PL217479B1 - Anoda do ochrony rurociągów i budowli metalowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest anoda do ochrony metalowych rurociągów i budowli.

Wynalazek dotyczy dziedziny ochrony elektrochemicznej, między innymi ochrony przeciwkorozyjnej podziemnych i podwodnych rurociągów i budowli.

Wiadomo, że najefektywniejszym sposobem ich ochrony przed podziemną korozją, wraz z powłokami izolującymi, jest ochrona elektrochemiczna (katodowa), której podstawę stanowi anoda [1, 2, 3, 4, 5]. Rurociąg podlegający ochronie katodowej łączy się elektrycznie z ujemnym biegunem źródła prądu stałego, na przykład akumulatora a dodatni biegun źródła prądu stałego łączy się z anodą umieszczoną w gruncie. Takie połączenie stanowi stację katodową i jest na długości rurociągu powtarzane co pewną odległość. Analiza przyczyn awarii (zepsucia się) urządzeń ochrony elektrochemicznej świadczy o tym, że większość awarii następuje w postaci uszkodzeń ich anod. Anody są najbardziej odpowiedzialnym elementem systemu ochrony katodowej, dlatego ich niezawodność jest jednym z czynników określających niezawodność ochrony elektrochemicznej w ogóle.

Istniejące anody mają stosunkowo niedługi okres użytkowania z powodu anodowego rozpuszczenia metalu, który wchodzi w skład anody, w elektrolicie gruntu, w którym anoda jest umieszczona.

Za odpowiednik istniejących przyjęto anodę z metalu.

Wady anody metalowej:

1. Duża prędkość rozpuszczenia anodowego (zgodnie z 1 prawem Faradaya oblicza się M = K * I * t (gdzie M - masa rozpuszczonego metalu, K - ekwiwalent elektrochemiczny (=1,04 g/A * rok.), I - natężenie prądu A, t - czas działania prądu i dla metalu stanowi 9,8 kg/A * rok);

2. Duża masa (biorąc pod uwagę PSWT 4219-2003, odnośnie okresu pracy anod (nie mniej niż 10 lat), masa sumaryczna anod dla prądu na przykład 50 Amper = 9,89 kg/A * rok * 50 Amper * 10 lat = 5000 kg, z uwzględnieniem współczynnika wykorzystania anody);

3. Wchodzi w reakcję elektrochemiczną i chemiczną z elektrolitem gruntu.

Za najbardziej zbliżoną anodę do przedmiotu wynalazku przyjęto jedną z najlepszych anod - anodę grafitową typu ^ΓΤ (EGT) [6], która jest anodą wykonaną z rury warstwowej grafitowej i łącznika - przewodnika prądu z grafitu konstrukcyjnego.

Wady anody grafitowej w postaci rury z łącznikiem:

1. Stosunkowo duża prędkość rozpuszczania anodowego (według danych producentów 0,85 - 0,9 kg/A * rok - praktycznie 10 razy mniej niż prędkość rozpuszczania anodowego metalu).

2. Stosunkowo duża masa elektrod (na przykład, 1 szt. <^ΓΤ (EGT) 2500» waży 19,2 kg. Dla anod pracujących przy prądzie 50 amperów w ciągu 10 lat ich zużycie równa się ~ 25 sztuk. Ich ogólna masa stanowi 480 kg).

3. Wchodzi w reakcję elektrochemiczną i chemiczną z elektrolitem gruntu.

4. Zebrane w rozległą konstrukcję, w ogólną całość i zmontowane pod ziemią anody <^ΓΤ (EGT) 2500», pod działaniem nawet nieznacznego ruchu gruntu, łamią się i przestają pracować;

Znany jest sprężysty, rozszerzalny pod wpływem temperatury, grafit (termografenit), który stosowany jest jako materiał do izolacji cieplnej [7].

Zadaniem niniejszego wynalazku jest zastosowanie znanego produktu, a mianowicie sprężystego, rozszerzalnego pod wpływem temperatury grafitu, w charakterze materiału na anody z długim okresem działania.

Nieoczekiwanie okazało się, że przewidziane zadanie osiągane jest poprzez zastosowanie jako materiału na anody sprężystego, rozszerzalnego pod wpływem temperatury grafitu (termografenitu) , co dostarcza anodzie właściwości, które korzystnie odróżniają proponowaną anodę od analogicznych:

1. Do wykonania anod dla prądu 50 amperów, ogólna masa sprężystego termo-rozszerzalnego arkusza grafitowego walcowanego na grubość 1 mm stanowi 25 kg;

2. nadzwyczajnie mała prędkość rozpuszczania (0,8 * 10^-6 g/A * rok);

3. Sprężystość formy;

4. Neutralność chemiczna i elektrochemiczna wobec elektrolitu gruntu.

Termografenit wykonywany jest w postaci sprężystych arkuszy, folii, taśmy i innych wyrobów. Cała ta klasa materiałów, niezależnie od formy, przydatna jest do wykonania anod. Anoda ze sprężystego arkusza grafitowego - rozwalcowanego (rozszerzonego termicznie) grafitu (termografenitu) może być wykorzystana w każdym gruncie, a także do ochrony katodowej budowli morskich. Anoda z „termografenitu” może być także wykorzystana w charakterze uziemień odbiorników energii, elektrycznych linii przesyłowych prądu stałego i zmiennego, piorunochronów i ziemnych urządzeń

PL 217 479 B1 drenażowych. Zebrane w jedną całość, w rozległą konstrukcję, anody pod wpływem ruchu gruntów zginają się w dużych zakresach i zachowują zdolność do pracy.

Literatura:

1. Narodowy standard Ukrainy PSTU 4219-2003 «RUROCIĄGI STALOWE MAGISTRALOWE WYMOGI OGÓLNE ODNOŚNIE OCHRONY PRZED KOROZJĄ».

2. Wołkow B.G., Tiesow N.I., Szuwanow W.W. «Informator odnośnie ochrony podziemnych budowli metalowych przed korozją wydawnictwo Niedra». 1975 rok.

3. Wydanie specjalne czasopisma mechanika fizyko-chemiczna materiałów „Problemy korozji i ochrony przeciwkorozyjnej materiałów” Lwów FMI im. G. W. Karpenka NAN 2008 rok.

4. Klinow I.J.. «Walka z korozją w przemyśle chemicznym i przetwórstwie ropy naftowej». Budowa maszyn. Moskwa 1968 rok.

5. Materiały konferencji naukowych „Problemy korozji i ochrony przeciwkorozyjnej materiałów»

Lwów FMI im. G.W. Karpenka NAN Ukrainy od 1997 r. do 2008 r.

6. Folder reklamowy Sp z o.o. Dom Handlowy Chiminwest.

7. WT 5728-0007-13267785-96 „Warunki techniczne. Grafit termo-rozszerzalny.

Claims (1)

1. Anoda do ochrony rurociągu i budowli metalowych, znamienna tym, że wykonana jest ze sprężystego grafitu termo-rozszerzalnego (termografenitu).