Система с анодным элементом для катодной защиты от коррозии подземных сооружений

 

Использование: изобретение относится к системам защиты от коррозии подземных металлических объектов с приложением электрического тока. Сущность изобретения: хорошо проводящая, например, медная удлиненная сердцевина окружена проводящим полимерным составом, находящимся в электрическом контакте с ней. Между наружной полимерной оболочкой и проводящим полимерным составом помещен материал, богатый углеродом. Стойкость полимерной оболочки к кислотам и хлору оценивается по изменению относительного удлинения и соответствующей максимальной нагрузки после погружения участка материала полимерной оболочки на 90 дн в соляную кислоту с концентрацией как минимум 0б01 N или окисленный гипохлорит натрия, соответственно. По сравнению с аналогичными параметрами при испытании контрольного участка уменьшение максимальной нагрузки составляет не более 40% и 30%, соответственно, а уменьшение относительного удлинения не более 40% и 30%, соответственно. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Это изобретение относится к системе защиты от коррозии с приложением электрического тока, например для защиты от коррозии подземных трубопроводов или резервуаров, или других объектов.

Хорошо известен метод защиты от коррозии электропроводящей подложки путем создания разности потенциалов между подложкой и отстоящим электродом. Подложка и электрод соединяются друг с другом через источник электроэнергии постоянного знака (постоянного тока или выпрямленного переменного тока) и цепь замыкается, когда в промежутке между подложкой и электродом находится электролит. В большинстве таких систем с приложением тока подложка является катодом (т.е. принимает электроны).

Однако, если подложки можно пассивировать, например Ni, Fe, Cr и Ti и их сплавы, иногда можно также использовать системы с приложением тока, в которых подложка является анодом. Как в катодной, так и в анодной системах подложка часто имеет защитное изолирующее покрытие. В этом случае приложенный ток протекает только через случайно открытые участки подложки. Чтобы система имела достаточный срок службы, сам электрод не должен подвергаться коррозии со скоростью, требующей его замены. Это в отличие от "анодов, которыми можно пожертвовать" и которые используются в системах с гальванической защитой. Электрод также должен иметь такую поверхность, которая не становится неэффективной из-за протекания через нее тока или из-за электрохимических реакций, происходящих на этой поверхности, таких как выделение газообразного хлора.

Электрод и источник электроэнергии должны быть такими, чтобы плотность тока во всех точках подложки была достаточно высокой, чтобы предотвратить коррозию. Плотность тока, однако, не должна быть столь высокой, чтобы вызвать такие проблемы, как повреждение подложки (например придание ей хрупкости) или отлипание находящегося на подложке защитного покрытия. Энергопотребление системы зависит, кроме прочих причин, от расстояния между различными частями подложки и электрода. Ввиду этих факторов, теоретически наилучший тип электрода это тот, который можно разместить таким образом, чтобы он был расположен относительно близко ко всем точкам подложки. С этой целью он может иметь форму, в основном соответствующую форме подложки. Такой тип электрода называется здесь "распределенным электродом".

В европейском патенте N 0067679 описан распределенный электрод, обычно распределенный анод, содержащий металлическую, например медную, сердцевину и проводящую полимерную оболочку. В европейском патенте N 0067679 описан распределенный электрод, электрически активная внешняя поверхность которого создается элементом, образованным проводящим полимером, имеющим толщину как минимум 500 мкм, желательно как минимум 1000 мкм. Термин "проводящий полимер" используется здесь для обозначения состава, который включает в себя полимерный компонент и проводящий наполнитель. Проводящий наполнитель рассеян в полимерном компоненте и состоит из частиц, имеющих хорошую стойкость к коррозии, в особенности - это сажа или графит. В частности, электрод содержит сердцевину с низким сопротивлением, которая электрически окружена проводящим полимерным составом, где анод - это электрод, отстоящий от подложки. Электрод имеет форму удлиненной гибкой полоски, которую можно согнуть до угла 90^o по радиусу 10 см, и включает в себя: 1. Непрерывную продолговатую сердцевину, которая состоит из материала, имеющего удельное сопротивление при 23^oC менее, чем 5·10⁴ Ом/см и активное сопротивление при 23^oC менее 0,03 Ом/м; и 2. Элемент, который состоит из проводящего полимерного состава, имеющего относительное удлинение как минимум 10%, согласно Американскому обществу по испытанию материалов /АОИС/D 1708; создает как минимум часть электрохимически активной внешней поверхности электрода и имеет форму покрытия, которое электрически окружает сердцевину, находится в электрическом контакте с сердцевиной и имеет толщину как минимум 500 мкм.

