Электрод анодного заземления
Владельцы патента RU 2291226:
Общество с ограниченной ответственностью "МИНАДАГС" (ООО "МИНАДАГС") (RU)
Изобретение относится к электрохимической защите металлических объектов, предназначено, в частности, для катодной защиты протяженных подземных сооружений с переменными электрическими характеристиками. Электрод анодного заземления содержит токоввод и окружающую его оболочку из эластомерного материала, при этом электрод выполнен в виде многослойного рукава, в котором чередуются слои из эластомерного материала и слои токоввода, выполненного в виде металлической сетки или перфорированной фольги. Технический результат: снижение удельной плотности анодного тока до допустимых значений при одновременном увеличении токоотдачи и повышение срока службы заземляющего эластомерного электрода. 6 з.п. ф-лы, 15 ил., 2 табл.
Изобретение относится к электрохимической защите металлических объектов, предназначено в частности для катодной защиты протяженных подземных сооружений с переменными электрическими характеристиками, например трубопроводов и кабелей, в резко гетерогенных или высокоомных электролитических средах (в системах катодной защиты магистральных нефте- и газопроводов от подземной коррозии, а также в химической промышленности, в системах молниезащиты от статического электричества и других системах электробезопасности).
Известно протяженное анодное заземление и глубинный анодный заземлитель. Анодное заземление содержит тело заземлителя, выполненное в виде ленты с установленными на ней контактными узлами с подключенными к ним соединительными проводами. Контактные узлы размещены на теле анодного заземлителя через одинаковые расстояния по всей его длине, в качестве материала для тела анодного заземлителя используется электропроводящая углеродистая ткань. Соединительные провода всех контактных узлов объединены в один узел коммутации, который соединен с плюсовой клеммой станции катодной защиты, а минусовая клемма станции катодной защиты соединена с защищаемым трубопроводом. Узел коммутации обеспечивает параллельное соединение всех секций тела анодного заземлителя, разделенных контактными узлами.
Однако протяженное анодное заземление и глубинный анодный заземлитель обладают низкой удельной токоотдачей при недопустимо для гибких анодов плотности анодного тока и низкой надежностью вследствие сложных конструктивно-монтажных операций (RU 2017862, 1994).
Известно анодное заземление для катодной защиты от коррозии протяженных подземных металлических сооружений, содержащее магистральный проводник, выполненный с, по меньшей мере, одной жилой с заданными электрическими характеристиками, и электрод из малорастворимого полимерного материала, выполненный в виде многослойной гибкой оболочки с дискретно-переменными электрическими характеристиками, охватывающей магистральный проводник и электрически контактирующей с ним, причем оболочка выполнена в виде чередующихся токопроводящих и электроизолирующих участков, соединенных в монолит посредством диэлектрических втулок, причем участки оболочки и втулки выполнены из эластомерных материалов, обладающих термодинамическим сродством (RU 2014361, 15.061994; RU 2033476, 20.04.1995).
Известен способ защиты от коррозии стальных газовых, нефтяных и подземных трубопроводов, который включает последовательное размещение слоев металлического и диэлектрического изоляционного покрытия, слой металлического покрытия выполняют из металла с потенциалом в среде размещения трубопровода более отрицательным, чем потенциал защищаемого трубопровода, при этом на предварительно очищенную, нагретую поверхность защищаемой стальной трубы наносят снаружи изоляционное диэлектрическое пластмассовое покрытие, затем на изоляционное покрытие наносят спиралеобразное металлическое покрытие в виде ленты или фольги, затем на металлическое покрытие наносят изоляционное диэлектрическое пластмассовое покрытие, после монтажа трубопровода в местах стыков стальных труб концы ленты или фольги по всей длине трубопровода электрически соединяют через блоки коммутации и измерения параметров защиты с системой катодной защиты, катодную поляризацию трубопровода осуществляют током плотностью от 0,01 мкА/м2 до 1614 мкА/м2 от внутреннего и внешнего источника энергии (RU 2237748, 10.10.2004).
Поскольку металлический слой выполняется в виде сплошной ленты или фольги и изготавливается из металла, стоящего в ряду напряжений металлов выше железа. Например: алюминий, цинк, магний и т.п., то в этом случае лента или фольга выполняют роль металлической пластины, положительной обкладки конденсатора, расположенной между двумя диэлектрическими покрытиями и предназначенной для накапливания электричества.
