ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ

ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И СООРУЖЕНИЙ ОТ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ
Полезная модель относится к области цветной металлургии, в частности к литью магния и магниевых сплавов с получением протекторов определенной формы и размеров и к области защиты от электрохимической коррозии металлических нефтегазовых подземных трубопроводов и/или сооружений с помощью ингибиторов коррозии.
Известен протектор для защиты от коррозии подземных трубопроводов и сооружений (ст. Производство упакованных протекторов из магниевых сплавов - Вяткин И.П., Кечин В.А., Котик В.Г. и др.- Ж. Цветная металлургия, №8, 1970, с. 40-42), конструкция которого представляет собой анод, выполненный в виде отливки из магниевого сплава с контактным сердечником из стальной оцинкованной проволоки, к одному из концов которого приварен металлический проводник. В узле крепления металлического проводника к контактному сердечнику нанесен изоляционный материал в виде липкой полихлорвиниловой ленты с битумно-резиновой мастикой. Протектор установлен в мешок, заполненный активатором в виде глины, гипса и эпсомита. Активатор служит для повышения эффективности действия протекторной установки.
Недостатком данного протектора является низкий срок его службы из-за невысокой прочности изоляционного материала в узле крепления металлического проводника с контактным сердечником анода. Кроме того, длительность процесса нанесения изоляционного материала (разогрев материала, его заливка и затвердевание) снижает производительность изготовления протектора.
Известен протектор для защиты от коррозии газонефтепроводов (патент РФ на полезную модель №33576, опубл. 27.10.2003), состоящий из анода, выполненного в виде отливки из магниевого сплава и контактного сердечника, соединенного с защищаемой конструкцией. Анод размещен в мешке, заполненном порошкообразным активатором, при этом через горловину мешка пропущен металлический (изолированный) провод, соединяющий контактный сердечник анода с защищаемой конструкцией. В месте крепления металлического провода с контактным сердечником нанесен изоляционный материал. Это позволяет упростить конструкцию протектора и повысить эффективность его работы.
Недостатком данного протектора является низкий срок службы из-за невысокой прочности изоляционного материала в узле крепления металлического проводника с контактным сердечником анода. Кроме того, длительность процесса нанесения изоляционного материала (разогрев материала, его заливка и затвердевание) снижает производительность изготовления протектора.
Известен протектор для защиты от коррозии газонефтепродуктопроводов (патент РФ на полезную модель №69522, опубл. 27.12.2007), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-протитип и состоящий из анода, выполненного в виде металлической отливки из магниевого сплава с контактным сердечником и размещенного в мешке, заполненном порошкообразным активатором. Через горловину мешка пропущен металлический (изолированный) проводник, соединяющий контактный сердечник анода с защищаемым сооружением. Узел крепления металлического проводника с контактным сердечником анода изолирован от внешней среды изоляционным материалом в виде диэлектрика из нефтебитума, битумно-резиновой мастики или эпоксидной смолы с отвердителем. Это обеспечивает надежную и длительную автономную
электрохимическую защиту нефтегазовых конструкций и сооружений от подземной коррозии.
Недостатком данного протектора является низкий срок его службы из-за невысокой прочности изоляционного материала в узле крепления металлического проводника с контактным сердечником анода. Кроме того, длительность процесса нанесения изоляционного материала (разогрев материала, его заливка и затвердевание) снижает производительность изготовления протектора.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет за счет подбора в узле крепления нового типа изоляционного материала в виде герметика полиуретанового или силиконового типа получить надежный и прочный контакт материала сердечника с металлическим проводником. Контакт в узле крепления обладает высокой эластичностью, прочным и быстрым скреплением поверхностей, отсутствием склонности к излому. Это позволяет повысить срок службы протектора. Кроме того, выбор нового типа изоляционного материала в виде герметика полиуретанового или силиконового типа исключает влияние климатических факторов на протектор во время его эксплуатации и тем самым позволяет также повысить срок его службы. Уменьшение длительности процесса нанесения изоляционного материала за счет исключения операций подготовки изоляционного материала (разогрев материала, его заливка и затвердевание) повышает производительность изготовления протектора.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение срока службы протектора и повышение производительности его изготовления.
Поставленная задача решается тем, что в протекторе для защиты подземных трубопроводов и сооружений от электрохимической коррозии, содержащего анод в виде отливки из магниевого сплава с контактным сердечником, размещенным в мешке с активатором, и узел крепления
металлического проводника с одним из концов контактного сердечника, при этом узел крепления снабжен изоляционным материалом в виде герметика полиуретанового или силиконового типов, обеспечивающим контакт материала сердечника с металлическим проводником.
Кроме того, в качестве герметика полиуретанового типа использована монтажная пена.
Кроме того, в качестве герметика силиконового типа использован силиконовый герметик.
Применение в узле крепления изоляционного материала в виде герметика полиуретанового или силиконового типов позволяет создать в протекторе повышенную стойкость при работе его в загрязненной атмосфере за счет получения прочного и быстрого скрепления поверхностей и высокой механической прочности. За счет исключения влияния климатических факторов на протектор во время его эксплуатации позволяет также повысить срок его службы. Кроме того, устранение операций подготовки изоляционного материала (его плавление, заливку и затвердевание) снижает время изготовления протектора и тем самым повышает производительность его изготовления.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном протекторе для защиты подземных трубопроводов и сооружений от электрохимической коррозии, изложенных в пунктах
формулы изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию ″новизна″.
