BREVET D'INVENTION
Anode consommable
Société dite FEDERATED METALS CORPORATION .
<EMI ID=1.1>
Cette invention concerne la protection cathodique des pipelines
ou d'articles similaires, et elle concerne plus particulièrement
des améliorations apportées à une anode consommable du type bracelet destinée à entourer un pipeline ou un article similaire pour
la protection cathodique du pipeline, ces améliorations minimisant
de façon plus ou moins importante la déformation des segments
anodiques pendant le refroidissement après moulage et minimisant également de façon plus ou importante la rupture des segments
anodiques pendant leur installation sur le pipeline.
Les segments anodiques galvaniques semi-cylindriques destinés
à entourer un pipeline pour sa protection cathodique sont connus
dans la technique antérieure et sont décrits dans le brevet des
E.U.A. n[deg.] 3 616 422, ayant fait l'objet d'une procédure de Réissue
sous le n[deg.] 27 529. Bien que /tels segments anodiques donnent des résultats totalement satisfaisants à certains égards, un défaut
de ces segments semi-cylindriques est leur tendance à se déformer pendant le refroidissement du métal après la coulée des segments
et également leur tendance à se rompre au cours de l'installation
sur le pipeline, et ceci est particulièrement le cas lorsqu'on
utilise des segments semi-cylindriques plus longs avec des pipelines
de plus grand diamètre. On désire que les segments anodiques courbés aient une courbure qui corresponde/très près à la courbure du
pipeline revêtu autour duquel on doit installer le segment anodique <EMI ID=2.1>
du pipeline, et il est en général pratiquement impossible de couler un segment anodique courbé ayant chaque fois une courbure très proche de la courbure du pipeline. Et ceci est particulièrement
le cas lorsqu'on coule les segments anodiques plus longs que l'on utilise autour des pipelines de grand diamètre. Quand le segment anodique n'a pas une courbure suffisante pour correspondre à celle
du pipeline, il est nécessaire de courber vers l'intérieur les portions terminales et/ou d'autres portions du segment par application de pression , pour obtenir la courbure nécessaire pour que
le segment se conforme au pipeline et s'y adapte étroitement, et l'application de pression nécessaire pour obtenir la courbure
peut entraîner la rupture du segment anodique. Il est parfois nécessaire de recourber vers l'extérieur les segments anodiques courbés par application de pression , pour obtenir la courbure nécessaire pour une adaptation étroite au pipeline, et cette application de pression peut également entraîner une rupture du segment. La rupture du métal anodique consommable du segment est indésirable pour la raison qu'une ou plusieurs ruptures dans le métal anodique consommable peuvent mettre à nu le métal formant le noyau cathodique de l'anode, qui est ennoyé dans le métal anodique consommable. En conséquence, après l'installation et l'exposition
du métal formant noyau cathodique à l'électrolyte en raison d'une
ou plusieurs ruptures dans le métal anodique, l'anode dépense ellemême le métal anodique consommable pour protéger le métal consti- tuant le noyau, ce qui entraîne une efficacité et un gaspillage du métal anodique consommable. Des entailles ont été prévues dans
les segments semi-cylindriques de la technique antérieure sus-men- tionnée pour permettre les ruptures au centre du segment.
La publication "Cathodic Protection of Submarine Pipeline", tirée du Federated Metals Digest of the Américan Smelting and Refining Company,-Federated Metals Division, publié en 1958,
décrit un ensemble formant anode consommable dans lequel les seg- ments anodiques sont indirectement reliés les uns aux autres par
les noyaux en acier des anodes que l'on soude à des bandes d'acier. Le grand axe des noyaux des anodes est parallèle au grand axe
de la conduite, et les noyaux s'étendent à partir de cette partie
de l'anode qui constitue les bords latéraux de l'anode.
Des segments anodiques de forme jusque-là non courbée ont
été chauffés puis courbés à l'état chauffé pour adapter le segment autour du logement de 1'arbre d'une hélice de bateau. Les segments anodiques sont soudés à des éléments structuraux de logement non anodiques et ne sont pas reliés les uns aux autres autour du logement. Le problème est que, quand les segments anodiques sont en zinc ou en alliage de zinc, les segments ont tendance à se rompre pendant la courbure à température ambiante en raison de la nature cassante du zinc. Les segments anodiques de forme courbe ont jusqu'à présent également été coulés et boulonnés autour du logement de l'arbre d'une hélice de bateau. De nouveau les segments ne sont
pas reliés les uns aux autres autour du logement.
Le terme "cassure" est utilisé ici tant dans le sens action' que dans le sens résultat, et de manière générale pour désigner
la rupture du segment anodique avec ou sans mise à nu du métal formant le noyau cathodique du segment anodique, et/ou la rupture du segment anodique en morceaux ou fragments. L'expression "diamètre de la conduite" est utilisée ici pour désigner le diamètre
de la conduite du pipeline, conduite comportant le revêtement anti-corrosion, à distinguer de la couche de béton autour de la conduite fournissant la contre-poussée, le diamètre se terminant
à chaque extrémité à la surface externe du revêtement anti-corrosion. L'expression "longueur d'arc" utilisée ici pour les segments anodiques courbés désigne la longueur du segment anodique courbé mesurée sur la périphérie interne du segment. Le terme "longueur d'arc" utilisée icit en ce, qui concerne. la longueur de la cavité
<EMI ID=3.1>
du moule/qui forme une partie d'un cercle imaginaire, arc qui est
le plus proche du centre de ce cercle, c'est-à-dire l'arc interne.
