Протектор для защиты от коррозии газонефтепродуктопроводов

Протектор для защиты от коррозии газонефтепродуктопроводов
Заявляемая полезная модель относится к строительству, а именно, к средствам для защиты от подземной коррозии, вызываемой грунтовой водой, различных металлических сооружений, например, стальных резервуаров для топлива и т.п.
Для оценки новизны и промышленной применимости заявленного решения, рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения.
Известен протектор для защиты от коррозии металлических сооружений, например, сварных стыков внутри трубопровода, см. патент РФ № 2194914, F16L 58/00. Рабочий элемент протектора выполнен в виде армированной арматурой шины с отверстиями по ее длине. Шина выполнена с возможностью ее изгиба, а отверстия арматуры соосны с отверстиями шины. Диаметр отверстий арматуры выбран в интервале 0,5-1,0 диаметра отверстий шины. Расположение отверстий обеспечивает крепление протектора внутри трубопровода и максимальное использование массы рабочего элемента.
Известен протектор для защиты от коррозии металлических сооружений, в частности для защиты от коррозии автотранспорта, см. патент РФ № 2019578, C23F 13/00. Протектор закреплен на металлической конструкции в охватывающем его с зазором перфорированном кожухе, прикрепленном к металлической конструкции, и снабжен активатором, выполненным в виде по меньшей мере одного твердого тела из текстолита и размещенным в упомянутом зазоре с возможностью перемещения, при этом кожух выполнен вибрирующим, а в активатор введен абразивный порошок в количестве 25,0 - 98,0 мас.% активатора. Кроме того, в устройство могут быть введены воздухоподающая камера, установленная с нижней стороны перфорированной части кожуха, газораспределительная решетка, размещенная на перфорированной части кожуха и соединяющая последний с воздухоподающей камерой, и пульсатор воздуха со следящим устройством, соединенный трубопроводом с воздухоподающей камерой. Кроме того, устройство может быть выполнено с датчиком контроля коррозии металлической конструкции, установленным на последней и электрически соединенным со следящим устройством. При этом источник вибраций может быть выполнен в виде генератора звуковых колебаний, соединенного посредством упру2 О 03 5  З-
МПК: C23F 13/00, F16L 58/00
гих элементов с кожухом и электрически - с датчиком контроля коррозии металлической конструкции и со следящим устройством.
Известен алюминиевый протектор для защиты от коррозии стальных конструкций морских тидротехнических сооружений, состоящий из отливки алюминиевого протекторного сплава и стального сердечника, соединенного с защищаемой конструкцией, который характеризуется тем, что сердечник выполнен в виде сферы с положительной плавучестью и соединен с защищаемой конструкцией буйрепом, см. авторское свидетельство СССР №1675837, C23F 13/00.
По наибольшему количеству сходных признаков данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
В прототипе достигается расширение функциональных возможностей протектора путем уменьшения коррозионного разрушения металлических конструкций, погруженных в морской грунт или придонный ил.
Недостатки прототипа и всех известных заявителям аналогов заключаются в его низкой эффективности при защите от подземной коррозии различных протяженных подземных трубопроводов.
Целью заявляемой полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков прототипа и создание конструктивно простого и эффективного протектора для надежной автономной электрохимической защиты газонефтепродуктопроводов от подземной коррозии.
Сущность заявляемой полезной модели выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше технического результата.
Согласно заявляемой полезной модели протектор для защиты от коррозии газонефтепродуктопроводов, состоящий из анода, выполненного в виде металлической отливки и контактного сердечника, соединенного с защищаемым сооружением, характеризуется тем, что анод выполнен в виде отливки из сплава, основу которого составляет магний, и размещен в мешке, заполненном порошкообразным активатором, при этом через горловину мешка пропущен изолированный провод, соединяющий контактный сердечник анода с защищаемым сооружением.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Кроме этого, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, конкретные формы его материального воплощения либо особые условия его использования, а именно:
-анод может быть выполнен из магниевого сплава при следующем сочетании компонентов, %
алюминий - 0,1 -8,0 цинк-0,1 -7,0 марганец - 0,001 -1,0 примеси - не более 2,0, магний - остальное.
-в качестве активатора может быть использована сухая порошкообразная смесь, состоящая из 35-65% бентонитовой глины, 10-40% гипса и 10-40% сернокислого натрия,
-мешок для активатора может быть выполнен из плотной хлопчатобумажной бязевой ткани,
-на поверхность контакгного сердечника может быть нанесен слой цинка,
-протектор может быть упакован в тканый мешок из полипропилена и полиэтилена.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, существенные признаки которых идентичны признакам заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию новизна.
