СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
COMPOSITION FOR ANODE EARTH LEADS MANUFACTURE

Изобретение относится к электрохимии и электротехнике, в частности к составам для изготовления оболочек анодных заземлителей, применяемых для защиты от электрохимической коррозии подземных сооружений и трубопроводов.
Известен материал для изготовления анодных заземлителей (Авт. свид. №615720, С23F 13/00, 2000 г.) на основе токопроводящего связующего, содержащего фенолформальдегидную смолу и графитовый порошок с отвердителем - n-толуолсульфохлоридом при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фенолформальдегидная смола
50-55
графитовый порошок
42-48
n-толуолсульфохлорид
2-3
Однако известный состав не нашел применения в производстве анодных заземлителей ввиду его дороговизны и токсичности отвердителя - n-толуолсульфохлорида, который вводят в состав в количестве до 3 мас.%. включительно.
4
Известен материал для изготовления анодных заземлителей (Авт. свид. №2229537, С23F 13/14, 2002 г.) на основе токопроводящего связующего, содержащего нефтяную прокаленную коксовую мелочь, карбамидоформальдегидную смолу и хлористый аммоний NHCl в качестве отвердителя при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нефтяная прокаленная коксовая мелочь
48-60
карбамидоформальдегидная смола
35-46
хлористый аммоний
5-6
Основным недостатком этого электропроводного состава является низкая долговечность за счет интенсивной растворимости в грунтах и низкая токоотдача.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является состав для изготовления анодных заземлителей (SU, а.с. 831867, С23F 13/00), содержащий: нефтяную прокаленную коксовую мелочь - 65-72% от массы смеси, с соотношением:
1,0-8,0 мм
28,0-29,6 мас.%
0,16-1,0 мм
13,6-16,0 мас.%
до 0,16 мм
27,8-28,8 мас.%
и каменноугольный пек - 28-35%, нагретый до температуры 120-140°С.
Недостатком известного состава является выделение канцерогенного вещества - бенз(а)пирена при разогреве анодной массы.
Задачей изобретения является создание композиционного состава для изготовления анодных заземлителей, исключающего выделение канцерогенных веществ при получении анодной массы и с более высокими качественными характеристиками.
Указанная задача решается тем, что состав для изготовления анодных заземлителей, состоящий из гранулированного сыпучего материала, смесь которого состоит из фракций частиц, отобранных по массовой доле и размеру, и термопластичного связующего, согласно изобретению в качестве гранулированного сыпучего материала содержит графитированный коксовый орех, а в качестве термопластичного связующего содержит битум, при следующем соотношении компонентов, мас.%: графитированный коксовый орех 65-72, битум 28-35; при этом графитированный коксовый орех содержит частицы размером:
3-2 мм
15 мас.%
2-1,2 мм
15 мас.%
1,2-0,7 мм
10 мас.%
0,7-0,4 мм
10 мас.%
<0,4 мм
50 мас.%.
Предлагаемый состав подобран опытным путем и соответствует максимальной упаковке частиц полидисперсных материалов, позволяющей достичь минимального удельного электрического сопротивления и повысить механическую прочность.
Предлагаемый состав для изготовления анодных заземлителей готовят следующим образом. Рассеянный по фракциям и смешанный в заданных соотношениях графитированный коксовый орех смешивают в обычных условиях с битумом (размер частиц 0,2-0,4 мм) в заданных соотношениях без разогрева до однородной массы. Далее полученную массу разогревают до 150-160°С. Полученный состав загружается в специальную форму с центральным стержнем, который в свою очередь зачищен и обезжирен. Далее состав прессуется так, чтобы материал полностью прилегал ко всей поверхности стержня. После остывания готовый анодный заземлитель извлекают из формы.
Графитированный коксовый орех в количестве 71 мас.%.
Битум в количестве 29 мас.%.
2
Механическая прочность полученного материала 219,0 кгс/см.
Пористость 9,2%.
2
Удельное электросопротивление 313,0 Ом×мм/м.
Электрохимический эквивалент 1,4 кг/А×год.
В таблице 1 представлены показатели анодного заземлителя по прототипу. В таблице 2 приведены показатели анодного заземлителя, изготовленного из состава по предлагаемому изобретению.
Как видно из таблицы 2, показатели готового анодного заземлителя, изготовленного на основе предлагаемого состава, выше, чем у анодного заземлителя, изготовленного по прототипу: пористость ниже на 12%, механическая прочность предлагаемого состава приблизительно равна прототипу, удельное электросопротивление на 20% ниже, чем у прототипа. Кроме того, анодный заземлитель, изготовленный на основе предлагаемого состава, в 1,6 раз долговечнее, чем анодный заземлитель, изготовленный по прототипу.
Таблица 1
Прототип
Образец №
1
2
3
4
5
6
Состав для изготовления анода
Нефтяная прокаленная коксовая мелочь
62
65
71
72
72
75
Каменноугольный пек
38
35
29
28
28
25
Качество изготовленного анода
Пористость, %
12,5
15,6
10,5
9,6
9,8
12,2
Механическая прочность, кгс/см<sup>2</sup>
200
114
207
212
275
152
Удельное электрическое сопротивление, Ом×мм<sup>2</sup>/м
460
490
392
390
420
453
Электрохимический эквивалент, кг/А×год
2,6
2,8
2,2
2,2
2,3
2,4
Таблица 2
Предложенное изобретение
Образец №
1
2
3
4
5
6
Состав для изготовления анода
Графитированный коксовый орех
65
67
68
70
71
72
Битум
35
33
32
30
29
28
Качество изготовленного анода
Пористость, %
9,7
9,1
8,8
8,3
9,2
10,1
Механическая прочность, кгс/см<sup>2</sup>
234
235
240
202
219
190
Удельное электрическое сопротивление, Ом×мм<sup>2</sup>/м
415
398
321
297
313
290
Электрохимический эквивалент, кг/А×год
1,8
1,7
1,4
1,3
1,4
1,5
Технология изготовления состава проста и экологична, что позволит широко использовать ее в производстве анодных заземлителей, применяемых для защиты подземных сооружений от коррозии и передачи постоянного тока по системе провод-земля, и может найти применение в нефтегазовой и энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.