Selon la présente invention, il est fourni un ensemble formant anode consommable destiné à la protection cathodique d'un pipeline
ou d'un article similaire, comprenant un pipeline métallique corrosible ayant un diamètre d'environ 50 cm à environ 180 cm, placé
dans un êlectrolyte, une anode consommable du type bracelet fixée autour du pipeline et entourant la conduite, 1.'anode comprenant
un nombre pair compris entre quatre et huit de segments anodiques
en forme d'arc de métal anodique consommable, reliés autour du. pipeline de façon à l'entourer, ledit nombre de segments anodiques étant de quatre pour un pipeline dont la conduite^ un diamètre compris entre environ 50 cm et environ 90 cm, de six pour un pipe- line dont le diamètre de la conduite est compris entre environ 75 cm et environ 135 cm, de huit.pour un pipeline dont la conduite a un diamètre compris entre environ 100 et environ 180 cm, de quatre
ou six pour un pipeline dont la conduite a un diamètre compris
entre environ 75 et 90 cm, et de six ou huit pour un pipeline dont
la conduite a un diamètre compris entre environ 100 et 135 cm,
chaque segment anodique comprend au moins un noyau métallique, cathodique vis-à-vis du métal anodique, totalement ennoyé de manière concentrique dans le métal anodique à l'exception des portions
du noyau s'étendant au-delà des bords extrêmes opposés du segment
<EMI ID=4.1>
eux de manière à entourer la conduite, par au moins un joint formé aux bords terminaux du noyau, chaque segment anodique ayant une longueur d'arc maximale prédéterminée comprise entre environ 35 cm
et environ 67,5 cm, le respect de cette condition constituant un moyen pour minimiser la rupture des segments anodiques au cours de l'installation de l'anode et la déformation des segments anodi- ques pendant le refroidissement du métal après la coulée.
La longueur d'arc maximale de chaque segment anodique selon cette invention comprise entre environ 35 cm et environ 67,5 cm
peut être déterminée par la formule :
<EMI ID=5.1>
où D est le diamètre en cm du pipeline à protéger de manière cathodique, n est le nombre total de segments anodiques de l'ensemble,
<EMI ID=6.1>
La longueur d'arc minimale des segments anodiques en forme d'arc de cette invention n'est pas déterminante et les segments anodiques peuvent avoir une longueur d'arc quelconque pour autant qu'elle ne dépasse pas la longueur maximale prédéterminée telle que décrite.ci-avant.
Dans un mode de réalisation de cette invention, un ou plusieurs noyaux métalliques sont noyés dans le métal anodique d'une série de segments en forme d'arc en métal anodique consommable d'un tronçon formant anode, le ou les noyaux métalliques étant communs à tous les segments de chaque anode ou tronçon formant anode. Le ou les noyaux communs qui sont en métal cathodique vis-à-vis du métal anodique, ont des parties terminales s'étendant au-delà des bords extrêmes des segments placés sur les portions terminales opposées de ce ou ces noyaux, pour former des éléments de jonction permettant de réunir cette anode aux anodes ou segments d'anode
<EMI ID=7.1>
à entourer la conduite. Un moyen est également utilisé pour minimiser les cassures des segments anodiques pendant l'installation de l'anode. Ce mode de réalisation dans lequel le ou les noyaux sont communs à une série de segments anodiques, et sont noyés dans
ces segments, facilitent l'installation de l'anode autour du pipeline pour la raison que des jointsn'cnt pas à être soudés entre tous les segments anodiques adjacents, et que le nombre de joints qui sont à former est plus faible.
Dans le mode de réalisation que l'on vient de mentionner,
la longueur du noyau ou des noyaux communs de la section anodique ne dépasse pas de préférence environ la moitié de la circonférence extérieure de la conduite ou du pipeline, ou d'un article similaire. La raison de ceci est de faciliter l'assemblable de l'anode autour. de la conduite ou du pipeline. Quand la longueur du ou des noyaux communs en forme d'arc est nettement supérieure à la moitié de la circonférence extérieure du pipeline, il peut être difficile de positionner l'anode autour du pipeline pour l'installer, ou bien
il peut être difficile de plier vers l'extérieur les parties terminales opposées du ou des noyaux communs pour donner le jeu nécessaire pour placer l'anode autour du pipeline, ou de les plier vers l'intérieur pour les ajuster de façon étroite autour du pipeline. Et le fait de courber le ou les noyaux communs peut être difficile car ce ou ces noyaux sont généralement formés d'un métal ferreux comme l'acier. Si on le désire cependant, la longueur du
ou des noyaux communs peut être nettement supérieure à la moitié
de la circonférence extérieure du pipeline. En fait, la longueur
du ou des noyaux communs peut aller jusqu'à la.circonférence extérieure, ou une valeur proche, de la conduite du pipeline, ou d'un article similaire, s'il n'y a pas d'objection à courber les noyaux. Pour cette longueur du ou des noyaux communs que l'on vient de mentionner, il ne faudra former qu'un seul joint.
Dans la section anode du mode de réalisation que l'on vient
de mentionner, pour minimiser totalement ou presque totalement
la cassure des segments anodiques pendant leur installation autour du pipeline et la déformation des segments pendant le refroidissement du métal âpres la coulée, la longueur d'arc de chacun des segments anodiques ne doit pas dépasser la longueur d'arc maximale critique prédéterminée comme décrit précédemment ici.