За счет реализации отличительных признаков заявляемой полезной модели обеспечивается значительное удешевление протектора при обеспечении возможности длительной автономной его работы на протяженных подземных сооружениях.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез по заявленному протектору, на фиг. 2 - поперечный разрез по протектору в месте расположения анода, на фиг.З - фронтальный вид анода, на фиг.4- сечение А-А по фиг.З, на фиг.5 - сечение Б-Б по фиг.З, на фиг.6 - сечение В-В по фиг.З.
Протектор для защиты от коррозии газонефтепродуктопроводов включает магниевый анод 1, контактный сердечник 2, соединенный изолированным проводом 3 с защищаемым сооружением (на чертеже не показано). Анод 1 размещен в меш7/
ке 4, заполненном порошкообразным активатором 5, при этом через горловину мешка пропущен изолированный провод 6, соединяющий контактный сердечник 2 анода 1 с защищаемым сооружением.
Анод выполнен из мапниевого сплава при следующем сочетании компонентов, %: алюминий - 0,1-8,0, цинк - 0,1-7,0, марганец - 0,001-1,0, примеси - не более 2,0,, магний - остальное. В качестве активатора использована сухая порошкообразная смесь, состоящая из 35-65% бентонитовой глины, 10-45% гипса и 10-40% сернокислого натрия.
Мешок 4 для активатора выполнен из плотной хлопчатобумажной бязевой ткани. На поверхность контактного сердечника нанесен слой цинка.
Протектор упакован в тканый мешок 6 из полипропилена и полиэтилена.
Устройство работает следующим образом.
Электрохимическая защита при помощи протекторов основана на том, что за счет разности потенциалов анода протектора и защищаемого металла в среде, представляющей собой электролит, происходит восстановление металла и растворение тела анода. Поскольку основная масса металлических конструкций в мире делается из железа, в качестве анода протектора могут использоваться металлы с более отрицательным, чем у железа, электродным потенциалом. Их три - цинк, алюминий и магний. Основное отличие магниевых анодов заключается в наибольшей разности потенциалов магния и стали, благотворно влияющей на радиус защитного действия, который составляет от 10 до 200 м, что позволяет использовать меньшее количество магниевых анодов , чем цинковых и алюминиевых. Кроме того, у магния и магниевых сплавов, в отличие от цинка и алюминия, отсутствует поляризация, сопровождаемая уменьшением токоотдачи. Эта особенность определяет основное преимущество применения магниевых анодов для защиты подземных трубопроводов в фунтах с высоким удельным сопротивлением.
Принцип действия заявленного протектора заключается в создании защитного потенциала при протекании тока в гальванической паре «металлический корпус трубопровода - анод протектора. Стационарный потенциал анода 1 протектора имеет более отрицательное значение, чем потенциал металла корпуса трубопровода. При замыкании цепи «металлический корпус трубопровода - изолированный провод 3 - контактный сердечник 2 - анод 1 протектора последний становиться анодом, а корпус трубопровода - катодом. Ток, стекая с анода 1 протектора проходит через электролит (дренажную воду), входит в корпус трубопровода и прекращает действие коррозионных процессов на его поверхности, а следовательно и коррозионное разрушение корпуса трубопровода. Активатор 5 усиливает потенциал анода 1 протектора, повышая эффективность работы протектора в целом. Покрытие поверхности контактного сердечника цинком обеспечивает его полноценный контакт с анодом.
Норма расхода протекторов на единицу протяженности трубопровода зависит от агрессивности природной среды и от массы анода 1 протектора. В среднем протекгор защищает отрезок трубопровода длиной примерно в 1000-2000 метров. При этом протекторы при строительстве трубопровода могут устанавливаться как одиночно, так и группами по 5-15 штук на расстоянии 5 метров от трубопровода.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения не вызывает сомнений, так как оно может быть реализовано с использованием известных компонентов и технических средств, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость.
Использование заявленного решения обеспечивает следующие преимущества по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения:
упрощение конструкции протектора,
повышение эффективности протектора за счет значительного сокращения расходов на борьбу с коррозией,
обеспечение автономной электрохимической защиты протяженных газонефтепродуктопроводов от подземной коррозии.