RU54949U1

RU54949U1 - ANODE GROUNDER

Info

Publication number: RU54949U1
Application number: RU2005138063/22U
Authority: RU
Inventors: Василий Александрович Полинец; Татьяна Васильевна Новикова; Владимир Александрович Кравцов; Владимир Дмитриевич Сулимин; Юрий Владимирович Сулимин; Юрий Валерьевич Барановский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная инновационная фирма "Сплав"
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2006-07-27

Abstract

Полезная модель относится к катодной защите подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использована в качестве малорастворимых устройств анодных заземлителей в системах электрохимической защиты нефтяной, газовой и других отраслей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.The utility model relates to the cathodic protection of underground metal structures from corrosion and can be used as sparingly soluble anode grounding devices in electrochemical protection systems of oil, gas and other industries, as well as in public utilities.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение эффективности работы анодного заземлителя, уменьшение опасности разрушения хрупкого электрода анодного заземлителя при производстве, транспортировке и монтаже на трассе, а также трения провода токоввода о край электрода.The technical result of the proposed utility model is to ensure the efficiency of the anode ground electrode, to reduce the risk of destruction of the brittle electrode of the anode ground electrode during production, transportation and installation on the route, as well as the friction of the current lead wire on the edge of the electrode.

Поставленная техническая задача достигается тем, что круглое сечение литого электрода заменено на сечение в виде креста, а также за счет более надежной защиты контактного узла благодаря дополнительной армирующей втулки с большим и малым отверстием, термоусаживаемой муфты и закладной пластины с отверстием для соединения двух электродов в модуль, удобства сборки и монтажа и контроля переходного сопротивления контактного узла.The stated technical problem is achieved in that the circular cross section of the cast electrode is replaced by a cross section in the form of a cross, as well as due to more reliable protection of the contact node thanks to an additional reinforcing sleeve with a large and a small hole, a heat-shrinkable sleeve and an insert plate with a hole for connecting two electrodes to the module , ease of assembly and installation and monitoring of the transition resistance of the contact node.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к катодной защите подземных сооружений от коррозии и может быть использована в качестве малорастворимых анодных устройств (анодных заземлителей) для передачи постоянного тока по системе провод-анодный заземлитель - земля в системах электрохимической защиты нефтяной, газовой, энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.The proposed utility model relates to the cathodic protection of underground structures from corrosion and can be used as sparingly soluble anode devices (anode grounding conductors) for direct current transmission through a wire-anode grounding-ground system in the electrochemical protection systems of the oil, gas, and energy industries, as well as in public utilities.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является анодный заземлитель (см. патент SU №1516510 А1 КЛ С 23 F 13/00 1989 г. Бюл. №39), содержащий ферросилидовый цилиндрический электрод и расположенный в его теле токоввод, выполненный в виде стального стержня с головкой и осевым отверстием для крепления токоподводящего провода, причем верхний торец электрода выполнен с коническим углублением и пазом, заполненными диэлектриком.The closest technical solution to the proposed one is the anode ground electrode (see patent SU No. 1516510 A1 KL C 23 F 13/00 1989, Bull. No. 39), containing a ferrosilide cylindrical electrode and a current lead located in its body, made in the form of a steel rod with a head and an axial hole for attaching a current-carrying wire, and the upper end of the electrode is made with a conical recess and a groove filled with a dielectric.

Недостатком этого анодного заземлителя являются:The disadvantage of this anode ground electrode system are:

- малая площадь поверхности стекания анодного электрического тока с круглого электрода;- a small surface area of the runoff of the anode electric current from the round electrode;

- сложность изготовления литого электрода из-за опасности разрушения при производстве;- the complexity of manufacturing a cast electrode due to the danger of destruction during production;

- требует специальную тару при транспортировке;- requires special containers during transportation;

- имеется вероятность быстрого выхода из строя провода токоввода при перегибе и трении его о край анода;- there is a possibility of a quick failure of the current lead wire when it is bent and rubbed against the edge of the anode;

- повышенный расход электроэнергии при эксплуатации из-за использования стального стержня имеющего высокое электросопротивление и повышенного нагрева электрода с заниженной площадью поверхности.- increased energy consumption during operation due to the use of a steel rod having a high electrical resistance and increased heating of the electrode with low surface area.

