидального

трансформатора,/форма которой удобна для размещения в цилиндрическом каркасе 13/ и силовых коммутирующих элементов - тиристоров /на

чертеже не показаны/.

Бкок 6 управления может содержать прецизионный териостабильный источник образцового нащшжвижя ж схему вхфаботкж сигнала рассоглаВход снлового блока 5 через один из соедргажтелъных: кабелей 7 пс дключается к источнику 27 тока промышленной частоты, положительный выход через другой соединительный кабель 7 - к анодному заземлктелю 28, а отрицательный выход через третий соединительный кааль 7 - к защщцаемому объекту 8. Входы блока 6 управления через четвертый и пятый соединительные кабели 7 подключены к электроду 29 сравнения и защищаемому объекту 9. тод блока 6 соединен с управляющим входом силового блока 5.

На фиг. 4 пунктирной линией вцделена электрическая часть собственно станцщ катодной защиты.

Станция катодной зашиты работает следуюнщш образом.

При подключении силового блока 5 к источнику 27 тока промышленной частоты на его выходах появляется напряжение. В результате анодный заземлитель 28 оказывается под положительным, а защищаемый объект 9 - под отрицательным потенциалами. При этом в блоке б управления вырабатывается сигнал рассогласования на основе сравнения сигнала обратной связи от защищаемого объекта 9 и электрода 29 сравнения с уставкой, задаваемой в блоке 6 источником образцового напряжения. Сигнал рассогласования в виде управляющих импульсов поступает на тиристоры силового блока 5, регулируя тем самым его выходной ток и напряжение.

Б процессе работы станщк катодной защиты выделяется значйтель нов количество тегловой энергии, основную долю которой составляет тепло, выделяемое силовым блоком 5. Последний нагревает диэлектрическую жидкость, которая, щ-ркулируя через торцы я отверстия 14каркаса 13 переносит тепло на стенки цилиндрической трубы 1.

Массивная конструкция, состоящая из стальной трубы 1 с теплорассеивающюш ребраик 10 и защитного колпака 3, обеспечивает эффективную цередадзг тепла окружающему пространству.

Т;рк ЭТОМ подводящие патрубки 2 кроме основной /защитной/ функции рисолняют также роль теплорассеивапцжх элементов.

Бри цроведении ремонта, профилактических работ и т.п. может fiHTb осуществлена разборка станции.

Дяя снятия зацитного колпака 3 специальный ключ 19 вставляется во втулку 21 крепежного элемента таким образом, чтобы его выступ :34 вошел в углубление 22. При повороте с повощыо рукоятки .25 ключа 19 последний стреьщтся повернуться вокруг оси 26. Однако Гхрегштствует ограничительная втулка 21. В результате ключ 19 и болт ЗО вынуждены вращаться вокруг осевой линии 23.

По зшершении отворачивания всех крепежных элементов защитный колпак 3 снимается с верхних концов цилиндрической трубн 1 и патрубков 2, чем обеспечйваетсй всесторонний доступ к блоку 6 управления,

Благодаря внеилкак, 11 i 18, в которю гроложены соединительные кабели 7, конструкция стаяцйи позволяет свободно снять блок б со с е /нньй основанием 17 с щ;л1:ндрической трубы 1, чем обеспечивается доступ к силовому блоку 5. Последний извлекается из трубы 1 за ручку 15. ,

Сборка станции производится в обратном порядке.

Такшй образом, приведенная конструкция етанцик катодной зашитк удобна при эксплуатации к обеспечивает достатоямо легкий доступ к своим блокам прк ремонте, профилактических раСюта Е т.п. Цил йНдрический корпус станции с защитным колпаком и подводящими патрубками, нижние концы которых находятся ниже уровня земли, надежно защищают ее содержимое от климатических и механических воздействий. Защитный колпак крепится к корпусу при помощи болтов под специальный ключ, что практически исключает доступ в нее посторонних лиц.