Известны заземляющий протяженный эластомерный электрод, анодное заземление и глубинный анодный заземлитель, выполненные в виде гибкого токопроводящего стержня (медного или латунированной стали), покрытого одной или несколькими токопроводными эластомерными оболочками и/или комбинациями эластомерных оболочек с углеграфитовымми волокнами (RU 2225420, 10.03.2004).
Однако указанный протяженный эластомерный электрод, анодное заземление и глубинный заземлитель по патенту RU 2225420 обладают низкой удельной токоотдачей при недопустимо высокой для гибких анодов плотности анодного тока, что значительно сокращает сроки их службы, а технология изготовления электродов на поточной линии непрерывной вулканизации в поле СВЧ и воздушном тепловом вулканизаторе (линия ЛВПР-300) очень сложна и многостадийна и, как любой многостадийный процесс обладает низкой надежностью.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является анодный заземлитель в виде токопроводника из скрученных в жилу медных проволок общим сечением от 10 до 50 мм2 и токопроводящей эластомерной оболочки, выполненной по кабельной технологии с использованием линии непрерывной вулканизации (RU 2236483, 20.09.2004). Однако анодный заземлитель обладает также низкой удельной токоотдачей при недопустимо высокой для гибких анодов удельной плотности анодного тока, что сокращает сроки его службы.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение удельной плотности анодного тока до допустимых значений при одновременном увеличении токоотдачи и повышении срока службы заземляющего эластомерного электрода.
Поставленная задача решается описываемым электродом анодного заземления, содержащим токоввод и окружающую его оболочку из эластомерного материала, в котором электрод выполнен в виде многослойного рукава, в котором чередуются слои, выполненные из эластомерного материала, со слоями, выполненными в виде металлической сетки или перфорированной фольги, выполняющими функцию токоввода.
Электрод может быть выполнен трехслойным, причем внутренний слой выполнен из диэлектрического материала, а внешний слой выполнен из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м.
Электрод также может быть выполнен трехслойным, причем внутренний слой выполнен из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м, а внешний слой выполнен из диэлектрического материала.
Еще один вариант, по которому электрод выполнен трехслойным, где внешний и внутренний слои выполнены из электропроводящих эластомерных материалов с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м, причем электрические характеристики слоев являются одинаковыми или отличаются друг от друга.
Еще в одном варианте электрод выполнен пятислойным, причем первый внутренний слой выполнен из диэлектрического эластомерного материала, а третий и пятый из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м.
Электрод также может быть выполнен пятислойным, причем первый внутренний слой и пятый внешний слои выполнены из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м, а третий слой из диэлектрического материала.
И еще один вариант, по которому электрод выполнен пятислойным, причем первый, третий и пятый слои выполнены из электропроводящих эластомерных материалов с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м.
В объеме настоящего изобретения металлическая сетка или перфорированная фольга являются токовводом для комбинированного электрода анодного заземления. Токоввод контактирует с электропроводным полимерным слоем, как минимум с одним, при этом обеспечивает равномерную отдачу электричества. Для повышения адгезии токоввод выполняется в виде сетки или перфорированной фольги, причем может быть выполнен из любого, стоящего в ряду напряжений металлов выше железа, например: алюминий, цинк, магний и др., или после железа, например: медь, серебро, золото и др. или металлических сплавов, например: латунь, бронза и т.д.
Предложенное изобретение поясняется представленными ниже вариантами выполнения анодного заземлителя и схемами его подключения, изображенными на фиг.1-15.
На фиг.1 представлен гибкий резиновый трехслойный рукав-электрод анодного заземления, где
1 - диэлектрическая резина;
2 - металлическая сетка-токоввод;
3 - электропроводная резина.
На фиг.2 представлен гибкий резиновый трехслойный рукав-электрод анодного заземления, где
1 - электропроводная резина;
2 - металлическая сетка-токоввод;
3 - электропроводная резина.
