Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов (и ее варианты), заземляющий протяженный эластомерный электрод, анодное заземление и глубинный анодный заземлитель

 

Изобретение относится к резиновой промышленности и одновременно к электротехнической защите металлических объектов от коррозии, в частности для катодной защиты подземных сооружений с переменными электрическими характеристиками, например трубопроводов и кабелей в резкогетерогенных или высокоомных электролитических средах. Изобретение касается эластомерных электропроводных композиций для изготовления электродов на основе бутадиен-нитрильного каучука, хлоропренового каучука или их смеси, а также смеси бутадиен-нитрильного каучука и бутадиен-стирольного термоэластопласта, наполненных углеродсодержащими наполнителями, в сочетании с различными целевыми добавками (пластификатор, вулканизующие агенты, противостарители и др.), обеспечивающие им удельное объемное сопротивление 0,05-0,5 Ом·м и 0,5–2500 Ом·м. Другой группой изобретения являются заземляющий эластомерный электрод, полученный с использованием в качестве гибкой оболочки вышеуказанных эластомерных композиций, а также устройств анодного заземления и глубинного анодного заземлителя, полученных с использованием этих эластомерных электродов. Изобретение позволяет повысить долговечность эластомерных электродов и, следовательно, устройств с использованием их, повысить эффективность защиты изделий от коррозии. 7 с. и 4 з.п. ф-лы, 7 табл., 5 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)

Формула изобретения

1. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, технический углерод, тиурам, пластификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве каучука смесь бутадиен-нитрильного каучука и хлоропренового каучука, в качестве пластификатора дибутилфталат, в качестве технического углерода электропроводный высокодисперсный технический углерод и дополнительно содержит белила цинковые, магнезию жженую, пасту на основе нафтената кальция, а также возможно содержит церезин, стеариновую кислоту, серу, электротехнический графит, противостаритель (продукт 4010) N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 и эбонитовую пыль на основе бутадиен-нитрильного каучука, вулканизованного серой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиеннитрильный каучук 22,96-37,31

Хлоропреновый каучук (неопрен) 10,43-18,70

Дибутилфталат 8,76-24,9

Тиурам 0,17-0,69

Магнезия жженая 0,09-0,29

Белила цинковые 0,98-1,63

Паста на основе нафтената кальция 2,48-5,99

Высокодисперсный технический углерод 21,25-30,86

Вышеуказанная эбонитовая пыль 0,0-3,94

Церезин 0,0-0,8

Сера 0,0-0,59

Электротехнический графит 0,0-17,34

Стеариновая кислота 0,0-0,95

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,0-0,48

2. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, тиурам, серу, технический углерод, пластификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве каучука бутадиеннитрильный каучук, в качестве пластификатора - дибутилфталат, в качестве технического углерода смесь высокодисперсного электропроводного технического углерода и низкодисперсного неэлектропроводного технического углерода при отношении их 0,05:19,95-19,95:0,05 и дополнительно содержит стеариновую кислоту, цинковые белила, пасту на основе нафтената кальция и противостаритель - N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиеннитрильный каучук 36,4-36,6

Тиурам 0,42-0,62

Сера 0,35-0,55

Дибутилфталат 8,32-8,52

Стеариновая кислота 0,6-0,8

Цинковые белила 0,98-1,18

Паста на основе нафтената кальция 5,8-6,0

Высокодисперсный электропроводный

технический углерод 2,2-43,89

Низкодисперсный неэлектропроводный

технический углерод 2,2-43,89

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,24-0,44

3. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, тиурам, серу, технический углерод, пластификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве каучука смесь бутадиеннитрильного каучука и бутадиенстирольного термоэластопласта, в качестве пластификатора - дибутилфталат, в качестве технического углерода - смесь высокодисперсного электропроводного технического углерода и низкодисперсного неэлектропроводного технического углерода при соотношении их около 0,05 : 19,95 - 19,95 : 0,05 соответственно и дополнительно содержит стеариновую кислоту, цинковые белила, пасту на основе нафтената кальция и противостаритель - N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бутадиеннитрильный каучук 32,02-32,22

Бутадиенстирольный термоэластопласт 4,28-4,38

Тиурам 0,35-0,55

Сера 0,3-0,5

Дибутилфталат 8,4-8,6

Стеариновая кислота 0,6-0,8

Цинковые белила 0,9-1,1

Паста на основе нафтената кальция 5,8-6,0

Высокодисперсный электропроводный

технический углерод 2,21-44,0

Низкодисперсный неэлектропроводный

технический углерод 2,21-44,0

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,24-0,44

4. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов, включающая каучук, вулканизующий агент, углеродсодержащий наполнитель, отличающийся тем, что в качестве каучука содержит хлоропреновый каучук, в качестве вулканизующего агента - дифенилгуанидин, в качестве углеродсодержащего наполнителя - углеродные короткомерные волокна и дополнительно содержит стеариновую кислоту, белила цинковые, магнезию жженую при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлоропреновый каучук 34,21-34,23