On peut préparer les segments anodiques en forme d'arc en fondant le métal anodique consommable, par exemple le zinc, le le magnésium, l'aluminium ou un de leurs alliages, et en introduisant le métal anodique fondu dans la cavité d'un moule approprié,
par exemple en métal ferreux, qui est habituellement préchauffé
et dont la cavité a les dimensions et la configuration correspondant à celles du segment anodique en forme d'arc désirées, et d'une longueur d'arc maximale prédéterminée selon l'invention. Un ou plusieurs noyaux métalliques qui sont en métal cathodique vis-à-vis du métal de l'anode, par exemple en acier, et qui ont habituellement été préchauffés, ont précédemment été placés et fixés dans
la cavité du moule, les portions extrêmes opposées des noyaux faisant saillie aux extrémités opposées de la cavité du moule. Le
ou les noyaux métalliques sont fixés en position appropriée dans
la cavité du moule par leurs portions terminales traversant des ouvertures à ajustement étroit dans l'extrémité opposée du moule
et formées par les moitiés de moule. Le métal dans la cavité du moule est refroidi, généralement en le laissant refroidir à une température inférieure à son point de fusion, qui est par exemple de 215[deg.]C dans le cas du zinc, ou à une température inférieure à sa température inférieure de solidus, de façon à solidifier le
métal fondu. On sépare de la cavité du moule la coulée de métal anodique solidifié dans lequel sont ennoyés le ou les noyaux métalliques se prolongeant à ses deux extrémités.
Dans la préparation du tronçon anodique comprenant une série
de segments anodiques en forme d'arc et espacés et le ou les noyaux ennoyés de façon concentrique dans le métal anodique et communs
à tous les segments anodiques du tronçon, le procédé est comme
décrit précédemment, sauf que l'on place le ou les noyaux métalliques dans la cavité du moule avec une partie terminale relativement courte du ou des noyaux faisant saillie à une extrémité de la
cavité du moule et une partie relativement longue du ou des noyaux faisant saillie à l'extrémité opposée de la cavité du moule. Après refroidissement, on sépare de la cavité du moule le segment anodique solide dans lequel le ou les noyaux métalliques sont ennoyés, après quoi on déplace de la quantité désirée la partie restante relativement longue faisant saillie du ou des noyaux et on la place de nouveau de façon appropriée dans la cavité du moule avant d'introduire le métal anodique: fondu dans cette cavité, le segment anodique solidifié coulé et son ou ses noyaux se prolongeant à une extraite de la cavité du moule, et une partie terminale relativement courte du ou des noyaux faisant saillie à l'extrémité opposée de la cavité 'du moule.
Puis on introduit.le métal anodique fondu dans la cavité du moule après quoi on refroidit le produit fondu dans la cavité du moule à une valeur inférieure à son point de fusion, généralement en le laissant refroidir à une température inférieure à son point de fusion, de façon à solidifier le métal anodique fondu.
Si l'on désire seulement deux segments anodiques dans le tronçon anode, on enlève alors de la cavité du moule le segment anodique avec le ou les noyaux communs et il n'y a plus besoin de coulée. Cependant, si plus de deux segments anodiques sont nécessaires dans le tronçon anode, on répète une ou plusieurs fois l'opération de déplacement et de coulée décrites ci-dessus, pour obtenir le nombre de segments anodiques désirés dans le tronçon anode. Evidemment, le ou les noyaux utilisés doivent avoir une longueur suffisante pour permettre de couler sur eux le nombre de segments anodiques nécessaires.
Ou bien, on peut préparer le tronçon anode en utilisant une série de moules dont le nombre correspond au nombre de segments anodiques que l'on désire dans le tronçon anode. Le ou les noyaux communs sont ensuite placés de façon appropriée dans les cavités
des moules espacés de manière appropriée, après quoi on introduit dans toutes les cavités de moule le métal anodique fondu. On refroidit ensuite le métal fondu à une valeur inférieure à son point de fusion, généralement en le laissant refroidir jusqu'à une température inférieure à son point de fusion. On enlève ensuite des cavités des moules le tronçon anode solidifié et coulé avec son ou ses noyaux communs. Dans cet autre mode de préparation des tronçons anodes, le ou les noyaux métalliques se prolongent
à partir des portions terminales opposées des moules espacés dans des ouvertures à ajustement étroit formées dans les moules.
Dans tous les modes de réalisation du procédé de préparation des tronçons: anodes, la ou les cavités du moule ont une configuration et une forme qui correspondent à celles du segment anodique désiré et ont la longueur d'arc maximale prédéterminée décrite précédemment.
On va maintenant décrire l'invention en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 est une coupe transversale à travers l'anode de la présente invention, prise selon la ligne 1-1 de la figure 4, un segment anodique étant représenté en coupe ; la figure 2 est une coupe transversale à travers l'anode selon un autre mode de réalisation de l'invention, un segment anodique étant représenté en coupe ; la figure 3 est une vue prise selon la ligne 3-3 de la figure <EMI ID=8.1> la figure 4 est une vue en perspective, partiellement éclatée, représentant l'anode de la présente invention installée sur un pipeline, le pipeline comportant également une couche de béton fournissant une contre-poussée ; la figure 5 est une vue prise suivant la ligne 5-5 de la figure 2 ; la figure 6 est une coupe longitudinale selon la ligne 6-6 de la figure 9 ;
la figure 7 est une vue en plan de desssus, partiellement éclatée, représentant un segment anodique et son noyau selon un autre mode de réalisation de l'invention.; La figure 8 est une coupe longitudinale du segment anodique et de son noyau selon la figure 1 ; la figure 9 est une vue en plan de dessus, partiellement éclatée, représentant le segment anodique et son noyau de la figure 6 ; la figure 10 est une coupe transversale à travers l'anode selon un autre mode de réalisation de l'invention ; la figure 11 est une coupe transversale de l'anode selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un segment anodique étant représenté en coupe ; la figure 12 est une coupe transversale d'un ensemble d'anode selon un autre mode de réalisation de l'invention, un segment anodique étant représenté en coupe ;
la figure 13 est une coupe transversale d'une autre modification de l'anode selon le mode de réalisation de la figure 11, un segment anodique étant représenté en coupe ; la figure 14-est.une coupe transversale selon un ensemble formant anode selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un segment anodique étant représenté en coupe ; la figure 15 est une coupe longitudinale prise selon la ligne
15-15 de la figure 16 ; ' la figure 16 est une vue en plan de dessus représentant l'anode et son noyau commun, selon la figure 15 ; la figure 17 est une coupe longitudinale prise selon la ligne
17-17 de la figure 18 ; <EMI ID=9.1> l'anode et son noyau commun selon la figure 17 ; et la figure 19 est une coupe transversale à travers l'anode selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, deux segments anodiques étant partiellement représentés en coupe.