На фиг.3 представлен резиновый пятислойный рукав-электрод с чередующимися по электрофизическим свойствам слоями, где
1 - первый внутренний слой - диэлектрическая резина;
2 - первая металлическая сетка-токоввод;
3 - второй внутренний слой - электропроводная резина;
4 - вторая металлическая сетка-токоввод;
5 - внешний токоотдающий слой из электропроводной резины.
На фиг.4 представлен резиновый пятислойный рукав-электрод с чередующимися по электрофизическим свойствам слоями, где
1 - первый внутренний слой - электропроводная резина;
2 - первая металлическая сетка-токоввод;
3 - второй внутренний слой - электропроводная резина;
4 - вторая металлическая сетка-токоввод;
5 - внешний слой из электропроводной резины.
На фиг.5 представлен резиновый пятислойный рукав-электрод с чередующимися по электрофизическим свойствам слоями, где
1 - первый внутренний слой - электропроводная резина;
2 - первая металлическая сетка-токоввод;
3 - второй внутренний слой - диэлектрическая резина;
4 - вторая металлическая сетка-токоввод;
5 - внешний слой из электропроводной резины.
На фиг.6 представлена схема автоматического контроля за состоянием жертвенного анода-рукава и, как следствие, за состоянием электрохимической защиты, где
1 - первый внутренний слой - диэлектрическая резина;
2 - первая металлическая сетка-токоввод;
3 - второй внутренний слой - электропроводная резина;
4 - вторая металлическая сетка-токоввод;
5 - внешний токоотдающий слой - электропроводная резина;
6 - катодный преобразователь (катодная станция);
7 - электрическое реле;
8 - контактная группа электрического реле;
9 - сигнальная лампочка;
10 - трубопровод.
На фиг.7 представлена схема подключения электрода-рукава, где
1 - первый внутренний слой - диэлектрическая резина;
2 - первая металлическая сетка-токоввод;
3 - второй внутренний слой - электропроводная резина;
4 - вторая металлическая сетка-токоввод;
5 - внешний токоотдающий слой - электропроводная резина;
6 - катодный преобразователь (катодная станция);
7 - блоки совместной защиты (БЗ);
8 - трубопровод.
На фиг.8 представлена схема использования рукава-электрода одновременно в виде защитного кожуха, где
1 - электропроводный резиновый слой;
2 - изоляционное покрытие;
3 - защищаемый трубопровод;
4 - изолирующая прокладка-кольцо;
5 - металлическая сетка-токоввод;
6 - почвенный электролит.
На фиг.9 представлена схема использования рукава-электрода одновременно в виде защитного кожуха, где
1 - диэлектрический резиновый слой;
2 - металлическая сетка-токоввод;
3 - электропроводный резиновый слой;
4 - защищаемый трубопровод
5 - изолирующая прокладка-кольцо;
6 - почвенный электролит.
На фиг.10 представлена секция глубинного анодного заземлителя, где
1 - внутренний диэлектрический резиновый слой;
2 - металлическая сетка или фольга-токоввод;
3 - электропроводный резиновый слой;
4 - кабель подключения;
5 - диэлектрическая резина.
На фиг.11 представлена секция глубинного анодного заземлителя, где
1 - электропроводный резиновый слой;
2 - металлическая сетка-токоввод;
3 - внешний слой из углеграфитовой ткани;
4 - кабель подключения;
5 - диэлектрическая резина.
На фиг.12 представлен глубинный анодный заземлитель из секций резинового рукава-электрода и схема его подключения, где
1, 2, 3, 4 - секции глубинного анодного заземлителя из резинового рукава-электрода;
5 - блоки совместной защиты (БЗ);
6 - катодный преобразователь (катодная станция);
7 - трубопровод.
На фиг.13 представлена конструкция рукава-электрода при защите от блуждающих токов и катодной защите и схема его подключения, где
1 - электропроводная резина;
2 - металлическая сетка-токоввод;
3 - диэлектрическая резина;
4 - металлическая сетка-токоввод;
5 - электропроводная резина;
6 - изолирующая прокладка-кольцо;
7 - защищаемый трубопровод;
8 - генератор;
9 - катодная станция;
10 - рельс;
11 - контактный провод;
12 - электропоезд;
13 - почвенный электролит.