Полное описание европейского патента N 0067679 включено здесь в качестве ссылки.

Когда анод на основе проводящего полимера, описанный в европейском патенте N 0067679, используется один для катодной защиты, спустя длительное время и при сильных воздействиях окружающей среды некоторая часть углерода проводящей полимерной оболочки может поглощаться как часть электрохимического процесса, происходящего в приспособлениях для защиты от коррозии. Поэтому также известно, что для защиты от коррозии объектов, находящихся под землей, используется закладка из коксовой мелочи вокруг анода. Так, например, для защиты подземного трубопровода можно прорыть ров в почве рядом с трубопроводом. Когда удлиненный анод на основе проводящего полимера укладывается в ров, он окружается слоем (например около 50 мм толщиной) коксовой мелочи до укладки верхнего слоя почвы. Этот процесс описан в статье "Ремонт внешнего трубопровода" Р.Джона "Pipeline Magarine", октябрь 1990 г. Коксовая мелочь создает большую общую поверхность анода, а также уменьшает общее активное сопротивление системы. Известно также, что коксовая мелочь поставляется заранее упакованной в оболочке из нейлоновой ткани, причем оболочка служит способом доставки кокса.

Мы обнаружили, что улучшенные характеристики и повышение срока службы распределенного анода, основанного на проводящем полимере с приложением тока, можно достигнуть не только путем установки и поставки анода в коксе или в другой богатой углеродом среде, но и конкретным выбором материала оболочки, содержащей обогащенный углеродом материал. Так что обогащенный углеродом материал остается в непосредственной близости к аноду в процессе использования анода.

В основу изобретения положена задача создания такой системы защиты от коррозии, в которой наружная полимерная оболочка обладала бы достаточной прочностью при воздействии кислот и хлора.

Система защиты от коррозии согласно изобретению содержит удлиненный элемент, который включает в себя: 1. Непрерывную удлиненную сердцевину, которая состоит из материала, имеющего удельное сопротивление при 23^oC менее 5·10⁴ Ом/см и активное сопротивление при 23^oC менее 0,03 Ом/м; 2. Проводящий полимерный состав, который электрически окружает сердцевину и находится в ней в электрическом контакте; 3. Полимерную оболочку, окружающую проводящий полимерный состав и содержащую, между собой и проводящим полимерным составом, обогащенный углеродом материал, желательно кокс.

Изобретение характеризуется также тем, что материал полимерной оболочки устойчив по отношению к кислотам до такой степени, что если некоторый участок материала оболочки погрузить в соляную кислоту с концентрацией как минимум 0,01 N при 60^oC на 90 дн и потом подвергнуть испытанию на растяжение, и построить график зависимости относительного удлинения от нагрузки V по результатам испытания на растяжение, то: а) максимальная зафиксированная нагрузка в ходе этого испытания составляет как минимум 60%, желательно 70%, более желательно 80% от максимальной нагрузки, зафиксированной для графика зависимости относительного удлинения от нагрузки V, для аналогичного участка того же самого материала, который не погружали в указанную соляную кислоту.

б) относительное удлинение указанного участка при максимальной нагрузке составляет по меньшей мере 60%, желательно 70%, более желательно 80% от относительного удлинения при максимальной нагрузке аналогичного участка, который не был погружен в указанную соляную кислоту.