одали по своюА очертаниям станция напошгаавт загдушенный сверху отвод от нефтегазовой магистрали, что значительно меньше привлекает взгляд стороннего наблюдателя. Система отвода тепла станции позволяет полдерживать необходим1яй те1 ловой режим в ее блоках.

К нестояще времени авторами разработана, изготовлена и испы тана опытная партия описанной станции катодной задиты типов КСАШ11,6 и КСА1Ш-3,0 со следующиьш основными параметрами:

Параметры Сеть, Б, Гц : ощность, кВт Напряжение на выходе сташщи,/ ЗащЕтнБЙ ток, А Потенциал задщты. В К И Д, Габаритные размеры силового блока, ш Габаритные размеры блока управления , ым Масса силового блока с каркасом, кг асса блока управления,кг Диаметр цилиндррческой трубы, мм Ориентировочная стоимость на 30.06.93г., руб.

,0

КСА1Ш-1,6

Отклонения , 50 1.6 48/24 33/66 О..,5 75 190x28 190x220x1 290000 -flO -lS 30, 50 i 10Г 3,0 %/48 31/62 0...5 75 00x280 x220x10 219 350000

- iaСтанцЕя работает на открытом воздухе во всех кпиматжческих /словиях, кроме тропического и морского /гр. 5, климатическое rcnoJiHeHHe У, категория 1 по ГОСТ 1о1Ш-80/.

Станция успешно прошла государственные испытания и в настояшее время внедряется, в частности, в государственном производстIенном объединении Урало-Сибирские магистральные трубопроводы.

Шточники ЕнформациУг, прз нятые во вшивание при определении уровня техники:;

1. Стрижевский И.В. Подземная коррозия и методы зашвты. -- Под ред.H.;v.. Колоткршша.М.: f/ieтaJiJЩ)гия, , с.92. 3. СтриженскКй у-.В., Petsj H Б.Я, Защита от коррозии трубопроводов мелиоративных систем, й/i.; Колос, 1880, с. 132.

3.Никитенко Е.А. Станции катодной зашиты магистральных гавопроводов. М.: Недра, 1967, с. 93-94, 173-174,

4.Новые устройства автоматизации и телеконтражя эл ктрохи1шческой защиты трубопроводов. Сер. Борьба с коррозией в нефтяной и газовой промышленности. М.: ВЮШОЭНГ, 1968, с. 7.

5.Бекман В., Ошенк Б. Катодная зштита от коррозии. Справочник. М,: Металлургия, 1884, с. 215, рис. 9.1.

6.Нккитенко Е.А. , Я.М. Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии. М.: Недра, 1981, с.92, рис. 88,

7.Бекман Б. Катодная защита. Справочник, М.: Металлургия, 1992, с. 42, рис. 20 /прототип/.

14

V53(95T

Claims (3)

1. Станция катодной защиты, содержащая корпус, установленный в грунте, силовой блок и блок управления, к которым подключены соединительные кабели, отличающаяся тем, что корпус станции выполнен в виде установленной вертикально цилиндрической трубы с подводящими патрубками, размещенными вдоль нее, с защитным колпаком, охватывающим верхние концы цилиндрической трубы и подводящих патрубков, и с герметичной перегородкой, установленной в средней части цилиндрической трубы, при этом силовой блок размещен а цилиндрическом каркасе, установленном на герметичной перегородке, блок управления закреплен на съемном основании, размещенном на цилиндрической трубе под защитным колпаком, соединительные кабели проложены внутри подводящих патрубков, нижние концы которых находятся ниже уровня грунта, силовой блок погружен в диэлектрическую жидкость, например трансформаторное масло, а защитный колпак прикреплен к цилиндрической трубе крепежными элементами под специальный ключ.

2. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндрическая труба имеет теплорассеивающие ребра, а стенки цилиндрического каркаса выполнены со сквозными отверстиями.

3. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что защитный колпак в нижнем конце и съемное основание блока управления имеют П -образные выемки для приложения соединительных кабелей.