На фиг.14 представлена установка анодного заземлителя для защиты внутренней поверхности резервуаров, где
1 - днище резервуара;
2 - стойка;
3 - электропроводная резина;
4 - металлическая сетка-токоввод;
5 - электропроводная резина;
6 - коромысло;
7 - изолирующая прокладка-кольцо;
8 - подтоварная вода;
9 - катодный преобразователь.
На фиг.15 показано применение рукава-электрода при локальной защите сварного шва, где
1 - электропроводная резина;
2 - металлический токоввод;
3 - электропроводная резина;
4 - почвенный электролит;
5 - защищаемый трубопровод;
6 - сварочный шов;
7 - изолирующая прокладка-кольцо;
8 - катодный преобразователь.
Ниже представлены примеры конкретного выполнения заявленных электродов и их использования.
Пример 1.
Два резиновых слоя заземлителей, выполненные из эластомеров, разделены металлической сеткой или фольгой-токовводом (медной, латунной, алюминиевой или из любого другого металла) (см. фиг.1, 10).
Первый (внутренний) диэлектрический резиновый слой защищает металлическую сетку-токоввод или фольгу от непосредственного контакта с электролитической средой. Верхний электропроводный слой, выполненный из эластомера с удельным объемным сопротивлением 0,05 Ом·м, обеспечивает необходимую плотность защитного анодного тока.
Пример 2.
Первый (внутренний) электропроводный слой из эластомера с удельным объемным сопротивлением 0,5 Ом·м обеспечивает необходимую плотность защитного анодного тока. Верхний диэлектрический резиновый слой защищает металлическую сетку-токоввод или фольгу от непосредственного контакта с электролитической средой (см. фиг.8, 9).
Пример 3.
Металлическая сетка-токоввод или фольга с двух сторон обкладывается электропроводными слоями, выполненными из эластомера с удельным объемным сопротивлением 0,5 Ом·м. Причем электрические характеристики внутреннего и внешнего слоев могут отличаться друг от друга. (см. фиг.2, 12, 15).
Пример 4.
Металлическая сетка-токоввод или фольга с двух сторон обкладывается электропроводными слоями, выполненными из различных материалов. Причем электрические характеристики внутреннего и внешнего слоев могут отличаться друг от друга (см. фиг 11, 14).
В таблице 1 приведены значения удельной плотности анодного тока для электродов, выполненных по RU 2225420 и RU 2236483, а в таблице 2 для электродов по предлагаемому изобретению.
| Таблица 1 | |||||||||
| Удельная плотность тока электродов по RU 2225420 и RU 2236483, А/м2 | |||||||||
| Диаметр электрода, м | Площадь поверхности электрода длиной 1 п.м., м2 | Удельная токовая нагрузка, А/м | |||||||
| 0,01 | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | ||
| 0,02 | 0,063 | 0,16 | 0,32 | 0,80 | 1,59 | 2,39 | 3,18 | 3,98 | 4,78 |
| 0,022 | 0,069 | 0,14 | 0,29 | 0,72 | 1,45 | 2,17 | 2,90 | 3,62 | 4,34 |
| 0,036 | 0,113 | 0,09 | 0,18 | 0,44 | 0,88 | 1,33 | 1,77 | 2,21 | 2,65 |
| 0,05 | 0,157 | 0,06 | 0,13 | 0,32 | 0,64 | 0,96 | 1,27 | 1,59 | 1,91 |
| 0,07 | 0,220 | 0,05 | 0,09 | 0,23 | 0,45 | 0,68 | 0,91 | 1,14 | 1,36 |
| 0,09 | 0,283 | 0,04 | 0,07 | 0,18 | 0,35 | 0,53 | 0,71 | 0,88 | 1,06 |
| Таблица 2 | |||||||||
| Удельная плотность тока электродов по предлагаемому изобретению, А/м2 | |||||||||
| Диаметр электрода, м | Площадь поверхности электрода длиной 1 п.м., м2 | Удельная токовая нагрузка, А/м | |||||||
| 0,01 | 0,02 | 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | ||
| 0,1 | 0,314 | 0,032 | 0,064 | 0,159 | 0,318 | 0,478 | 0,637 | 0,796 | 0,955 |
| 0,2 | 0,628 | 0,016 | 0,032 | 0,080 | 0,159 | 0,239 | 0,318 | 0,398 | 0,478 |
| 0,3 | 0,942 | 0,011 | 0,021 | 0,053 | 0,106 | 0,159 | 0,212 | 0,265 | 0,318 |
| 0,4 | 1,256 | 0,008 | 0,016 | 0,040 | 0,080 | 0,119 | 0,159 | 0,199 | 0,239 |
| 0,5 | 1,570 | 0,006 | 0,013 | 0,032 | 0,064 | 0,096 | 0,127 | 0,159 | 0,191 |
| 0,6 | 1,884 | 0,005 | 0,011 | 0,027 | 0,053 | 0,080 | 0,106 | 0,133 | 0,159 |
Как видно из таблицы 1 использование электрода в виде эластомерного гибкого рукава позволяет значительно увеличить рабочую площадь поверхности электрода, тем самым значительно уменьшить удельную плотность токоотдачи при заданной удельной токовой нагрузке.