Изобретение характеризуется также тем, что материал полимерной оболочки устойчив к воздействию хлора до такой степени, что если часть материала оболочки погрузить в окисленный гипохлорит натрия на 90 дн и в течение этого времени периодически добавлять достаточное количество кислоты в раствор гипохлорита, так чтобы химический хлор присутствовал постоянно, и затем указанный участок подвергнуть испытанию на растяжение, и по результатам этого испытания построить график зависимости относительного удлинения от нагрузки V, то: а) максимальная нагрузка, зафиксированная в процессе этого испытания составит как минимум 70%, желательно 80%, более желательно 90% от максимальной нагрузки, зафиксированной для зависимости относительного удлинения от нагрузки V для аналогичного участка того же самого материала, который не был погружен в окисленный гипохлорит натрия в растворе, б) относительное удлинение указанного участка при максимальной нагрузке составит как минимум 60%, желательно 70%, более желательно 80% от относительного удлинения при максимальной нагрузке аналогичного участка, который не был погружен в раствор окисленного гипохлорита натрия.

Чтобы избежать сомнений, мы поясняем, что термин "проводящий полимер" означает состав, включающий полимерный компонент и рассеянный в нем проводящий наполнитель, состоящий из частиц.

Проводящий полимер включает в себя те составы, в которых полимерный компонент является термопластиком, резиной или термопластической резиной, например бутил- или нитрил-резиной, олефин-гомополимерами и сополимерами и другими материалами, например, теми, о которых сказано на с. 4, строки 20-25 европейского патента N B-0067679.

Кислотоупорность измеряется путем погружения в соляную кислоту с концентрацией как минимум 0,01N. Раствор соляной кислоты с концентрацией 0,01N имеет pH приблизительно 2. Кислотность соответствует значению кислотности, которое может проявлять окружающая среда (например почва) при использовании в ней системы защиты от коррозии. Кислотоупорность определяется испытаниями при 60^oC. Испытание при 60^oC в течение 90 дн - это ускоренное измерение кислотоупорности. Испытание дает картину кислотоупорности в течение длительного срока службы при нормальной температуре эксплуатации.

Желательно, чтобы характеристики при более низких температурах, например при комнатной температуре или при температуре 45^oC, были как минимум такими же хорошими, если не лучшими, чем характеристики, показанные при 60^oC.

Желательно, чтобы материал полимерной оболочки имел такую кислотоупорность, что если оболочку погрузить в соляную кислоту с концентрацией как минимум 5N при 60^oC на 90 дн, затем испытать на растяжение и по результатам испытания на растяжение построить график зависимости относительного удлинения от нагрузки V, то: а) максимальная нагрузка, зафиксированная в ходе этого испытания составит как минимум 60%, желательно 70%, более желательно 80% от максимальной нагрузки, зафиксированной для зависимости относительного удлинения от нагрузки V для аналогичного участка того же самого материала, который не был погружен в указанную соляную кислоту;
б) относительное удлинение указанного участка при максимальной нагрузке составляет как минимум 60%, желательно 70%, более желательно 80% от относительного удлинения при максимальной нагрузке аналогичного участка, который не был погружен в указанную соляную кислоту.

Соляная кислота с концентрацией 5N представляет pH почти что равное нулю. Такие кислотные условия могут проявляться в некоторых видах защиты от коррозии согласно настоящему изобретению.

Какую бы кислотоупорность ни проявлял материал оболочки, он должен также проявлять указанное выше сопротивление к воздействию хлора.

Желательно, чтобы материал полимерной оболочки был стоек по отношению к другим кислотам, кроме соляной кислоты, описанной выше. Действительно, мы обнаружили, что большинство предпочтительных материалов, используемых для получения полимерной оболочки, которые подробно описаны далее в спецификации, также стойки к фосфорной кислоте с концентрацией как минимум 1N и к серной кислоте с концентрацией как минимум 10%. Например при погружении материала оболочки в любую из указанных кислот при комнатной температуре и последующем испытании его на растяжение при 60%, желательно 70%, более желательно 80% от максимальной нагрузки, удлинение его относительно удлинения при значениях максимальной нагрузки непогруженного в кислоту образца сохраняется в оговоренных пределах.

