ЭЛЕКТРОД АНОДНОГО ЗАЗЕМЛИТЕЛЯ

Предлагаемая полезная модель относится к электродам анодных заземлителей при катодной защите подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использована в качестве малорастворимых анодных устройств (электродов анодных заземлителей) для передачи постоянного тока по системе катодная станция - провод токоввода - электрод анодного заземлителя - земля в системах электрохимической защиты нефтегазовой отрасли и трубопроводов систем газо- и водоснабжения в коммунальном хозяйстве.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является анодный заземлитель (см. патент RU №621291 U1 кл. С23F 13/00 опубл. 2007 г., бюл. №8), содержащий ферросилидовый цилиндрический литой электрод, имеющий отверстие и армированный металлический стакан в утолщенной части, другой конец имеет сферическую форму.
Недостатками электрода по известному патенту являются:
- наличие отверстия в утолщенной части и сферического конца в другой части электрода исключало возможность подачи жидкого металла в эти места без изменения конструкции, поэтому это осуществлялось только в боковую поверхность по длине электрода. Такая схема требовала подвод металла не менее чем в 4-х местах питателями не большой площади сечения, так как их увеличение приводило к вылому тела электрода. Подвод металла в боковую поверхность увеличивал вес литниковой системы и приводил к неравномерной по сечению температуре тела электрода, что способствовало образованию брака литья по трещинам;
- не обеспечение спокойного заполнения полости формы отливки электрода, приводящее к местному разрушению формы, ухудшающему поверхность электрода, а также затруднению выхода газа из формы, которое вызывало брак по газовым раковинам;
- наличие остатков питателей, наплывов, раковин на боковой поверхности электрода увеличивало себестоимость производства из-за высокой трудоемкости их обработки абразивными кругами и ухудшало чистоту поверхности электрода.
Следует отметить, что литой электрод очень хрупкий, имеет большую твердость, не поддается обработке резанием, поэтому необходимая механическая обработка может осуществляться лишь с помощью абразивов.
Вследствие низкой теплопроводности материал электрода весьма чувствителен к перепаду температур по сечению электрода, что приводит при температурах перепада свыше 30°С к образованию трещин.
Эффективность катодной защиты подземных металлических сооружений в значительной степени определяется стоимостью электродов анодных заземлителей, а также сроком их службы, который в большой степени зависит от площади и чистоты поверхности.
Техническая задача предлагаемой полезной модели состоит в разработке конструкции электрода анодного заземлителя, позволяющей снизить себестоимость производства и увеличить срок службы электрода анодного заземлителя.
Электрод анодного заземлителя работает следующим образом. От катодной станции на провод токоввода подается постоянный ток. Проходя через отверстие в металлическом стакане электрода провод соединяется с телом электрода с помощью клина резьбового соединения, сваркой и другими способами. Далее ток распределяется по электроду и концевому элементу в окружающий грунт и через почву попадает в защищаемое металлическое подземное сооружение, обеспечивая его коррозионную сохранность за счет катодной поляризации.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом (см. фиг.1), где представлено тело электрода анодного заземлителя 1, в котором утолщенная часть имеет с торца отверстие 2 и армированный металлический стакан 3, а в другом торце электрод дополнительно оснащен концевым элементом 4 с местом излома 5, в которое поступает жидкий металл из литниковой системы, при этом место излома 5 при ровном удалении литниковой системы от тела концевого элемента допускается не обрабатывать (см. доп. вариант фиг.1).
Являясь металлоприемником жидкого металла, концевой элемент различной формы (трапецевидный, полукруглый, прямоугольный и др.), определяемой опытным путем при определении скорости заполнения жидким металлом тела электрода, имеет площадь сечения в месте подвода металла из литниковой системы во избежание вылома тела электрода меньше площади сечения места входа концевого элемента в тело электрода.
Заполнение металлом с торца с использованием концевого элемента значительно уменьшает трудоемкость зачистки абразивными кругами боковой поверхности электрода из-за отсутствия на его теле остатков питателей от литниковой системы, выломов и наплывов.
Использование концевого элемента в качестве металлоприемника в торце электрода позволяет спокойно заполнять полость отливки электрода жидким металлом, что облегчило удаление газов из тела электрода, а также улучшило чистоту его боковой поверхности. При этом равномерный нагрев и остывание литого электрода позволило уменьшить брак по трещинам.
Применение концевого элемента в предлагаемой полезной модели позволило снизить себестоимость изготовления литого электрода за счет ликвидации операций по зачистке боковой поверхности электрода от остатков питателей и выломов, уменьшения веса литниковой системы, а также за счет сокращения брака по трещинам и газовым раковинам.
Повышение качества поверхности электрода и дополнительное увеличение площади поверхности за счет концевого элемента увеличило срок службы электрода анодного заземлителя.
В настоящее время по согласованию с ООО НПиФ "Сплав» Новочеркасский ОАО «Магнит» организовал производство электродов анодных заземлителей цилиндрической формы с концевым элементом.
Опытно-промышленное испытание предлагаемой полезной модели электрода анодного заземлителя показало уменьшение трудоемкости в сфере производства и лучшие показатели в условиях эксплуатации.