СКАЛЬНЫЙ ЛИСТ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ С ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТОЙ

Полезная модель относится к области средств, используемых для защиты заглубленных в грунт металлоконструкций с антикоррозионным покрытием, таких, как размещенные в траншеях трубопроводы, от коррозии в результате механического повреждения извне, как в процессе монтажа, так и в процессе эксплуатации и ремонта.
Известен скальный лист для подземных сооружений с электрохимической защитой, содержащий слой из нетканого синтетического материала, ламинированного термопластичным полимерным материалом с выполненными в нем сквозными параллельно расположенными просечками, отличающийся тем, что толщина и поверхностная плотность нетканого синтетического материала выбраны из условия удержания им в пространстве между термопластичным полимерным материалом и подземным сооружением электролита, необходимого для реализации электрохимической защиты (патент РФ 201048 U1, 24.11.2020).
Наиболее близким из известных является скальный лист полимерный, содержащий слой из термопластичного полимерного материала, предпочтительно полиэтилена, с выполненными в нем сквозными прорезями или просечками, длина которых, по крайней мере, в полтора раза превышает их ширину, причем прорези или просечки выполнены в направлении, параллельном продольной оси трубопровода, а со стороны, обращенной к трубопроводу, он имеет слой из нетканого синтетического материала или фильтрующего синтетического материала, который соединен по всей поверхности или дискретно со слоем из термопластичного материала, что позволяет удерживать воду, необходимую для образования электролита при использовании скального листа в процессе электрохимической защиты сооружения (патент РФ №101770 U1, 27.01.2011).
Однако, рассмотренные скальные листы не обеспечивают в должной мере достаточно длительное сохранение электролитической жидкости, необходимой для реализации процесса электрохимической защиты погруженного в грунт трубопровода, в частности, при изменяющейся влажности среды, в которой находится защищаемый трубопровод.
Задачей настоящего технического решения, которое представляет собой дальнейшее совершенствование скальных листов, является создание нового средства, обеспечивающего надежное и долговременное удержание образованного водой электролита в пространстве между скальным листом и защищаемым от коррозии трубопроводом. Решение этой задачи обеспечивается за счет создания скального листа с образованными только в его термопластичном полимерном материале щелевыми отверстиями, работающими по принципу «чернильницы-непроливайки», т.е. с обеспечением поступления в них воды снаружи скального листа и созданием препятствия для удаления ее изнутри.
Технический результат заключается в повышении надежности удержания в пространстве между термопластичным полимерным материалом и подземным трубопроводом электролита, необходимого для реализации электрохимической защиты. При этом обеспечивается повышение продолжительности более чем на 15% электролитического контакта и возможности смещения потенциала защищаемого трубопровода с изоляцией, в катодную область более чем на 500 мВ и наличие устойчивого отклика на поляризацию переменным током частотой 1000 Гц, позволяющее снизить воздействие сквозных дефектов/повреждений в изоляционном покрытии при эксплуатации участка трубопровода.
Достигается это тем, что скальный лист для трубопроводов с электрохимической защитой содержит слой из нетканого синтетического материала, покрытый слоем термопластичного полимерного материала с выполненными в нем сквозными щелями, которые образованы сквозным продавливанием нагретого термопластичного материала на глубину, менее суммарной толщины слоев нетканого и термопластичного материала с образованием соединяющих упомянутые слои выступов в направлении слоя нетканого синтетического материала в виде кромок щели, отогнутых из плоскости слоя термопластичного полимерного материала за счет пластической деформации при продавливании. При этом волокна нетканого синтетического материала внедрены в слой термопластичного материала в зоне выступов. Волокна нетканого синтетического материала могут быть внедрены в слой термопластичного материала по всей его поверхности контакта с этим слоем, включая зону выступов, причем в зоне выступов - на глубину большую, чем по остальной поверхности. Кроме того, кромки щелей, образующие выступы, отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием зазора для поступления в него воды снаружи скального листа. А также кромки щелей, образующие выступы, могут быть отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием контакта между ними, обеспечивающего поступление воды снаружи скального листа под гидростатическим давлением.