Полимерная оболочка может содержать ткань или непрерывный материал, например пленку или лист. Конечно, материал должен быть проницаем для ионов, чтобы обеспечивать прохождение ионов в электрохимическом процессе, что и создает защиту от коррозии.

Если полимерная оболочка содержит ткань, тогда указанный участок ткани, подвергающийся испытанию, может представлять собой отдельные нити или волокна ткани или участок ткани в целом виде. Если полимерная оболочка непрерывна, например в виде пленки или листа, тогда можно испытывать участок, скажем, в форме dumbbll. Для ткани желательно, чтобы большинство, более желательно, чтобы в принципе все составляющие волокна ткани имели указанную стойкость к хлору и кислоте. Для непрерывного материла, такого как пленка или лист, желательно, чтобы участки материала, например в форме bumbbell, взятые в любых двух перпендикулярных направлениях, и подвергнутые испытанию на растяжение, имели указанную минимальную стойкость к хлору и кислоте. Для ткани, когда отдельные нити испытываются на растяжение, желательно, чтобы это испытание проводилось в соответствии с испытанием BS (Бюро стандартов) N 1932 часть 1: 1989. Если испытывается цельная плетеная ткань, желательно, чтобы испытание проводилось в соответствии с BS 2576:1986. Если испытанию на растяжение подвергаются участки листа в форме dumbell, желательно, чтобы эти испытания проводились в соответствии с испытанием BS N BS 2782; ч 3; 1076.

Если оболочка представляет собой ткань, желательно, чтобы отдельные нити или волокна, составляющие ткань, сохраняли как минимум 70%, более желательно как минимум 80%, особенно желательно как минимум 90% своей прочности на разрыв (в N/Tex) после погружения в течение 90 дн в окисленный гипохлорид натрия (в котором, как описано выше, постоянно присутствует хлор).

В качестве примера в описании, но никаким образом не как ограничение выбора используемых материалов, желательными материалами для использования в настоящем изобретении являются полимеры, сополимеры или смеси полиакрилонитрила, частично или полностью галогенизированные алифатические полимеры, в особенности поливинилиден хлорид или фтористый политетрафтороэтилен, поли(этилен-тетрафторэтилен), поли(этилен-хлоротрифтороэтилен), фтористый поливинил, поливинилхлорид и поливинилацетат. Предпочтительными материалами, основанными на полиакрилонитрилах, являются Dralon (Bayer), Orlon (Du Pont), Courtelle (Courtaulds), Acrilan (Monsanto) и Dolan (Hoest). Особенно предпочтительными материалами являются модакрилические полимеры, т.е. материал, содержащий от 35% до 85% полиакрилонитрила, например Teklan (Courtaulds), который содержит 50/50 полиакрилонитрила (поливинилиден дихлорида), Velicren (Enimont), SEF (Monsanto) и Kaneklon (состав, основанный на винилхлориде и поставляемый Kanegafuchi). Другим предпочтительным материалом является Saran (PVDC сополимер от фирмы Dow Chemical). Другим возможным, однако менее предпочтительным материалом является поли(бутилен-терефталат). Он имеет хорошую стойкость к хлору и желаемую кислотоупорность в среде с приблизительно pH 2 (или в менее кислотных средах). Однако его кислотоупорность в среде pH, приближающейся к 0, менее благоприятна, чем у описанных выше материалов.

