RU125581U1

RU125581U1 - ANODE GROUNDER

Info

Publication number: RU125581U1
Application number: RU2012142902/02U
Authority: RU
Inventors: Игорь Робертович Геллерштейн; Алексей Павлович Грипас; Евгений Сергеевич Толыпин; Сергей Александрович Паршин; Александр Михайлович Быковский
Original assignee: Открытое акционерное общество "МАГНИТ"
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2013-03-10

Abstract

1. Анодный заземлитель, состоящий из литого электрода с крестовидной формой сечения с равноудаленными выступами и подсоединенного к нему провода токоввода, отличающийся тем, 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.2. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что в торце электрода расположена металлическая вставка в виде цилиндрического стакана, внутренняя полость которого ступенчато переходит в осевой канал с резьбой под закрепление провода токоввода, образующего со вставкой контактный узел.3. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод содержит металлическую пластину с отверстием под его последовательное соединение с анодным заземлителем в гирлянду.4. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что торцы выступов выполнены в виде прямолинейных горизонтальных площадок со округлениями к боковым поверхностям.5. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что входной участок провода токоввода помещен в трубку из поливинилхлорида с возможностью его предохранения от повреждения при изгибании.6. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что 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.7. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод выполнен из высококремнистого чугуна ЧС15.1. Anode earthing switch, consisting of a cast electrode with a cross-shaped cross-sectional shape with equidistant protrusions and a current lead wire connected to it, characterized in that the base of the protrusions are connected by arcs curved from the center of the electrode, with the possibility of increasing the area of the cast electrode in contact with the ground, the protrusions are made of variable section along their length or an equal section along their length. 2. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that a metal insert in the form of a cylindrical cup is located at the end of the electrode, the internal cavity of which is stepped into the axial channel with a thread for securing the current lead wire forming a contact assembly with the insert. Anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode comprises a metal plate with an opening for its serial connection with the anode ground electrode in a garland. Anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the ends of the protrusions are made in the form of rectilinear horizontal platforms with rounding to the side surfaces. Anode ground electrode system according to claim 1, characterized in that the input portion of the current lead wire is placed in a polyvinyl chloride tube with the possibility of protecting it from damage during bending. Anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode is equipped with a heat-shrink sleeve with holes for filling the sealant and for outputting the current lead wire or a protective cap with corresponding holes with the possibility of protecting the contact node. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode is made of high-silicon cast iron ChS15.

Description

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.The utility model relates to devices for preventing metal corrosion by cathodic protection of underground structures against corrosion and can be used in electrochemical protection systems of the oil, gas, energy industry, as well as in public utilities.

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).An analogue of the claimed utility model is a technical solution of the same purpose - an anode ground electrode containing an electrode and a current lead located in its body, made in the form of a steel rod with a current-conducting wire fixed in it (description of the invention to AS No. 1516510, IPC 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).The closest analogue to the same purpose as the claimed utility model is a technical solution - an anode ground electrode for cathodic protection against corrosion of underground metal structures, consisting of a cast electrode with a cross-sectional shape made in the form of a cross with four equidistant hemispherical petals and a current lead wire connected to it , (RF patent No. 54949 for the utility model “Anode earthing switch”, IPC C23F 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.The disadvantages of the known technical solutions, both analog and prototype, are the rapid wear of the anode ground electrode, as well as casting defects in the form of cracks that occur during the casting of the electrode of the anode ground electrode, due to the geometry of the protrusions and their bases.

Задачей, на решение которой направлена полезной модели, является увеличение срока эксплуатации анодного заземлителя, а также снижение брака при отливке ферросилидового электрода анодного заземлителя.The problem the utility model aims to solve is to increase the service life of the anode ground electrode, as well as reduce the rejection during casting of a ferrosilide electrode of the anode ground electrode.

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.The technical result that can be obtained by implementing the utility model is to reduce the wear time of the anode ground electrode due to the increase in the surface area of the cast electrode in contact with the soil, as well as to reduce the residual voltage that occurs in the casting when it is cooled, which reduces the number of defective castings .

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.The essence of the utility model is the anode earthing switch, consisting of a cast electrode with a cross-shaped cross-sectional shape with equidistant protrusions, and a current lead wire connected to it, that the bases of the protrusions are connected by arcs curved from the center of the electrode, with the possibility of increasing the area of the cast electrode in contact with the ground, while the protrusions are made of variable section along their length or equal section along their length.