Пример 5.
Первый (внутренний) электропроводный слой - диэлектрическая резина, на него накладывается металлическая сетка-токоввод, затем накладывается второй внутренний слой - электропроводная резина с удельным объемным сопротивлением 0,01-5 Ом·м, после чего укладывается вторая металлическая сетка-токоввод, на которую наносится внешний токоотдающий слой из электропроводной резины с удельным объемным электросопротивлением 50 Ом·м (см. фиг.3, 6, 7).
Пример 6.
Первый (внутренний) слой - электропроводная резина с удельным объемным электросопротивлением 0,01-5 Ом·м, на него накладывается металлическая сетка-токоввод, затем накладывается второй внутренний слой - диэлектрическая резина, после чего укладывается вторая металлическая сетка-токоввод, на которую наносится внешний токоотдающий слой из электропроводной резины с удельным объемным электросопротивлением 500 Ом·м (см. фиг.5, 13).
Пример 7
Первый (внутренний) слой - электропроводная резина, на него накладывается металлическая сетка-токоввод, затем накладывается второй внутренний слой - электропроводная резина, после чего укладывается вторая металлическая сетка-токоввод, на которую наносится внешний токоотдающий слой из электропроводной резины. Удельное объемное электросопротивление слоев составляет 0,5 Ом·м и 5000 Ом·м соответственно (см. фиг.4).
Пример 8
На фиг.6 представлена схема автоматического контроля за состоянием жертвенного анода-рукава и, как следствие, за состоянием электрохимической защиты (ЭХЗ) трубопровода в целом.
Катодная станция (6) положительным полюсом подключена через обмотку реле (7) ко второму металлическому токковводу (4), первый токоввод (2) чрез нормально замкнутые контакты (8) реле (7) подключен также к положительному полюсу КС (6). При прохождении анодного тока реле замыкается и включает второй токоввод. Заземление создается внешним верхним резиновым слоем. При срабатывании внешнего верхнего резинового слоя срабатывается второй токоввод и отключается обмотка реле, контакты замыкаются и включается первый (внутренний) резиновый слой (3) рукава-заземлителя, и система ЭХЗ начинает работать в нормальном режиме. Одновременно через контактную группу (8) замыкается цепь и загорается сигнальная лампа (9) у оператора, свидетельствующая о том, что внешний электропроводный резиновый слой выработан, и срок службы электрода определяется токовой нагрузкой и скоростью анодного растворения первого электропроводящего резинового слоя. Таким образом, многослойная конструкция рукава электрода позволяет его одновременно использовать в виде индикатора состояния заземлителя.
Пример 9
На фиг.7 представлена схема подключения электрода-рукава.
Многослойная конструкция резинового рукава-электрода позволяет использовать первую сетку-токоввод совместно с внутренним резиновым слоем в качестве донора электронов, тем самым значительно увеличивая срок службы рукава электрода. Необходимое условие для этого - первый токоввод должен быть изготовлен из металла с атомным номером (весом) большим, чем второй токоввод. То есть первый (внутренний) токоввод в многослойном рукаве-электроде должен обладать избытком электронов по отношению ко второму (внешнему) токовводу.
Работа схемы.