Ткань может содержать моно-нити или состоять из многих нитей. Ткани, состоящие из многих нитей, предпочтительны из-за их гибкости. Ткань может также содержать штапельное волокно или ленты, изготовленные из любых вышеуказанных материалов. Можно также использовать гибридные ткани или нити. Как примеры гибридных нитей можно упомянуть сердцевину (оплеточные нити, включающие сердцевину одного типа и оплетку другого типа нити, например, выполненные в соответствии с так называемым процессом DREF), оберточные свитые нити, в которых волокна одного типа окружены начесом другого типа волокнистого материала и двумя свернутыми тонкими нитями другого или одного из тех же самых волокнистых материалов, смешанные штапельные волокна разных типов, и смешанные пряжи из многих нитей, обернутые путем свивки на полом шпинделе, двойное обертывание пряжи и многовитковые закрученные нити. Другие возможные типы гибридных волокон и нитей будут очевидны для специалиста. Гибридные ткани можно изготовлять тканием или иным способом, перемешивая нити различных типов волокон.

В качестве другого примера можно использовать нити, покрытые полимером. Можно использовать также полимер, выдавленный на сердцевину, например, стекла или нейлона. При использовании покрытых волокон либо покрытие, либо сердцевина, либо и то и другое должно быть выполнено из материалов, проявляющих стойкость к кислоте и хлору, указанные в описании и формуле изобретения. Покрыть можно отдельно каждую нить. Можно также использовать ткань, покрытую целиком со всех сторон или с нескольких сторон.

При использовании гибридных как минимум один, а желательно, чтобы все материалы, составляющие гибридную нить, имели указанную стойкость к кислоте и хлору. Можно выбрать разные компоненты гибридной нити для получения желательного сочетания свойств. Например, один компонент можно выбрать для обеспечения прочности на износ или для сопротивления разрыву, а другой компонент можно выбрать для обеспечения стойкости к кислоте и хлору, или же один компонент можно выбрать для регулирования гибкости ткани. Например, для регулировки гибкости ткани можно применить полиуретановое или PVC покрытие.

Желательно, чтобы удлиненный элемент согласно этому изобретению был гибок до такой степени, что его можно было бы согнуть до угла 90^o по радиусу 40, желательно 30, более желательно 20, особенно желательно 15 см в диапазоне температур от 0^oC до 40^oC. Желательно, чтобы материал оболочки имел достаточную прочность, позволяющую осуществить такой изгиб.

Непрерывная удлиненная сердцевина и состав проводящего полимера, окружающего сердцевину, могут быть даже более гибкими, чем весь удлиненный элемент данного изобретения. Например, он может изгибаться по радиусу 10 см в указанном температурном диапазоне.

Кроме стойкости к кислоте и хлору, другие желательные характеристики этого изобретения включают прочность ткани, стойкость против плесени, щелочеупорность, устойчивость от ультрафиолетового света, углеводородную устойчивость, сопротивление разрыву и истиранию, стойкость против взрывов, смачиваемость, возможность ставить оттиски и проницаемость для ионов.

Щелочеупорность, например, можно измерить погружением участка материала оболочки (как описано выше) в раствор углекислого натрия (pH приблизительно 11) в течение 90 дн. Предпочтительные материалы сохраняют как минимум 70%, желательно как минимум 80%, 90% или даже 95% своей прочности на разрыв (в N/Te[) на протяжение периода 90 дн. Также желательно, чтобы материалы сохраняли как минимум 80%, желательно как минимум 90% или даже 95% своего относительного удлинения при максимальной нагрузке (как она измеряется описанным выше способом) после погружения на 90 дн в щелочной раствор.

Стойкость к ультрафиолетовому излучению можно измерить, циклически подвергая участок материала оболочки ультрафиолетовому излучению в течение 8 ч при 60^oC, а затем конденсации в течение 4 ч при 50^oC, всего в общей сумме в продолжении 1000 ч (так называемое QUV испытание согласно АОИС 6 53/1984/). Желательно, чтобы материал оболочки сохранял как минимум 20%, желательно как минимум 30%, более желательно как минимум 40% своего сопротивления разрыву на протяжение цикла. Углеводородная устойчивость может быть измерена путем погружения участка материала в АОИС N 1 масло в течение 90 дн при комнатной температуре. Предпочтительные материалы оболочки в соответствии с этим изобретением сохраняют как минимум 80%, желательно как минимум 90% своего относительного удлинения при максимальной нагрузке в течение периода погружения.