Решению поставленной задачи способствует признаки, характеризующие полезную модель в частных случаях ее выполнения или использования.The solution to the problem contributes to the signs characterizing the utility model in special cases of its implementation or use.

В торце электрода расположена металлическая вставка в виде втулки, образующая с проводом токоввода контактный узел.At the end of the electrode there is a metal insert in the form of a sleeve, forming a contact node with the current lead wire.

Электрод содержит металлическую пластину с отверстием под его последовательное соединение с анодным заземлителем в гирлянду.The electrode contains a metal plate with a hole for its serial connection with the anode ground electrode in a garland.

Торцы выступов выполнены в виде прямолинейных горизонтальных площадок со cкруглениями к боковым поверхностям.The ends of the protrusions are made in the form of rectilinear horizontal platforms with roundings to the side surfaces.

Входной участок провода токоввода помещен в трубку из поливинилхлорида, с возможностью его предохранения от повреждения при изгибании.The input section of the current lead wire is placed in a PVC tube, with the possibility of protecting it from damage during bending.

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.The electrode is equipped with a heat-shrink sleeve with holes for filling the sealant and for outputting the current lead wire or a protective cap with corresponding holes, with the possibility of protecting the contact node.

Электрод выполнен из высококремнистого чугуна ЧС15.The electrode is made of high-silicon cast iron ChS15.

Из уровня техники неизвестно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - новизна.The technical solution with the claimed combination of essential features of the independent claim of the utility model formula is unknown from the prior art, which confirms its compliance with the patentability condition - novelty.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где:The essence of the utility model is illustrated in the drawing, where:

на фиг.1 - общий вид анодного заземлителя;figure 1 is a General view of the anode ground electrode;

на фиг.2 - сечение электрода, выступы которого выполнены равного сечения по их длине;figure 2 is a cross section of an electrode, the protrusions of which are made of equal cross section along their length;

на фиг.3 - сечение электрода, выступы которого выполнены переменного сечения по их длине.figure 3 is a cross section of the electrode, the protrusions of which are made of variable cross section along their length.

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.The inventive utility model can be implemented with the implementation of this purpose as follows. The anode earthing switch consists of a cast electrode 1 cross-section 2, which is made in the form of four equidistant protrusions 3, the bases 4 of which are connected by curved arcs 5, the center of the circumference of which is located in the center of the cast electrode 1, which increases its area in contact with the ground and also reduces the residual stress arising in the casting when it is cooled, which reduces the number of defective castings. The protrusions 3 are made with an equal rectangular section along their length, with rounded ends of the ends. It is possible to perform protrusions 3 of variable cross-section along their length, for example a trapezoidal cross-section or a trephoidal cross-section. The electrode 1 is made of ferrosilide - high-silicon cast iron ChS-15GOST 7769-82, which has high corrosion resistance in solutions of salts, acids (except hydrochloric) and alkali, which increases its effective life. A current lead wire 6 is connected to the electrode 1 from the cathodic protection station. The connection of the current lead wire 6 with the cast electrode 1 is made by means of a metal insert 7 in the form of a cylindrical cup, the inner cavity of which stepwise passes into the axial channel with a thread for fixing the current lead wire 6. The insert 7 is installed when casting in the cylindrical recess of the electrode 1, forming its contact node ( the position in the drawing is not indicated) with the cathode protection station. In this case, the insert 7 protrudes from the electrode 1, which facilitates its manufacture and protects the contact assembly from gas penetration during casting of the electrode 1. The current lead wire 6 in the insert 7 is fixed by means of an embedded element, which is used as a cotter pin or bolt (not shown in the drawing), ensuring the reliability of the contacts of the current lead wire 6 with the electrode 1. The input section of the current lead wire 6 is placed in a tube 8 made of polyvinyl chloride (PVC), to protect its copper conductors from damage during bending. A heat-shrink sleeve 9 is located on the electrode 1 from the side of the contact node, in which a hole 10 is made for filling the sealant and a hole 11 for the output of the current lead wire 6. It is possible to use a protective cap made of plastic with corresponding holes. The contact node is filled with sealant 12, which is used as an epoxy resin. At the other end, the electrode 1 contains a metal plate 13 with a mounting hole 14 for ease of installation of the anode ground electrode and for its serial connection with the anode ground electrode in a garland. For reliable connection of the metal plate 13 and the electrode 1, reinforcing holes 15 are made in the plate 13. The installation of the metal plate 13 is determined by the customer's requirement.