Дифенилгуанидин 0,15-0,17

Стеариновая кислота 0,31-0,33

Магнезия жженая 2,57-2,59

Белила цинковые 3,21-3,23

Углеродные короткомерные волокна 59,49-59,51

5. Электропроводная эластомерная композиция для заземляющих электродов на основе каучука, тиурама, пластификатора, технического углерода, отличающаяся тем, что она представляет собой продукт смешения на вальцах электропроводной эластомерной маточной композиции состава, мас.%:

Бутадиен-нитрильный каучук 23,05-23,07

Эбонитовая пыль на основе бутадиен-нитрильного каучука, вулканизованного серой 3,83-3,85

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,37-0,39

Церезин 0,75-0,77

Дибутилфталат 8,85-8,87

Электротехнический графит 17,23-17,25

Высокодисперсный электропроводный

технический углерод 30,75-30,77

Тиурам 0,26-0,28

Магнезия жженая 0,18-0, 20

Белила цинковые 1,52 -1,54

Паста на основе нафтената кальция 2,57-2,59

и неэлектропроводной эластомерной композиции состава, мас.%:

Бутадиен-нитрильный каучук 36,4-36,6

Противостаритель –

N-фенил-N¹-циклогексилфенилендиамин-1,4 0,24-0,44

Дибутилфталат 8,8-9,0

Сера 0,35-0,55

Низкодисперсный неэлектропроводный

технический углерод 45,53-45,73

Тиурам 0,4-0,6

Стеариновая кислота 0,6-0,8

Белила цинковые 0,98-1,18

Паста на основе нафтената кальция 5,8-6,0

6. Заземляющий протяженный эластомерный электрод, содержащий магистральный металлический токопровод и рабочую оболочку, содержащую эластомерный материал, электрически контактирующий с ним, отличающийся тем, что токопровод выполнен из многожильного провода и размещен внутри рабочей оболочки коаксиально вдоль центральной оси электрода, причем рабочая оболочка состоит из слоев углеродного материала в виде углеродных нитей, свитых в ровинг, или ленты из углеродной ткани, нанесенных по всей длине токопровода и гибкой оболочки из электропроводной эластомерной композиции с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Ом·м по п.1, заполняющей промежутки между слоями из указанных углеродных материалов.

7. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторую гибкую оболочку из электропроводной эластомерной композиции с изменяющимся по радиусу и длине электрода удельным объемным сопротивлением 0,5-2500 Ом·м по пп.2 и 3, размещенную между токопроводом и первой гибкой оболочкой из эластомерной электропроводной композиции с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Ом·м.

8. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторую гибкую оболочку из электропроводной эластомерной композиции с изменяющимся по радиусу и длине электрода удельным объемным сопротивлением 0,5-2500 Ом·м по п.5, размещенную между токопроводом и первой оболочкой из эластомерной электропроводной композиции с удельным объемным сопротивлением 0,05-0,5 Ом·м.

9. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по пп.7 и 8, отличающийся тем, что он дополнительно содержит третью гибкую оболочку из электропроводной эластомерной композиции по п.4.

10. Заземляющий протяженный эластомерный электрод по пп.6-9, отличающийся тем, что концы электрода содержат элементы изоляции, обеспечивающие исключение "концевого эффекта" при контакте тела электрода с электролитом, включающие поливинилхлоридный шланг, закрепленный на теле электрода с помощью хомутов, полиэтиленовую тупиковую защитную муфту и герметик, уплотнительные кольца из диэлектрической резины и термоусаживаемые трубки.

11. Глубинный анодный заземлитель, состоящий из электрода - анодного тела заземлителя, размещенного в скважине, и кабеля подключения к электроду, при этом пространство между электродом и стенками скважины заполнено коксовой мелочью (крошкой), отличающийся тем, что электрод представляет собой заземляющий эластомерный электрод по одному из пп.6-9, токопровод кабеля подключения является единым целым токопровода электрода, что обеспечивает отсутствие контактных узлов и электрических соединений в теле электрода, торцевые поверхности электрода содержат элементы изоляции, включающие узел изоляции из диэлектрической резины или герметика, полиэтиленовую защитную муфту, термоусаживаемую муфту и уплотнительные кольца из диэлектрической резины, а нижний конец электрода снабжен металлическим оголовком, изолированным от тела электрода вышеуказанным узлом изоляции, сам электрод размещен в вертикальной скважине коаксиально с помощью центрирующих колец, закрепленных на электроде с помощью хомутов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30