Также как испытание на растяжение, после погружения в окисленный раствор гипохлорита, стойкость к хлору тоже можно измерить путем рассмотрения стойкости к электрохимически полученному хлору. Для того, чтобы измерить стойкость к электрохимически полученному хлору, можно провести следующее испытание. Участок материала оболочки (например волокно или нить, если материал оболочки является тканью) обертывается вокруг графитового электрода и делается анодом в электрохимическом элементе, содержащем 3%-й раствор хлористого натрия в оде. Постоянный электрический ток величиной 100 мА пропускается через элемент в течение 50 дн при напряжении как минимум 2 В. Затем участок материала оболочки подвергается испытанию на растяжение и строится график зависимости относительного удлинения от нагрузки V, как это было объяснено для других описанных выше испытаний. Предпочтительный участок материала оболочки согласно данному изобретению сохраняет как минимум 60%, желательно как минимум 70%, более желательно как минимум 80% своего относительного удлинения при максимальной нагрузке, зафиксированной в ходе испытания на растяжение, по сравнению с аналогичным участком материала оболочки, который не был подвержен действию электрохимического хлора. Кроме того, предпочтительный участок материала оболочки сохраняет как минимум 70%, желательно как минимум 80%, более желательно как минимум 90% своей прочности по сравнению с контрольным волокном, которое не было подвержено действию электрохимического хлора.

Оболочка из ткани, содержащая богатый углеродом материал, может быть выполнена в круговой конструкции, например, путем кругового плетения, вязания, обшивания, или же может базироваться на неплетеном волокне. В одном и том же слое ткани или в расположенных друг над другом слоях можно использовать комбинации методов изготовления. Например, неплетеный начес может быть наложен на плетеную или вязаную ткань. В других реализациях оболочка из ткани оборачивается вокруг сердцевины и продольные края ткани соединяются друг с другом. Для оберточной конструкции ткань, например, может представлять собой плоское ткацкое переплетение. Она может быть, например, простым ткацким переплетением или переплетением типа ломаного твила 2/2. Обычно она имеет 20-80 концов основы на дюйм и 10-60 ударов утка на дюйм. Края оберточной конструкции, например, могут быть соединены встык и склеены друг с другом, образуя вертикальное ребро (которое может быть направлено внутрь или вовне оболочки). В качестве альтернативы, продольные края могут просто перекрываться и связываться друг с другом. Связывание может производиться механическими средствами, такими как сшивание (можно применять один или несколько швов), крючки и ушки, например полоски Velcro, сшивание с помощью скоб, заклепочные швы, использование зажимов или хомутов, или же оно может производиться с использованием адгезивов, или же связывание может производиться, например, сваркой, например, ультразвуковой сваркой, сваркой в воздухе, сваркой с горячим клином, высокочастотной сваркой, индукционным нагревом или сваркой в растворителе. Если используется сшивание, обычно бывает 3-10 стежков на дюйм. Виды стежков, например, могут быть такими: цепной стежок с двойной нитью, машинный шов или трехниточный оверлок. К числу подходящих нитей для шитья относятся PTFE и Dralon T (Bayer). Другие пригодные методы связывания будут очевидны для специалиста. Можно также использовать комбинации методов скрепления, например, склеивание адгезивом в сочетании с механическими средствами. Выбор метода скрепления зависит от природы выбранного материала оболочки. При использовании адгезива, одного или в сочетании с другим методом связывания, к числу пригодных для использования адгезивов относятся поливинилиден дихлорид и его сополимеры (например, Saran от фирмы Dow Chemical), поливинил хлорид и его сополимеры, фторополимерные смолы, акриловые смолы и сополимеры акриловой и метакриловой кислот (например Primacor и Nucrel от Dow Chemical и Du Pont соответственно).