Катодная станция (6) положительным полюсом подключена через сопротивления (блоки совместной защиты) (7) к токовводам рукава-электрода (2, 4), причем предусматривается возможность их регулирования. По мере срабатывания внешнего резинового слоя (5) увеличивается его сопротивление и перераспределяется токовая нагрузка на внутренний токоввод (2) рукава-электрода, который обладает большим количеством электронов и имилирует их через внутренний электропроводящий резиновый слой (3) к внешнему, подпитывая последний. Результатом этого процесса является увеличение срока службы резинового рукава-электрода. Помимо этого по мере увеличения сопротивления внешнего резинового слоя (5) за счет срабатывания последнего увеличивается переходное сопротивление и, как следствие, уменьшается постоянная затухания анодного тока, что приводит к увеличению зоны защиты трубопровода.
Пример 10
Представленные на фиг.8 и фиг.9 схемы использования заявленного электрода рукавной конструкции позволяют использовать электрод одновременно в виде защитного кожуха трубопровода и анодного заземлителя. Это особенно целесообразно при защите трубопроводов небольшого, до 500 мм, диаметра, проходящих при подземных и подводных переходах и защите теплотрасс бесканальной прокладки. В этом случае рукав-электрод надевается на трубопровод и дистанцируется от его поверхности диэлектрическими кольцами.
Пример 11
Рукавная конструкция заземлителя позволяет использовать рукав-электрод для перекачки жидкости, в том числе агрессивной, способной к электролитической диссоциации на небольшие расстояния (до 100 м). Т.е. внутренняя полость рукава работает как обыкновенный трубопроводный транспорт. А внешняя одновременно как электрод анодного заземления, защищающая окружающие металлические конструкции.
При этом по окончании срока службы внешнего электропроводного слоя электрода, внутренняя часть продолжает использоваться как экологически чистый трубопроводный транспорт (фиг.8).
При строительстве глубинного заземления предлагается для увеличения срока службы анодного заземления использовать рукав-электрод в виде секций длиной от 5 до 10 м с регулировкой удельной токовой нагрузки по секциям через блоки совместной защиты (см. фиг.10-12).
Пример 12
Электрод может использоваться для комплексной защиты (фиг.13). При одновременном использовании рукава-электрода в виде защитного кожуха трубопровода при наличии рядом электрифицированных железных дорог, трамвайных путей и других электрических агрегатов рукав-электрод может иметь дополнительный металлический токоотвод в виде сетки или фольги.
Пример 13
Рукав-электрод с внешней и внутренней электропроводной резиной может быть применен, например, для катодной защиты внутренней поверхности резервуаров сырой нефти. В указанном применении внутренняя активная трубка работает в качестве анода для несущей конструкции, как показано на фиг.14.
Пример 14
Одной из наиболее эффективных областей применения резинового рукава-электрода является использование последнего при локальной электрохимической защите сварных швов трубопроводов. В этом случае секция рукава-электрода располагается вокруг участка сварки труб над изоляцией сварного шва, как показано на фиг.15.
Пример 15
Может быть использована следующая технология изготовления электрода анодного заземлителя.
Подготовительные операции:
1. Заготовка первого внутреннего резинового слоя - резиновой камеры (диэлектрического или электропроводного, в зависимости от конструкций, рукава) (на фиг.1-5 поз.1).
1.1. Выпуск резиновой камеры со шприцмашины.
1.2. Опудривание внутреннего слоя, камеры.
1.3. Охлаждение камеры
2. Заготовка металлической сетки или фольги (на фиг.1-5 поз.2, 4).
2.1. Отжиг (при необходимости).
2.2. Раскрой.
2.3. Обезжиривание.
3. Заготовка внешних резиновых слоев различной электропроводимости (на фиг.1-5 поз.3, 5).
3.1. Колландрование.
3.2. Раскрой.
4. Подготовка дорна.
4.1. Очистка поверхности дорна.
4.2. Обезжиривание.
Основные операции:
1. Надевание резиновой камеры на дорн.
2. Закатка металлической сетки или фольги.
3. Обкладка металлической сетки или фольги резиновыми слоями - получение заготовки рукава-электрода.
4. Прессовка заготовки рукава-электрода мокрым бинтом.
5. Вулканизация рукава-электрода.
6. Разбинтовка и снятие рукава-электрода с дорна.