Considérons les figures 1 et 4; l'anode 15, fixée sur une conduite 16 en métal ferreux faisant partie d'un pipeline ayant
une couche continue anti-corrosion 17, par exemple de goudron de houille vitrifié, comprend des segments 18 en forme d'arc ou pratiquement en forme d'arc faits de métal anodique consommable. Comme représenté sur la figure 1, il y a quatre des segments anodiques 18 dans le mode de réalisation de l'invention, les segments sont pratiquement identiques par leur dimension, leur forme et
leur structure, et chacun a une longueur plus courte que la longueur semi-cylindrique. Chaque segment anodique 18 comprend un corps
19 solide d'une pièce fait d'un métal anodique consommable approprié, par exemple le zinc, le magnésium, l'aluminium ou leurs alliages. Chaque segment anodique 18 comprend également une barre
<EMI ID=10.1>
du métal anodique, par exemple de l'acier. Les axes principaux
des noyaux ou des barres formant noyaux sont ici dans un plan
qui est normal à l'axe principal de la conduite. La partie intermédiaire 41 de la barre 20 et la partie principale de cette barre sont totalement ennoyées de façon concentrique ou pratiquement concentrique dans le segment anodique 18, et les parties terminales
42 et 43 du noyau font saillie aux extrémités opposées du segment
18 pour former des joints avec les portions terminales 42 et 43 d'un autre noyau, faisant saillie aux deux extrémités des segments anodiques 18 immédiatement adjacents. La partie terminale 43 du noyau 20 de chaque segment anodique 18 est décalée latéralement pour se trouver en position de chevauchement par rapport à la partie terminale non décalée 42 de chaque noyau 21 du segment anodique immédiatement adjacent.
Les parties terminales 42 et 43 en chevauchement sont soudées l'une à l'autre pour former des éléments de jonction 44 qui.relient et fixent les segments anodiques
18 sur la conduite de façon à entourer de manière étroite la conduite. Comme représenté sur la figure 4, la conduite 16 est logée dans une couche 57 de béton sur un revêtement anti-corrosion
17 de chaque côté latéral de l'anode 15. Les couches de béton 57 peuvent être appliquées sur la conduite après installation des anodes sur la conduite et les noyaux sont électriquement reliés
à la terre sur la conduite, par des câbles 58 et 59 fixés à la partie terminale de la barre ou des barres formant noyaux et au métal de la conduite 16 par soudage aluminothermique ou brasage. ou bien, les couches de béton peuvent être appliquées sur la conduite avant installation des anodes, en laissant un jeu d'une largeur appropriée entre les couches de béton espacées, puis en installant les anodes sur la conduite et en reliant électriquement les
noyaux à la conduite comme décrit précédemment, puis en remplissant avec du béton tous les espaces entre les couches initiales de béton et les anodes. Le jeu entre les extrémités opposées des segments anodiques peut également être rempli de béton. Le béton fournit
la contre-poussée désirée en plus d'une protection supplémentaire de la conduite, quand la conduite doit être immergée dans de l'eau, qu'il s'agisse de la mer, d'un lac ou d'une rivière. Les couches
de béton 57 peuvent ne pas être utilisées quand la conduite doit être installée au sol et non dans de l'eau, ou si l'on ne désire pas la contre-poussée et la protection supplémentaire. Le noyau 20, représenté également sur les figures 3 et 8, comporte des ouvertures espacées 21 traversant la barre et faisant communiquer un côté de la barre avec le côté opposé. Le métal anodique est solidifié de façon continue dans les ouvertures 21, ce qui aide à ancrer la barre 20 dans le segment anodique.Au. lieu des deux ouvertures
21, la barre 20 formant noyau peut,si on le désire,comporter plus de deux ouvertures, par exemple trois ouvertures espacées, traversant la barre formant le noyau pour aider à ancrer la barre 20 dans l'anode. La barre 20 formant le noyau peut également n'avoir qu'une ouverture, si on le désire, qui traverse la barre dans le but décrit précédemment. La barre 23 formant noyau, représentée sur la figure 7, a un tronçon intermédiaire 24 d'acier dilaté et des tronçons terminaux soudés de chaque côté du tronçon intermédiaire
24. Plusieurs orifices ou ouvertures 26 fournis par le métal
dilaté font communiquer un côté du tronçon intermédiaire 24 avec
le côté opposé, et le métal anodique solidifié s'étend continuelle-
<EMI ID=11.1>
noyau dans l'anode. Le tronçon intermédiaire 24 du noyau 23 est ennoyé dans le métal anodique, et les tronçons terminaux 25, qui
sont dépourvus d'orifices, font saillie de chaque côté de l'anode.
<EMI ID=12.1>
sur les figures 6 et 9, où le tronçon intermédiaire 27 de la barre formant noyau 18 est plus fin que les^ tronçons terminaux opposés
29 qui sont plus épais. Le tronçon intermédiaire 27 est ennoyé dans l'anode et les tronçons terminaux 29 font saillie de chaque côté
de l'anode. Le tronçon intermédiaire 27 est également plus étroit que les tronçons terminaux 29 plus larges. Les tronçons terminaux
29 plus larges et plus épais servent � faciliter la jonction,
par soudage, aux portions terminales faisant saillie des noyaux
des segments anodiques immédiatement adjacents.