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 эксплуатацииAn anode grounding, designed to work in the ground and on its surface as an anode for protection against electrochemical corrosion of metal structures and communications, including oil and gas pipelines in contact with soil and water, works as follows. Anode grounding conductors are laid horizontally or vertically below the level of soil freezing and above the level of groundwater, while they are connected by wires of the current lead 6 to the cathodic protection station. In this case, the positive pole is connected to the electrode 1, and the negative pole to the protected metal surface, which is the cathode. The wires 6 from the cathodic protection station pass a direct current of calculated force and voltage, which is supplied to electrode 1. Passing through the ferrosilide electrode 1, the current is evenly distributed in depth and spreads over the soil layers surrounding electrode 1, on the surface of which the anodic oxidation process and electrode 1 begins to gradually dissolve. The protected metal surface, as a result of this, ceases to undergo corrosion damage, because the anode grounding conducts all the corrosion of the protected metal surface. With cathodic polarization, a decrease in the anode reaction rate is equivalent to a decrease in the corrosion rate. The implementation of the protrusions 3 cross-shaped cross section of the electrode 1 with variable or equal values along their length and the connection of the bases of 4 protrusions 3 with arcs 5 arched from the center of the electrode 1, increases the area of the electrode 1 in contact with the ground, and allows to increase the efficiency of the anode ground electrode, as well as reduce the temperature electrode 1, providing a reduction in energy consumption to overcome the resistance of the heated electrode and, consequently, reduce energy consumption during operation

Экспликация чертежей полезной модели:Explication of drawings of a utility model:

1 - электрода1 - electrode

2 - сечение электрода2 - section of an electrode

3 - выступ3 - ledge

4 - основание выступа4 - the base of the protrusion

5 - выгнутая дуга5 - curved arc

6 - провод токоввода6 - current lead wire

7 - металлическая вставка7 - metal insert

8 - трубка8 - tube

9 - термоусадочная муфта9 - shrink sleeve

10 - отверстие для заливки герметика10 - hole for filling the sealant

11 - отверстие для вывода провода токоввода11 - hole for output current lead wire

12 - герметик12 - sealant

13 - металлическая пластина13 - metal plate

14 - монтажное отверстие14 - mounting hole

15 - армирующее отверстие.15 - reinforcing hole.

Claims

1. Анодный заземлитель, состоящий из литого электрода с крестовидной формой сечения с равноудаленными выступами и подсоединенного к нему провода токоввода, отличающийся тем, 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.1. Anode earthing switch, consisting of a cast electrode with a cross-shaped cross-sectional shape with equidistant protrusions and a current lead wire connected to it, characterized in that the base of the protrusions are connected by arcs curved from the center of the electrode, with the possibility of increasing the area of the cast electrode in contact with the ground, the protrusions are made of variable section along their length or an equal section along their length.

2. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что в торце электрода расположена металлическая вставка в виде цилиндрического стакана, внутренняя полость которого ступенчато переходит в осевой канал с резьбой под закрепление провода токоввода, образующего со вставкой контактный узел.2. The anode earthing device according to claim 1, characterized in that a metal insert in the form of a cylindrical cup is located at the end of the electrode, the internal cavity of which stepwise passes into the axial channel with a thread for securing the current lead wire forming a contact assembly with the insert.

3. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод содержит металлическую пластину с отверстием под его последовательное соединение с анодным заземлителем в гирлянду.3. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode comprises a metal plate with an opening for its series connection with the anode ground electrode in a garland.

4. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что торцы выступов выполнены в виде прямолинейных горизонтальных площадок со округлениями к боковым поверхностям.4. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the ends of the protrusions are made in the form of rectilinear horizontal platforms with rounding to the side surfaces.

5. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что входной участок провода токоввода помещен в трубку из поливинилхлорида с возможностью его предохранения от повреждения при изгибании.5. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the input portion of the current lead wire is placed in a polyvinyl chloride tube with the possibility of protecting it from damage during bending.

6. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что 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.6. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode is equipped with a heat-shrink sleeve with holes for filling the sealant and for outputting the current lead wire or a protective cap with corresponding holes with the possibility of protecting the contact node.

7. Анодный заземлитель по п.1, отличающийся тем, что электрод выполнен из высококремнистого чугуна ЧС15.

7. The anode ground electrode according to claim 1, characterized in that the electrode is made of high-silicon cast iron ChS15.