Техническая задача предполагаемой полезной модели состоит в разработке конструкции анодного заземлителя, позволяющего повысить эффективность работы анодных заземлителей при катодной защите подземных металлических сооружений от коррозии, уменьшить опасность разрушения электрода анодных заземлителей при производстве, транспортировке и монтаже на трассе, снизить опасность разрушения провода токоввода при монтаже и эксплуатации, а также уменьшить расход электроэнергии при эксплуатации.The technical task of the proposed utility model is to develop the design of the anode earthing switch, which allows to increase the efficiency of the anode earthing switch for cathodic protection of underground metal structures from corrosion, to reduce the risk of destruction of the electrode of the anode ground electrode during production, transportation and installation on the route, to reduce the risk of destruction of the current lead wire during installation and operation, as well as reduce energy consumption during operation.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что:The technical task is achieved due to the fact that:

- 1 вариант. Электрод предполагаемого изобретения имеет увеличенную площадь поверхности за счет формы сечения, в виде креста с четырьмя равноудаленными полусферами, соединенными дугами вогнутыми к центру электрода, позволяющими при изготовлении отливок электрода осуществлять разъем (рис.1). Контактный узел соединения провода токоввода с электродом анодного заземлителя производят по известной технологии.- 1 option. The electrode of the proposed invention has an increased surface area due to the cross-sectional shape, in the form of a cross with four equidistant hemispheres connected by concave arcs to the center of the electrode, which allows the connector to be made in the manufacture of castings (Fig. 1). The contact node connecting the current lead wire to the electrode of the anode ground electrode is produced by known technology.

- 2 вариант. Анодный заземлитель (фиг.2) от первого варианта отличается тем, что крестовидный электрод с одного конца армирован металлическим элементом, выполненным в виде втулки 3 с большим отверстием для удобства монтажа контактного узла и малым отверстием для соединения провода токоввода 2 с электродом 1, а с другого конца закладной пластиной 8 с отверстием для удобства сборки и монтажа, соединения двух электродов в модуль, удобства сборки и монтажа и контроля переходного сопротивления контактного узла, кроме этого на электрод одевается термоусаживаемая муфта 7 имеющая одно отверстие для заливки контактного узла герметиком 5, а второе боковое отверстие для выхода провода токоввода и отвода воздуха при заливке герметика.- Option 2. The anode ground electrode (Fig. 2) differs from the first embodiment in that the cross-shaped electrode at one end is reinforced with a metal element made in the form of a sleeve 3 with a large hole for ease of installation of the contact node and a small hole for connecting the current lead wire 2 to the electrode 1, and with the other end of the embedded plate 8 with a hole for ease of assembly and installation, the connection of two electrodes in the module, ease of assembly and installation and control of the transient resistance of the contact node, in addition, heat-shrink is worn on the electrode emaya coupling 7 having one opening for pouring the sealant 5 of the contact assembly and the second lateral opening for exit of the current lead wires and the air outlet when filling sealant.

Сущность полезных моделей поясняется чертежами (см. фиг.1 и фиг.2), где на фиг.1 по первому варианту представлен анодный заземлитель, состоящий из ферросилидового (железокремнистого) электрода 1, представляющего собой отливку с сечением выполненным в виде креста с четырьмя равноудаленными полуокружными лепестками, соединенными дугами вогнутыми к центру электрода, позволяющими при изготовлении литого электрода осуществлять разъем формы без ее разрушения. Провод токоввода 2 соединяется с электродом 1 по общепринятой технологии.The essence of utility models is illustrated by drawings (see Fig. 1 and Fig. 2), where Fig. 1, according to the first embodiment, shows an anode ground electrode consisting of a ferrosilide (silicon-silicon) electrode 1, which is a casting with a cross section made in the form of a cross with four equidistant semicircular petals connected by arcs concave to the center of the electrode, which allow the mold to be molded without breaking it in the manufacture of a cast electrode. The current lead wire 2 is connected to the electrode 1 by conventional technology.

На фиг.2 по второму варианту крестовидный электрод 1 дополнительно армирован металлической втулкой 3, имеющей с краю одно большое отверстие, позволяющее удобно монтировать (подсоединять) провод токоввода 2 через малое отверстие втулки с электродом 1 с помощью металлического клина 4, оба отверстия после монтажа заполняются герметиком 5. Контактный узел изолирован герметиком и дополнительно термоусаживающей муфтой 7 с боковым отверстием для прохода провода токоввода и отвода воздуха при заливке и центральным для заливки герметиком. Анодный заземлитель работает следующим образом:In figure 2, according to the second embodiment, the cross-shaped electrode 1 is additionally reinforced with a metal sleeve 3, having one large hole at the edge, which makes it possible to conveniently mount (connect) the current lead wire 2 through the small hole of the sleeve with the electrode 1 using a metal wedge 4, both holes are filled after installation with sealant 5. The contact unit is insulated with sealant and, additionally, with a heat-shrink sleeve 7 with a side hole for the passage of the current lead wire and air outlet during pouring and the central sealant for pouring. The anode ground electrode works as follows:

От катодной станции на провод токоввода 2 подается постоянный ток расчетной силы и напряжения.From the cathode station, a direct current of the calculated force and voltage is supplied to the current lead wire 2.