Considérons la figure 2 ; dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'anode 30, fixée sur une conduite 31 en métal ferreux de plus grand diamètre d'un pipeline comportant un revêtement continu 32 anti-corrosion, comporte six segments 33 en forme d'arc ou pratiquement en forme d'arc d'un métal anodique consommable. Chaque segment anodique 33 comporte un morceau plein d'une pièce
de métal anodique consommable, et un noyau 34 comportant deux barres 35 espacées, parallèles ou pratiquement parallèles, en acier, représentées sur la figure 5. La partie intermédiaire 36 et . la partie principale des barres 35 sont ennoyées de façon concentrique et totalement dans chaque segment anodique 33 près de sa périphérie interne 40, les parties terminales 37 faisant saillie
de chaque côté des segments 33 pour former des joints avec les segments anodiques immédiatement adjacents. La partie terminale
38 de chaque barre 35 est décalée latéralement pour se trouver
en relation de chevauchement avec la partie terminale non décalée
37 de chaque barre 35 du segment anodique immédiatement adjacent. Les parties terminales 37 et 38 en chevauchement sont soudées les unes aux autres pour former des éléments de jonction 39 qui relient et fixent les segments anodiques 33 autour du pipeline en entourant étroitement la conduite.
Considérons la figure 10 ; selon encore un autre mode de réa- lisation de l'invention, l'anode 46 fixée autour d'une conduite
47 en métal ferreux faisant partie d'un pipeline d'un diamètre encore plus grand que la conduite des_figures 1 et 2 et comportant
<EMI ID=13.1>
49 en forme d'arc ou pratiquement en forme d'arc, d'un métal anodique consommable. Les segments anodiques 49 comportent chacun
<EMI ID=14.1>
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
ou pratiquement concentrique et totalement, dans le segment anodique 49, et les parties terminales 52 et 53 du noyau 50 font saillie
de chaque côté du segment 49 pour former des joints avec les
parties terminales 52 et 53 de noyau faisant saillie aux extrémités des segments anodiques 49 immédiatement adjacents. La partie terminale 53 de chaque noyau 50 est décalée latéralement et la partie terminale 52 de chaque noyau 50 n'est pas décalée, de sorte que les parties terminales décalées 53 peuvent être chevauchées
par les parties terminales non décalées 52 du noyau 50, puis soudées pour former les éléments de jonction 54. Les segments anodiques sont ainsi reliés entre eux et entourent le pipeline.
Les segments 49 comportent des ouvertures espacées 55 traversant
les noyaux 50 pour faciliter l'ancrage des noyaux 50 dans le
segment anodique, le métal anodique s'étendant continuellement
dans les ouvertures 55.
Chacun des segments anodiques 18 représentés sur la figure 1, chacun des segments anodiques 33 représentés dans le mode de réalisation de la figure 2, et chacun des segments anodiques 49 représentésdans le mode de réalisation de la figure 10, ont une longueur d'arc qui est inférieure ? la longueur d'arc maximale critique prédéterminée, pour minimiser la déformation du segment pendant
le refroidissement du métal après coulée du segment et pour minimiser les risques de cassures du segment pendant l'installation du segment anodique sur le pipeline.
Considérons les figures 11, 15 et 16 ; selon encore d'autres modes de réalisation de l'invention, une anode 57, fixée autour d'une conduite 58 en métal ferreux d'un pipeline comportant un revêtement 59 anti-corrosion continu, par exemple un goudron de houille vitrifié, comprend une anode ou un tronçon anodique 60 comportant des segments 61 en forme d'arc ou pratiquement en forme d'arc de métal,anodique consommable, et un noyau ou une barre formant noyau 62 métallique continu commun aux segments 61 et
ennoyé dans le métal anodique des segments. Chaque segment anodique
61 du tronçon anodique 60 comprend un corps 63 plein et d'une
pièce d'un quelconque métal anodique consommable approprié, par ,
<EMI ID=17.1>
Le noyau 62 de chaque segment anodique 61 est fait d'un métal cathodique vis-à-vis du métal anodique, par exemple d'acier. Les portions intermédiaires 64 et 65 du noyau 62, qui constituent la partie principale du noyau, sont noyées de manière concentrique ou pratiquement concentrique et.totalement-dans les segments anodiques 61. Une partie exposée 66 du noyau est placée entre les segments 61, et la partie 66 exposée peut être d'une longueur d'arc plus grande ou plus faible que celle représentée. Les portions terminales 67 et 68 du noyau 62 font saillie de chaque côté des segments 61 du tronçon anodique 60 pour former des joints avec les portions terminales de noyau 69 et 70 faisant saillie des segments adjacents. La portion terminale 67 de la barre de la section anodique 60 est décalée latéralement pour se trouver en relation
de chevauchement avec la partie terminale non décalée 69 de la
barre formant noyau du segment anodique 72, et la partie terminale non décalée 68 recouvre la partie terminale décalée 70 de la barre formant noyau du segment anodique 72. Les portions terminales en chevauchement 67 et 69, 68 et 70 ainsi que 73 et 74, entre les segments anodiques 72 en fon..e d'arc, sont soudées pour former
les éléments de jonction 79 qui relient et fixent le tronçon anodique 60 et les segments anodiques individuels 72 n'ayant pas
de noyau commun, autour de la conduite de manière à l'entourer
de façon étroite. Les deux segments anodiques séparés 72 en forme
<EMI ID=18.1>
comportentchacun un corps solide 77 d'une pièce de métal anodique consommable, par exemple de zinc, de magnésium, d'aluminium ou
de leurs alliages, avec un noyau ou une barre formant noyau 78 séparé ennoyé de manière concentrique ou pratiquement concentrique et totalement dans le segment anodique 72, les parties terminales des barres formant noyaux faisant saillie aux deux extrémités du segments pour former.les éléments de jonction décrits ci-avant.
