АНОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам для предотвращения коррозии металла путем катодной защиты подземных сооружений от коррозии и может быть использована в системах электрохимической защиты нефтяной, газовой, энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.
За аналог заявляемой полезной модели принято техническое решение того же назначения - анодный заземлитель, содержащий электрод и расположенный в его теле токоввод, выполненный в виде стального стержня с закрепленным в нем токоподводящим проводом (описание изобретения к а.с. №1516510, МПК С23F 13/00).
Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемая полезная модель является техническое решение - анодный заземлитель для катодной защиты от коррозии подземных металлических сооружений, состоящий из литого электрода с формой сечения выполненного в виде креста с четырьмя равноудаленными полусферными лепестками, и подсоединенного к нему провода токоввода, (патент РФ №54949 на полезную модель «Анодный заземлитель», МПК С23F 13/00).
К недостаткам известных технических решений, как аналога, так и прототипа, относится быстрый износ анодного заземлителя, а также, возникающие в процессе отливки электрода анодного заземлителя, литейные дефекты в виде трещин, обусловленные геометрией выступов и их оснований.
Задачей, на решение которой направлена полезной модели, является увеличение срока эксплуатации анодного заземлителя, а также снижение брака при отливке ферросилидового электрода анодного заземлителя.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в снижение времени износа анодного заземлителя за счет увеличения площади поверхности литого электрода, контактирующей с грунтом, а также в снижении остаточного напряжения, возникающего в отливке при ее охлаждении, что снижает количество бракованных отливок.
Сущность полезной модели - анодный заземлитель, состоящий из литого электрода с крестовидной формой сечения с равноудаленными выступами, и подсоединенного к нему провода токоввода состоит в том, что основания выступов соединены дугами выгнутыми от центра электрода, с возможностью увеличения площади литого электрода, контактирующей с грунтом, при этом выступы выполнены переменного сечения вдоль их длины или равного сечения по их длине.
Решению поставленной задачи способствует признаки, характеризующие полезную модель в частных случаях ее выполнения или использования.
В торце электрода расположена металлическая вставка в виде втулки, образующая с проводом токоввода контактный узел.
Электрод содержит металлическую пластину с отверстием под его последовательное соединение с анодным заземлителем в гирлянду.
Торцы выступов выполнены в виде прямолинейных горизонтальных площадок со cкруглениями к боковым поверхностям.
Входной участок провода токоввода помещен в трубку из поливинилхлорида, с возможностью его предохранения от повреждения при изгибании.
Электрод снабжен термоусадочной муфтой с отверстиями для заливки герметика и для вывода провода токоввода или защитным колпаком с соответствующими отверстиями, с возможностью защиты контактного узла.
Электрод выполнен из высококремнистого чугуна ЧС15.
Из уровня техники неизвестно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - новизна.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где:
на фиг.1 - общий вид анодного заземлителя;
на фиг.2 - сечение электрода, выступы которого выполнены равного сечения по их длине;
на фиг.3 - сечение электрода, выступы которого выполнены переменного сечения по их длине.