Существенность признаков технического решения определена их причинно-следственной связью с техническим результатом. А именно - слой из нетканого синтетического материала обеспечивает насыщение его влагой, попадающей в него естественным путем при размещении скального листа в грунте в проектном положении вокруг защищаемой трубы. Покрытие его слоем термопластичного полимерного материала позволяет удерживать влагу, необходимую для образования электролита, а выполненные в нем сквозным продавливанием нагретого термопластичного материала на глубину, менее суммарной толщины слоев нетканого и термопластичного материала сквозные щели обеспечивают поступление влаги с различных уровней для увлажнения всей поверхности нетканого материала. При этом в процессе образования сквозных щелей за счет термопластичных свойств слоя формируются выступы в направлении слоя нетканого синтетического материала которые соединяют ненарушенный сквозным перфорированием слой нетканого синтетического материала и слой термопластичного материала. Выступы имеют кромки, отогнутые из плоскости слоя термопластичного полимерного материала за счет пластической деформации при продавливании. Этим обеспечивается эффект «чернильницы-непроливайки», при котором попавшая в полость влага (которая является электролитом) удерживается от произвольного вытекания. Для усиления эффекта удержания влаги волокна нетканого синтетического материала внедрены в зоне выступов (вокруг образованной щели) в слой термопластичного материала. Также, волокна нетканого синтетического материала могут быть внедрены в слой термопластичного материала по всей его поверхности контакта с этим слоем, включая зону выступов, причем в зоне выступов - на глубину большую, чем по остальной поверхности, чем образуется дополнительное препятствие естественному удалению влаги из пространства, ограниченного листом полимерного материала. Для улучшения условий поступления влаги и ее удержания кромки выступов отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием зазора для поступления в него воды снаружи скального листа или кромки щелей, образующие выступы, могут быть отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием контакта между ними, обеспечивающего поступление воды снаружи скального листа под гидростатическим давлением.
Техническое решение поясняется чертежом, где:
- на фиг. 1 представлен фрагмент скального листа в разрезе в рабочем положении, при котором кромки выступов отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием зазора для поступления в него воды снаружи скального листа;
- на фиг. 2 представлен фрагмент скального листа в разрезе в рабочем положении, при котором кромки выступов отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием контакта между противолежащими кромками.
Скальный лист для трубопроводов с электрохимической защитой содержит слой 1 из нетканого синтетического материала, который покрыт слоем 2 термопластичного полимерного материала. В слое 2 выполнены сквозные щели 3 за счет сквозного продавливания нагретого термопластичного материала слоя 2 на глубину, менее суммарной толщины слоев 1 и 2 (нетканого и термопластичного материала). Соединение материала слоев 1 и 2 между собой выполнено, по крайней мере, в зоне выступов 4 при образовании щелей 3. Выступы 4 ориентированы в направлении слоя 1 нетканого синтетического материала и образованы отогнутыми за счет пластической деформации при продавливании слоя 2 кромками щели 3. При этом, волокна нетканого синтетического материала внедрены в слой термопластичного материала в зоне выступов 4. Также, волокна нетканого синтетического материала могут быть внедрены в слой термопластичного материала по всей его поверхности контакта с этим слоем, включая зону выступов 4, причем в зоне выступов - на глубину большую, чем по остальной поверхности. Кромки щелей 3, образующие выступы 4, отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием зазора для поступления в него воды самотеком снаружи скального листа или кромки щелей, образующие выступы, могут быть отогнуты в сторону нетканого синтетического материала с образованием контакта между ними, обеспечивающего поступление воды снаружи скального листа под гидростатическим давлением. В этом случае создается дополнительное сопротивление истечению электролита из полости, ограниченной скальным листом. Под скальным листом здесь понимаются различные формы его выполнения, как сам скальный лист в виде отрезка полотна, так и защитные коврики или ленты для размещения такой защиты на криволинейных участках.
Скальный лист, применяемый для трубопроводов с электрохимической защитой, может быть использован также и для защиты при ремонте металлической трубы с изоляцией, в которой может образоваться поврежденный участок, требующий применения электрохимической защиты от коррозии.
2
2
2
В качестве примера решения поставленной задачи был использован полимерный лист из полиэтилена высокого давления (ПВД) 158 и ПВД 15803-020 производства ООО «Газпромнефтехим Салават» СТО 05766575-140-2013, ПВД 15803-020 ООО «Томскнефтехим», ПВД 15803-020 ОАО «НАФТАН» ГОСТ 16337-77. В качестве нетканого синтетического материала с поверхностной плотностью от 200 до 450 г/м, предпочтительно с поверхностной плотностью от 300 до 350 г/м и толщиной, составляющей от 4,0 до 6,0 мм, предпочтительно толщиной от 4,8 до 5,2 мм может быть использовано полотно иглопробивное, например производства «Технолайн» по СТО 78262563.003-2008, поверхностная плотность которого составляет 300 г/м. Форма выступов определяется формой используемого для образования щелей инструмента и может быть различной, например, призмообразной, или в виде усеченных конуса или пирамиды.
При этом толщина получаемого скального листа для трубопроводов с электрохимической защитой составляет от 4,0 до 6,0 мм при толщине слоя термопластичного материала от 1,5 до 3,5 мм и высоте продавленных в нем сквозных щелей, соответственно менее 4,0-6,0 мм. Образованные щели 3 и выступы 4 на 15% эффективнее удерживают электролит, обеспечивая условия электрохимической защиты трубопровода и контроль за ее эффективностью, в том числе при изменении метеоусловий в зоне его расположения.
Повышение продолжительности электролитического контакта и возможность смещения потенциала защищаемой металлической трубы с изоляцией, в катодную область более чем на 500 мВ и наличие устойчивого отклика на поляризацию переменным током частотой 1000 Гц, позволяет локализовать сквозные дефекты/повреждения в изоляционном покрытии при приемке и эксплуатации участка трубопровода.