Des ouvertures espacées 80 traversent la barre 62 formant noyau
du tronçon anodique 60 pour faciliter l'ancrage de la barre 62
dans les segments anodiqaes 61, le métal anodique solidifié s'étendant continuellement dans les ouvertures 80. Des ouvertures espa- cées 81 traversent également chaque barre 78 formant noyau des segments anodiques individuels 72, également pour faciliter l'ancrage des barres formant noyaux dans les segments 72.
La structure anodique de la figure 12 diffère de celle représentée sur la figure 11 en ce que, dans la structure représentée sur la figure 12, deux tronçons anodiques 60 pratiquement identiques, comportant chacun un noyau ou une barre formant noyau
62 commun sont réunis à des éléments de jonction 83 par soudage
des portions terminales en chevauchement des barres 62 de noyaux communes..
La structure anodique représentée sur la figure 13 est pratiquement la même que celle représentée sur la figure 11, sauf que dans le mode de réalisation de la figure 13, le tronçon anodique
85, qui est également représenté sur les figures 17 et 18, comporte trois segments anodiques 86 ayant une barre formant noyau 87 continue et commune à tous les segments 86. Egalement, dans le
mode de réalisation de la figure 13, trois des segments anodiques séparés en forme d'arc 88 sont réunis l'un à l'autre et avec la section anodique 85 autour de la conduite,par soudage de leurs portions terminales des barres de noyau en chevauchement pour former les Éléments de jonction 89 et 90 respectivement. La conduite
91 du mode de réalisation de la figure 13, telle_que représentée, est également d'un diamètre plus grand que la conduite de la figure 11. Un revêtement anti-corrosif continu,par exemple en brai de goudron de houille, est désigné en 92.
<EMI ID=19.1>
La structure anodique représentée /14 est pratiquement la
même que celle représentée sur la figure 12, sauf qUe dans le mode
de réalisation de la figure 14, les deux sections anodiques 85 comprennent chacune trois segments anodiques 86 ayant une barre formant noyau 87 continue et commune à tous les segments 86. Les sections anodiques 85 sont réunies l'une à l'autre autour de la conduite par soudage des portions terminales chevauchantes des noyaux, pour former les éléments de jonction 94 et 95.
La structure anodique représentée sur la figure 19 diffère
de celle représentée sur les figures 11, 12, 13 et 14, en ce que, dans la structure de la figure 19, une seule section anodique 96
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
formant noyau continue commune à tous les segments 97. La partie principale dé la barre commune 98 est noyée totalement et de manière concentrique ou pratiquement concentrique dans les segment�- anodiques, une proportion faible de la barre 98 n'étant pas noyée dans les segments 97 mais étant exposée entre les portions termi- nales espacées des segments 97. Chaque segment anodique 97 comprend un corps plein,d'une pièce,99,de métal anodique consommable approprié quelconque, par exemple de zinc, de magnésium, d'aluminium, ou de leurs alliages. Le noyau commun 98 est fait d'un métal cathodique vis-à-vis du métal anodique, par exemple d'acier. Le tronçon anodique 96 est fixé à la conduite 93 par soudage de ses portions terminales en chevauchement pour former l'élément de jonction 100. Un revêtement anti-corrosion continu, par exemple
en brai de goudron de houille,est désigné en 101.
On préfère utiliser les rapports et les relations suivantes :
(a) un rapport de l'épaisseur de chaque segment anodique au diamètre de la conduite compris entre environ 1:5 et environ 1:15, pour des pipelines dont la conduite a un diamètre compris entre environ 50 cm et environ 90 cm, et un rapport de l'épaisseur des segments au diamètre de la conduite compris entre environ 1:10 et environ 1:20pour des pipelines dont la conduite a un diamètre compris entre environ 92,5 cm et environ 180 cm ;
et/ou
(b) un rapport de la largeur du segment anodique à la largeur du noyau de l'anode ou à la largeur totale des noyaux anodiques quand on utilise plus d'un noyau par segment anodique, compris entre environ 2:1 et environ 5:1, quand au moins 50 % de la longueur de la partie du ou des noyaux ennoyée dans le métal anodique a une largeur d'environ 2,5 cm ou plus et une épaisseur d'environ 4,75 mm ou plus ; et/ou
(c) une épaisseur du noyau du segment anodique, ou de chaque noyau du segment anodique quand on utilise plus d'un noyau par segment, comprise entre environ 4,75 mm et environ 11 mm quand au moins 50 % de la longueur de la partie du ou des noyaux qui
est ennoyée dans le métal anodique a une largeur d'environ 2,5 cm ou plus. Mieux encore, on préfère utiliser au moins deux des rapports ou des relations (a), (b) et (c) précédentes, et mieux encore ces trois rapports et relations (a), (b) et (c).
La présente invention convient particulièrement quand le métal anodique consommable des segments anodiques est le zinc ou un alliage à base de zinc, parce que le problème de formation de cassures et le problème de rupture, qui est résolu par cette invention, est un problème particulièrement important quand le métal anodique est le zinc ou un alliage à base de zinc, par exemple un alliage à base de zinc contenant de l'aluminium ou
du cadmium, avec ou sans silicium, et un alliage à base de zinc contenant de l'aluminium, avec ou sans silicium, ou un zinc de pureté élevé et non allié.