Заявляемая полезная модель может быть осуществлена с реализацией указанного назначения следующим образом. Анодный заземлитель состоит из литого электрода 1 сечение 2, которого выполнено в виде четырех равноудаленных выступов 3, основания 4 которых соединены выгнутыми дугами 5, центр окружности которых находится в центре литого электрода 1, что увеличивает его площадь, контактирующую с грунтом, а также снижает остаточное напряжение, возникающее в отливке при ее охлаждении, что снижает количество бракованных отливок. Выступы 3 выполнены с равным прямоугольным сечением по их длине, со скругленными вершинами торцов. Возможно выполнение выступов 3 переменного сечения по их длине, например трапециевидного сечения или трефовидного сечения. Электрод 1 выполнен из ферросилида - высококремнистого чугуна ЧС-15ГОСТ 7769-82, обладающего высокой коррозионной стойкостью в растворах солей, кислот (кроме соляной) и щелочей, что увеличивает срок его эффективной работы. К электроду 1 подсоединен провод токоввода 6 от станции катодной защиты. Соединение провода токоввода 6 с литым электродом 1 выполнено посредством металлической вставки 7 в виде цилиндрического стакана, внутренняя полость которого ступенчато переходит в осевой канал с резьбой под закрепление провода токоввода 6. Вставку 7 устанавливают при отливке в цилиндрическом углублении электрода 1, образуя его контактный узел (позицией на чертеже не обозначен) с катодной станцией защиты. При этом вставка 7 выступает из электрода 1, что облегчает его изготовление и предохраняет контактный узел от проникновения газов при отливке электрода 1. Провод токоввода 6 во вставке 7 закреплен посредством закладного элемента, в качестве которого использован шплинт или болт (на чертеже не показан), обеспечивая надежность контактов провода токоввода 6 с электродом 1. Входной участок провода токоввода 6 помещен в трубку 8 из поливинилхлорида (ПВХ), для предохранения его медных жил от повреждения при изгибании. На электроде 1 со стороны контактного узла расположена термоусадочная муфта 9, в которой выполнено отверстие 10 для заливки герметика и отверстие 11 для вывода провода токоввода 6. Возможно использование защитного колпака из пластмассы с соответствующими отверстиями. Контактный узел залит герметиком 12, в качестве которого использована эпоксидная смола. С другого конца электрод 1 содержит металлическую пластину 13 с монтажным отверстием 14 для удобства монтажа анодного заземлителя и для его последовательного соединения с анодным заземлителем в гирлянду. Для надежного соединения металлической пластины 13 и электрода 1 в пластине 13 выполнены армирующие отверстия 15. Установка металлической пластины 13 обусловлена требованием заказчика.
Анодный заземлитель, предназначенный для работы в земле и на ее поверхности в качестве анода при защите от электрохимической коррозии металлических сооружений и коммуникаций, в том числе магистральных нефтегазопроводов, контактирующих с грунтом и водой, работает следующим образом. Анодные заземлители укладывают горизонтально или вертикально ниже уровня промерзания грунта и выше уровня грунтовых вод, при этом они соединены проводами токоввода 6 со станцией катодной защиты. При этом положительный полюс присоединяют к электроду 1, а отрицательный полюс к защищаемой металлической поверхности, являющейся катодом. По проводам 6 от станции катодной защиты проходит постоянный ток расчетной силы и напряжения, который поступает на электрод 1. Проходя по ферросилидному электроду 1 ток равномерно распределяется по глубине и растекается по пластам грунта, окружающего электрод 1, на поверхности которого протекает анодный процесс окисления и электрод 1 начинает постепенно растворяться. Защищаемая металлическая поверхность, в результате этого перестает подвергаться коррозионному разрушению, потому что анодные заземлители всю коррозию защищаемой металлической поверхности принимают на себя. При катодной поляризации уменьшение скорости анодной реакции эквивалентно уменьшению скорости коррозии. Выполнение выступов 3 крестовидного сечения электрода 1 переменными или равными величинами по их длине и соединение оснований 4 выступов 3 дугами 5 выгнутыми от центра электрода 1, обусловливает увеличение площади электрода 1, контактирующей с грунтом, и позволяет повысить эффективность работы анодного заземлителя, а также снизить температуру электрода 1, обеспечивающую уменьшение расхода электроэнергии на преодоление сопротивления разогретого электрода и, следовательно снижению энергозатрат при эксплуатации
Экспликация чертежей полезной модели:
1 - электрода
2 - сечение электрода
3 - выступ
4 - основание выступа
5 - выгнутая дуга
6 - провод токоввода
7 - металлическая вставка
8 - трубка
9 - термоусадочная муфта
10 - отверстие для заливки герметика
11 - отверстие для вывода провода токоввода
12 - герметик
13 - металлическая пластина
14 - монтажное отверстие
15 - армирующее отверстие.