На фиг. 1 показан протектор для защиты подземных трубопроводов и сооружений от электрохимической коррозии, включающий анод 1 в виде отливки из магниевого сплава с контактным сердечником 2, металлический проводник 3, мешок 4 с активатором 5, узел 6 крепления металлического стержня с сердечником, изоляционный материал 7 в виде герметика.
Промышленную применимость предлагаемой полезной модели подтверждает следующие примеры осуществления изготовления протектора для защиты подземных трубопроводов и сооружений от электрохимической коррозии.
Протекторная защита является одним из наиболее простых, надежных и эффективных способов защиты от электрохимической коррозии металлических трубопроводов и сооружений в природных средах. Она основана на том, что за счет разности стандартных потенциалов материала протектора 1 (более электроотрицательного) и материала защищаемого металлического сооружения, представляющих собой искусственно созданную электрическую цепь (гальваническую пару), происходит восстановление защищаемого материала и растворение материала протектора. Активатор 5 усиливает потенциал протектора и повышает эффективность его работы.
Пример 1
Приготовление протектора производят следующим образом. Материал для протекторов готовят на основе магния-сырца в печи СМТ (печь сопротивления, магниевая, тигельная), в которой получают сплав на основе магния МП-1 следующего состава: масс. %: алюминий - 5-7, цинк 2-4, марганец - 0,02-0,5, остальное - магний. Температуру расплава доводят до 690-710°C и производят разливку расплавленного магниевого сплава в литейные формы (изложницы). Получают чушки магниевого сплава типа ПМ-5, ПМ-10 и ПМ-20. Затем чушки магниевого сплава в количестве 300 кг
2
загружают в тигельную печь горелочного типа, плавят и разливают в литейные формы. Литейные формы предварительно нагревают до температуры 120-130°C, устанавливают в них контактный сердечник 2, выполненный в виде проволоки из стали с цинковым покрытием по ГОСТ 1668 и производят заливку в литейные формы магниевого сплава. Предварительно контактные сердечники 2 для протекторов прогревают в течение 30 минут до температуры 100°C в стальных совках. Нарезанные отрезки металлического проводника 3 в узле крепления 6 присоединяют, например с помощью сварки горелкой автогенного аппарата, к контактному сердечнику 2. Проводник 3 выполнен со сталемедными или медными жилами общим сечением не менее 1 мм в полиэтиленовой изоляции, пригодный для работы в подземных условиях, типа П-274. Длина проводника равна 3м. В узле крепления 6 размещают изоляционный материал 7 в виде герметика полиуретанового типа, который получают в виде пены путем синтеза изоциана и полиола при воздействии газа пропеллента с получением синтетического полимера полиуретана. Пену на основе полиуретанового герметика выпускают в промышленности в виде монтажной пены типа Makroflex, Bison Int. и др. Монтажную пену наносят пистолетом в узел крепления 6, выравнивают с образованием прочного твердого покрытия высокой механической прочности, обеспечивая получение быстрого скрепления поверхностей.
Приготовление активатора 5 осуществляют в смесителе, куда подают бентонитовую глину (ГОСТ 28177-89), гипс (ГОСТ 125-79) и сернокислый натрий (ГОСТ 6318-77) Массовые доли компонентов активатора 5, масс. %: глина бентонитовая - 50, гипс - 25, натрий сернокислый - 25. Загруженные сыпучие материалы в смесителе перемешивают в течение 30 минут при температуре 80°C и транспортируют на участок упаковки протекторов. Для упаковки в качестве транспортной тары используют мешки тканевые из полипропилена по ТУ 2297-002-05749234 или хлопчатобумажные мешки бязевых тканей артикулов 4711, 4725, 4747, 4762, 4764 в соответствии с ГОСТ
30090. В мешок 4 с первой порцией активатора 2. вручную устанавливают магниевый анод 1, затем заполняют полностью мешок 4 активатором 5. Упакованный мешок 4 с активатором 5 и магниевым анодом 1 завязывают шпагатом и помещают в бумажный или полипропиленовый мешок 4, который также завязывают. Получают протекторы типа ПМ-5у, ПМ-10у и ПМ-20у в соответствии с ТУ 1714-464-05785388. Срок эксплуатации до полной выработки протекторного материала также зависит от характера природной среды, массы протектора и составляет 10 лет. При этом не требуется обслуживания протектора в течение их срока службы.
Пример 2.
То же, что и в примере 1, но в узле 6 крепления размещают изоляционный материал 7 в виде герметика силиконового типа, который получают в виде минеральной каучуковой смолы растворением кварцевого песка в азотной кислоте. Основой силиконового герметика является каучуковая смола (45%) с наполнителем (45%) и пластификатором (4%). Силиковый герметик выпускают в промышленности в виде гелевых тюбиков фирмами типа Krass, Teger, Silicone и др. Силиконовый герметик наносят пистолетом в узел крепления 6, выравнивают с образованием прочного твердого покрытия высокой механической прочности, обеспечивая получение быстрого скрепления поверхностей.
Таким образом, изобретение позволяет повысить срок службы протектора. Кроме того, выбор нового типа изоляционного материала в виде герметика полиуретанового или силиконового типа исключает влияние климатических факторов на протектор во время его эксплуатации и тем самым позволяет также повысить срок его службы. Уменьшение длительности процесса нанесения изоляционного материала за счет исключения операций подготовки изоляционного материала (разогрев материала, его заливка и затвердевание) повышает производительность изготовления протектора.