Les exemples suivants illustrent mieux l'invention mais ne doivent pas être considérés comme la limitant.
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On installe une anode du type bracelet, comprenant quatre segments arqués dits en quart de cercle, faits d'un alliage de zinc, autour d'un pipeline revêtu de goudron de houille vitrifié, le
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portions terminales en chevauchement des barres d'acier formant noyaux qui font saillie aux extrémités des segments immédiatement adjacents sont soudé'aeensemble lorsque l'on installe l'anode autour du pipeline. Chaque segment anodique a une longueur d'arc de 35,5 cm et une épaisseur de 5,7 cm, ce qui correspond à un rapport de l'épaisseur du segment anodique au diamètre de la conduite de 1 à
9. Chaque segment anodique comprend une barre formant noyau. Les segments anodiques arqués et non déformés s'adaptent très exactement à la surface revêtue du pipeline et aucune application de pression importante pour la courbure n'est nécessaire aux parties terminales des segments anodiques pendant l'installation sur le pipeline. En conséquence, il ne se produit aucune cassure du
segment anodique pendant l'installation sur le pipeline. En outre, aucune distorsion du segment anodique ne se fait pendant le refroidissement du segment anodique après sa coulée.
EXEMPLE II
On installe une anode du type bracelet comprenant quatre segments anodiques arqués dits "en quart de cercle" faits d'un alliage de zinc, autour d'un pipeline revêtu de goudron de houille vitrifié, dont la conduite a un diamètre de 46,5 cm. On effectue l'installation de l'anode sur le pipeline en soudant les portions extrêmes en chevauchement d'une barre d'acier formant noyau,
faisant saillie aux extrémités de chaque segment immédiatement adjacent. Chaque segment anodique a une longueur d'arc de 31,5 cm, une largeur de 15,87 cm, et la barre d'acier unique formant noyau
a une largeur de 5,08 cm, ce qui correspond à un rapport de la largeur du segment anodique à la largeur de la barre formant noyau d'environ 3,13 à 1. Les segments anodiques arqués et non déformés s'adaptent très étroitement autour de la surface revêtue du pipeline, et aucune application de pression importante pour la courbure n'est nécessaire aux portions extrêmes des segments anodiques pendant l'installation du pipeline. Par suite, aucune rupture
des segments anodiques ne se produit pendant l'installation sur le pipeline. Aucune déformation du segment anodique ne se produit pendant le refroidissement après la-coulée du segment.
EXEMPLE III
On installe autour d'un pipeline revêtu d'une composition
de revêtement goudron de houille-époxy, une anode du type bracelet comprenant quatre segments anodiques arqués dits "en quart de cer-
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cm. On effectue l'installation de l'anode autour du pipeline en soudant les portions terminales en chevauchement des barres d'acier formant noyaux faisant saillie aux extrémités des segments immédiatement adjacents. Chaque segment anodique a une longueur d'arc
de 66 cm, et chacune des deux barres d'acier formant noyau a une épaisseur de 6,35 mm. Les segments anodiques arqués non déformés s'adaptent très étroitement sur la surface revêtue du pipeline,
et aucune application de pression importante n'est nécessaire
pour plier les extrémités extrêmes du segment anodique pendant l'installation sur le pipeline. En conséquence, il ne se produit aucune cassure des segments pendant l'installation sur le pipeline:
Aucune déformation des segments anodiques ne se produit pendant
le refroidissement après la coulée du segment.
EXEMPLE IV
Une anode du type bracelet comprenant six segments anodiques arqués en alliage de zinc est installée sur un pipeline revêtu
de goudron de houille vitrifié, dont la conduite a un diamètre de
124,5 cm. Les portions terminales en chevauchement des barres d'acier formant noyaux qui font saillie à chaque extrémité des segments anodiques immédiatement adjacents sont soudées les unes aux autres au cours de l'installation de l'anode autour du pipeline. Chaque segment comprend deux barres espacées formant noyaux, avec des trous espacés dans chaque barre dans lesquels le métal anodique s'est solidififé. Chaque segment anodique a une longueur d'arc
de 60,3 cm et une épaisseur de 8,9 cm, ce qui correspond à un rapport de l'épaisseur du segment anodique au diamètre de la conduite de 1 à 14 respectivement. Les segments anodiques arqués
et non déformés s'adaptent très étroitement sur la surface revêtue du pipeline et aucune application de pression importante n'est nécessaire pour recourber les portions terminales des segments anodiques pendant l'installation sur le pipeline. En conséquence,
il ne se produit aucune cassure des segments anodiques pendant l'installation sur le pipeline. En outre, aucune distorsion du segment anodique ne se produit pendant son refroidissement après
sa coulée.
EXEMPLE V
On installe une anode du type bracelet comprenant deux anodes ou tronçons anodiques arqués, sur un pipeline revêtu de goudron de houille vitrifié, la conduite ayant un diamètre de 51,4 cm. Chaque tronçon anodique arqué comprend deux segments anodiques arqués
d'un alliage de zinc coulé sur une barre d'acier formant noyau, cette barre formant noyau étant commune aux deux segments anodiques, les extrémités adjacentes des segments anodiques étant espacées l'une de l'autre d'environ 3,8 cm sur la barre formant noyau. La longueur d'arc de la barre formant noyau de chaque section anodique est d'environ la moitié de la circonférence extérieure de la conduite revêtue de goudron vitrifié. Les portions terminales en chevauchement des barres d'acier formant noyau qui font saillie
aux extrémités des segments anodiques immédiatement adjacents dechaque tronçon anodique sont soudées les unes aux autres lorsque l'on installe l'anode autour du pipeline. Chaque segment anodique - de chaque tronçon anodique a une longueur d'arc de 35,5 cm et une épaisseur de 5,7 cm, ce qui correspond à un rapport de l'épaisseur du segment anodique au diamètre de la conduite de 1 à 9. Les segments anodiques arqués et non déformés de chaque tronçon anodique s'adaptent très étroitement sur la surface revêtue du pipeline,
et aucune application de pression n'est nécessaire pour courber
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de chaque tronçon anodique sur le pipeline. En conséquence, aucune cassure des segments anodiques ne se produit pendant l'installation de chaque tronçon anodique sur le pipeline. La barre formant noyau, quand elle est à nu entre les segments anodiques, peut être courbée si nécessaire pour permettre un meilleur ajustement du tronçon anodique au pipeline. En outre, aucune déformation important* :
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des segments de chaque tronçon anodique après leur coulée.