Проходя по ферросилидному электроду 1 ток равномерно распределяется по глубине и растекается по пластам окружающего электрод грунта от которого он попадает на подземные металлические конструкции, предохраняя их от коррозии.Passing through the ferrosilide electrode 1, the current is evenly distributed in depth and spreads over the layers of the soil surrounding the electrode from which it enters underground metal structures, protecting them from corrosion.

Благодаря крестовидному сечению площадь поверхности электрода анодного заземлителя увеличивается до 30% по сравнению с круглым сечением. Это позволяет повысить эффективность работы анодного заземлителя, а также снизить температуру нагрева электрода. Понижение температуры электрода приводит к уменьшению расхода электроэнергии на преодоление сопротивления разогретого электрода и, соответственно, к снижению энергозатрат при эксплуатации.Due to the cross-shaped cross-section, the surface area of the electrode of the anode ground electrode increases up to 30% compared with the round cross-section. This allows you to increase the efficiency of the anode ground electrode, as well as reduce the temperature of the heating electrode. Lowering the temperature of the electrode leads to a decrease in energy consumption to overcome the resistance of the heated electrode and, accordingly, to reduce energy consumption during operation.

Кроме этого, крестовидная форма электрода позволяет не применять специальную тару при транспортировке, а также значительно снижает сопротивление растекания тока и уменьшает переходное сопротивление.In addition, the cross-shaped shape of the electrode allows not to use special containers during transportation, and also significantly reduces the spreading resistance of the current and reduces the transition resistance.

Контактный узел по 2-му варианту предлагаемой полезной модели анодного заземлителя отличается от авторского свидетельства №1516510 тем, что ток по медному проводу токоввода подается непосредственно на электрод, имеющий намного ниже электросопротивление, чем стальной стержень, что приводит к снижению расхода электроэнергии, кроме этого, втулка 3 несколько выступает из электрода, что облегчает изготовление литого электрода и позволяет дополнительно вокруг втулки заполнять герметиком 5, предохраняя контактный узел от проникновения газов.The contact node according to the 2nd variant of the proposed utility model of the anode ground electrode differs from copyright certificate No. 1516510 in that the current through the copper wire of the current lead is supplied directly to the electrode, which has much lower electrical resistance than a steel rod, which leads to a reduction in energy consumption, in addition, the sleeve 3 protrudes somewhat from the electrode, which facilitates the manufacture of the cast electrode and allows it to be additionally filled with sealant 5 around the sleeve, protecting the contact assembly from gas penetration.

Применение термоусаживаемой муфты 7 создает дополнительную защиту контактного узла от влияния среды хлора и сульфатов. Боковой отвод провода токоввода из муфты и пропускание его между лепестками электрода исключает трение провода о края электрода и выход его из строя при перегибе, монтаже и эксплуатации.The use of heat-shrinkable sleeve 7 creates additional protection of the contact node from the influence of the environment of chlorine and sulfates. The lateral removal of the current lead wire from the coupling and its passage between the electrode tabs eliminates the friction of the wire on the electrode edges and its failure during bending, installation and operation.

Опытно-промышленное испытание предлагаемых полезных моделей анодного заземлителя показало лучшие эксплуатационные качества по сравнению с известным аналогом, высокую надежность анодного заземления и стабильную работу станций катодной защиты при уменьшенном расходе электроэнергии.A pilot test of the proposed utility models of the anode ground electrode system showed better performance compared to the well-known analogue, high reliability of the anode grounding, and stable operation of the cathodic protection stations with reduced power consumption.

Claims

1. Anode ground electrode for cathodic protection against corrosion of underground metal structures consisting of a cast electrode and a current lead connected to it, characterized in that, in order to increase work efficiency, reduce the risk of destruction of the electrode of the anode ground electrode during production, transportation and installation on the route, and also reducing energy consumption during operation, the cross-sectional shape of the cast electrode of the anode ground electrode is made in the form of a cross with four equidistant hemispherical petals connected by arcs they are concave to the center of the electrode, which makes it possible to make a connector in the manufacture of electrode castings.

2. The anode ground electrode according to claim 1 is characterized in that, in order to increase the reliable protection of the contact node (the junction of the current lead wire with the electrode), the cross-shaped electrode at one end is reinforced with a metal element made in the form of a sleeve with a large hole for ease of installation of the contact node and a small hole for connecting the current lead wire to the electrode using a wedge, as well as a heat-shrinkable sleeve to protect the contact assembly from the influence of electrolytes of chlorine and sulfates, and the second end of the electrode is reinforced with embedded a metal plate with a hole for connecting two electrodes into a module and for controlling the transition resistance of the contact node, as well as for ease of assembly and installation.