Желательно, чтобы прочность любого сцепления между продольными краями оберточной оболочки была как минимум такая же большая, как прочность самого материала оболочки при испытании на растяжение, и чтобы оно подвергалось испытанию на стойкость к кислоте и хлору, как описывалось выше.

Желательно, чтобы соединение, образованное обертыванием трубкой полоски ткани и сцеплением ее продольных краев, подвергнутое затем воздействию кольцевых сил, сохраняло 90%, желательно в принципе все растягивающее напряжение от центробежных сил при погружении в соляную кислоту 5N на 90 дн при 60^oC или при погружении в окисленный гипохлорид натрия, в котором постоянно присутствует хлор (химический хлор) на 90 дн.

Желательно, чтобы прочность комбинации ткань/адгезив при испытании на отслаивание и после погружения в воду в течение 4 дн была как минимум 2, желательно как минимум 3, особенно как минимум 5N/10 мм. Желательно, чтобы прочность к отслаиванию проявлялась от комнатной температуры до температур как минимум 40^oC или желательно, 50^oC, или даже, например в случае сополимера адгезива метакриловой кислоты, до приблизительно 80^oC.

Также желательно, чтобы сцепление посредством адгезива имело стойкость к действию нефти. Желательно, чтобы оно сохраняло как минимум 80%, желательно 90%, более желательно в принципе всю свою стойкость к отслаиванию при погружении в нефть по АОИС N.1 в течение 100 дн.

Также желательно, чтобы сцепление посредством адгезива имело стойкость к воздействию ультрафиолетового излучения. При циклическом воздействии ультрафиолета в течение 8 ч при 60^oC, затем при конденсации при 50^oC в течение 5 ч, в общей сумме 1000 ч согласно АОИС G53 (1984) сцепление желательно должно сохранять 80%, более желательно 90% стойкости к отслаиванию.

Материал оболочки должен быть пористым до такой степени, чтобы он был проницаем для ионов, так чтобы могли происходить электрохимические реакции, создающие защиту от коррозии. В одной реализации материал оболочки может содержать отверстия величиной несколько микрон, десятки микрон или даже до 0,5 см и более. Однако отверстия должны быть достаточно малыми, чтобы в принципе удерживать весь богатый углеродом материал внутри оболочки рядом с анодом. Это зависит от природы используемого богатого углеродом материала.

Богатый углеродом материал, окружающий проводящий полимерный материал, может, например, содержать частицы ламповой сажи или черного угля, части кокса, желательно части кокса, имеющие диаметр частиц порядка 100-150 микрон, хотя можно использовать и другие части больших размеров, природный графит, угольный порошок или коротко обрезанное волокно в волокнистой матрице, пиролитический графит, пиролизный полиакрилонитрил, или стекловидный уголь.

На фиг. 1 показан вид в продольном разрезе удлиненного элемента согласно данному изобретению; на фиг. 2 показано поперечное сечение II-II фиг. 1; на фиг. 3 - поперечное сечение другого устройства согласно изобретению.

Фиг. 1 и 2 показывают устройство 1, содержащее медный провод 2, окруженный полимерным покрытием 3. Окружающая оболочка - это коксовая мелочь 4, а внешняя оболочка 4 содержит ткацкое переплетение из материала на основе полиакрилонитрила.

Оболочка 5 является оболочкой оберточного типа. Ее продольные края 6 стыкуются друг с другом, образуя вертикальный шов, причем вдоль шва проходят два ряда стежков 7, а между швами создано сцепление посредством адгезива 8.

На фиг. 2 показано альтернативное соединяющее приспособление, в котором продольные края ребра рукава перекрываются и сцеплены адгезивом 8. В этом случае прошивка отсутствует.

Вместо оберточной оболочки можно применять материал оболочки трубчатого типа (не показан).