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On installe une anode du type bracelet comprenant un tronçon anodique arqué et deux segments anodiques arqués dits "en quart de cercle" faits d'un alliage de zinc, sur un pipeline revêtu de
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91,4 cm. Le tronçon anodique arqué comprend deux segments anodiques arqués d'un alliage de zinc coulé sur deux barres d'acier formant noyaux, les deux barres d'acier étant communes aux deux segments anodiques, les extrémités adjacentes des segments anodiques étant espacées l'une de l'autre d'environ 5,08 cm sur les barres formant noyaux. Les deux barres formant noyaux du segment anodique ont une
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longueur d'arc de chaque barre formant noyau du tronçon anodique est d'environ la moitié de la circonférence extérieure de la conduite rêverie. Les portions extrêmes en chevauchement des barres d'acier formam noyaux qui font saillie aux extrémités des segments anodiques du tronçon anodique et aux extrémités des segments anodiques individuels ( c'est-à-dire non coulés sur les noyaux communs) sont coudées les unes aux autres lorsque l'on installe l'anode sur 1= pipeline. Chaque segment anodique de chaque tronçon anodique et chaque segment anodique individuel, c'est-à-dire non coulé sur les royaux communs, a une longueur d'arc d'environ 66 cm et une épaisses de 8,74 cm, ce qui correspond à un rapport de l'épaisseur du segment anodique au diamètre de la conduite de 1 à
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anodique, et segments anodiques individuels (c'est-à-dire non coulés sur les royaux communs) s'adaptent très étroitement sur
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coulés sur les noyaux communs, pendant l'installation du tronçon anodique et des segments anodiques individuels sur le pipeline.
En conséquence, il ne se produit aucune cassure des segments anodiques du t=nçon anodique ou des segments anodiques individuels au cours de l'�tallation du tronçon anodique et des segments
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déformation des segments anodiques pendant le refroidissement après
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sement après la coulée des segments anodiques individuels non coulés sur les royaux communs.
EXEMPLE VII
On installa une anode du type bracelet comprenant deux anodes
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de houille vitrifié, le pipeline ayant un diamètre de 124,5 cm.
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arqués d'un allège de zinc coulé sur deux barres d'acier formant
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noyaux. Les deux barres formant noyaux de chaque tronçon anodique
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l'autre. La longueur d'arc de chaque barre formant noyau de chaque tronçon anodique est d'environ 200,5 cm. Les portions terminales en chevauchement des barres d'acier formant noyaux qui font saillie aux extrémités des segments anodiques adjacents de chaque tronçon anodique sont soudées dans l'installation de l'anode autour du pipeline. Chaque segment anodique de chaque tronçon anodique a une longueur d'arc d'environ 60,2 cm et une épaisseur de 8,9 cm, ce qui correspond à un rapport de l'épaisseur de haque segment anodique au diamètre de la conduite de 1 à 14. Les segments anodiques arqués et non déformés de chaque tronçon anodique s'adaptent très étroitement sur la surface revêtue du pipeline,
et aucune application de pression importante n'est nécessaire pour recourber les portions extrêmes des segments anodiques pendant l'installation de chaque tronçon anodique sur le pipeline. En conséquence, aucune cassure des segments anodiques ne se produit pendant l'installation des segments anodiques sur le pipeline.
En outre, aucune déformation des segments anodiques ne se produit pendant le refroidissement des segments de chaque tronçon anodique après leur coulée.
REVENDICATIONS
1. Anode consommable pour la protection cathodique d'un pipeline ou d'un article similaire, comprenant un nombre pair de segments anodiques en forme d'arc faits d'un métal anodique consommable, conçus pour être reliés autour d'un pipeline métallique corrosible ayant un diamètre compris entre 50 cm et 180 cm
de façon à entourer la conduite, caractérisée par le fait que chaque segment anodique comprend au moins un noyau métallique cathodique vis-à-vis du métal de l'anode, totalement ennoyé de manière concentrique dans le métal anodique, à l'exception des portions du noyau s'étendant au-delà des bords terminaux opposés du segment anodique, les segments anodiques étant conçus pour
être reliés directement de manière à entourer la conduite par
au moins un joint formé aux bords extrêmes du noyau, chaque segment anodique ayant une longueur d'arc maximale comprise entre environ
35 cm et environ 67,5 cm, ledit nombre de segments anodiques étant compris entre quatre et huit, et étant de quatre pour un pipeline dont la conduite a un diamètre compris entre 50 cm et 90 cm, de six pour un pipeline dont la conduite a un diamètre compris entre
75 cm et 135 cm, de huit pour un pipeline dont la conduite a un diamètre compris entre 100 cm et 180 cm, de quatre ou six pour
un pipeline dont la conduite a un diamètre compris entre 75 cm
et 90 cm, et de six ou huit pour un pipeline dont la conduite a
un diamètre compris entre 100 cm et 135 cm.