7. Подсоединение дренажного кабеля к металлической сетке или фольге.
8. Герметизация узла подключения кабеля к сетке или фольге-токовводу.
9. Проверка узла подключения кабеля на электрогерметичность.
Описание процесса.
Охлажденная резиновая камера (внутренний слой) надевается на дорн и концы камеры плотно обертываются промазанной тканью для предотвращения провертывания камеры по дорну во время закатки и усадки рукава при вулканизации. Дорн передается к закаточной машине, к которой доставляются заготовки металлической сетки (или фольги) и заготовки раскроенных внешних резиновых слоев. Дорн с камерой помещают в зазор нижних валков закаточной машины. Металлическую сетку (или фольгу) в виде ленты накладывают на камеру, а свободный конец ленты накладывают на раскроенную резину верхних слоев.
После наложения необходимых слоев дорн с заготовкой рукава-электрода передают на бинтовочную машину, причем для рукавов с внутренним диаметром до 45 мм ширина бинта составляет до 80 мм, после внутреннего диаметра 45 мм - ширина бинта составляет 100 мм.
После бинтования заготовку помещают в вулканизационный котел с равномерным напуском пара и тщательным удалением воздуха.
После вулканизации происходит разбинтовка рукава-электрода на раскатно-съемном станке, оборудованном короткими роликами-люнетами. После снятия бинтов концы рукава-электрода надрезают и рукав снимают с дорна. Снятый рукав-электрод перемещают на разделочный монтажный стол, на котором по кабельной технологии, с использованием термоусаживающихся материалов и соответствующих герметиков происходит подключение дренажного кабеля к сетке или фольге-токовводу, герметизация узла подключения и заделка торцов рукава-электрода
Таким образом, предложенный электрод анодного заземления, выполненный в виде гибкого многослойного рукава, обладает рядом преимуществ наряду с общими достоинствами, присущими эластомерным гибким анодам:
- он может быть изготовлен по традиционной резиновой технологии (производство длинномерных формованных резиновых изделий), геометрические размеры которых определяются только длиной и диаметром вулканизационного оборудования (котла);
- электрод обладает достаточной гибкостью и виброустойчивостью, исключающих потери при транспортировке и монтаже;
- внутренняя полость электрода обеспечивает, особенно при строительстве глубинных заземлителей, отвод образующихся при электролизе газов, исключая газовую блокаду электрода, тем самым повышая срок его службы и увеличивая надежность электрохимической защиты;
- про строительстве глубинного анодного заземления жесткая рукавная конструкция электрода позволяет использовать электрод одновременно в виде несущей конструкции, тем самым отпадает необходимость в обсаднировании скважины;
- применение многослойного рукава с чередующимися по электропроводности, плотности, материалоемкости, конструкционными элементами (фиг.3-6) позволяет управлять токоотдачей электрода, тем самым регулировать плотности защитного тока по диаметру и длине анодного заземления.
1. Электрод анодного заземления, содержащий токоввод и окружающую его оболочку из эластомерного материала, отличающийся тем, что электрод выполнен в виде многослойного рукава, в котором чередуются слои из эластомерного материала и слои токоввода, выполненного в виде металлической сетки или перфорированной фольги.
2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он выполнен трехслойным, причем внутренний слой выполнен из диэлектрического эластомерного материала, а внешний слой выполнен из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м.
3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он выполнен трехслойным, причем внутренний слой выполнен из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м, а внешний слой выполнен из диэлектрического эластомерного материала.
4. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он выполнен трехслойным, где внешний и внутренний слои выполнены из электропроводящих эластомерных материалов с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м, причем электрические характеристики слоев являются одинаковыми или отличаются друг от друга.
5. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он выполнен пятислойным, причем первый внутренний слой выполнен из диэлектрического эластомерного материала, а третий и пятый слои из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м.
6. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он выполнен пятислойным, причем первый внутренний слой и пятый внешний слой выполнены из электропроводящего эластомерного материала с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м, а третий слой из диэлектрического эластомерного материала.
7. Электрод по п.1, отличающийся тем, что он выполнен пятислойным, причем первый, третий и пятый слои выполнены из электропроводящих эластомерных материалов с удельным объемным сопротивлением 0,01-5000 Ом·м.