В качестве примера ткань, используемая для тканой оболочки 5, изготавливалась следующими двумя способами:
Пример 1. Ткань оболочки 5 была соткана из штапельных волокнистых нитей Velicren (TN). Нити основы и утка были двойными с результирующей линейной плотностью 60 текс. Текс - это назначенный I.S.O. метод измерения линейной плотности и соответствует весу в граммах 1000 м нити. Нити были сплетены в ткань простого ткацкого переплетения (1 вверх/1 вниз) с включением основы 66 концов на дюйм и включением утка 32 ударов челнока на дюйм. Вес квадратного метра ткани составлял 245 г, а толщина ткани была 0,38 мм.

Пример 2. Ткань оболочки 5 была соткана из Dralon "T" (TN), непрерывной пряжи из многих нитей. Нити основы и утка отбирались в незакрученном виде с линейной плотностью 44 текс. Пряжа была соткана в простое ткацкое переплетение с включением основы 44 конца на дюйм и с включением утка 50 ударов челнока на дюйм. Вес ткани составлял 160 г на квадратный метр, а толщина ткани была 0,33 мм.

Формула изобретения

1. Система с анодным элементом для катодной защиты от коррозии подземных сооружений, содержащая удлиненный элемент, включающий токопроводящую удлиненную сердцевину, токопроводящий полимерный состав, окружающий сердцевину и находящийся с ней в электрическом контакте, и полимерную оболочку, окружающую полимерный состав, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит богатый углеродом материал, размещенный между полимерным составом и полимерной оболочкой, полимерная оболочка выполнена из материала, стойкость которого определяют из графика зависимости относительного удлинения от нагрузки участка оболочки, подвергнутого растяжению после погружения его в соляную кислоту с концентрацией как минимум 0,01N или в окисленный гипохлорит натрия при постоянном присутствии хлора на 90 дней, при этом максимальная нагрузка участка оболочки, обработанного в соляной кислоте или гипохлорите натрия, составляет соответственно 60 - 80% и 70 - 90% от максимальной нагрузки, определенной из графика зависимости относительного удлинения от нагрузки участка оболочки, непогруженного в соляную кислоту или окисленный гипохлорит натрия, а относительное удлинение участка оболочки, обработанного в соляной кислоте или гипохлорите натрия, составляет 60 - 80% от относительного удлинения при максимальной нагрузке участка оболочки, не погруженного в соляную кислоту или окисленный гипохлорит натрия.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанную стойкость к действию кислоты устанавливают после погружения участка материала в соляную кислоту с концентрацией как минимум 5N.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полимерная оболочка выполнена из ткани.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что участок ткани, подвергающийся испытанию на растяжение по методике BS(Бюро Стандартов), представляет собой отдельную нить (пряжу) или волокно ткани.

5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полимерная оболочка выполнена из листа или фольги, проницаемых для ионов.

6. Система по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что полимерная оболочка выполнена из чистого или модифицированного полиакрилонитрила, модакрилового поливинилидендихлорида, поливинилидендифторида, политетрафторэтилена, поли(этилен- тетрафторэтилена), поли(этилен- хлортрифторэтилена), поливинилфторида, поли(бутилен- терефталата) поливинилацетата или их сополимеров или их смеси.

7. Система по пп.1 - 6, отличающаяся тем, что полимерная оболочка выполнена в виде обертки и содержит два продольных края, которые соединены встык с перекрытием.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что при соединении продольных краев с перекрытием перекрытие краями друг друга осуществлено с принципиально плоским профилем, при соединении продольных краев встык они соединены друг с другом с образованием вертикального фланца.

9. Система по п.7 или 8, отличающаяся тем, что продольные края оберточной оболочки скреплены как минимум частично за счет прошивки стежками.

10. Система по п.7, 8 или 9, отличающаяся тем, что продольные края скреплены как минимум частично адгезивом.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что адгезив содержит сополимер поливинилидендихлорида, сополимер акриловой кислоты или сополимер метакриловой кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3