Многослойный анод
Заявленная полезная модель относится к конструкциям протяженных эластичных анодов и предназначена для работы в системах электрохимической защиты металлов от подземной коррозии. Многослойный анод состоит из внутреннего металлического токовода и покрытия из двух и более слоев, выполненных из электропроводящих полимерных или резиновых композиций, которые располагаются в последовательности увеличения электрического сопротивления слоев к внешнему слою. Достоинством заявленной полезной модели является достижение постепенного увеличения сопротивления от внутреннего слоя к внешнему, что позволяет избежать перегрева внутренних слоев и отслаивания электропроводной композиции первого слоя от токовода при работе анода. Изменение количества и комбинации слоев из электропроводных различных композиций позволяет изготавливать аноды с заданными свойствами и применять их в почвах с различными удельными сопротивлениями. Анод может быть снабжен центральным сердечником, который улучшает качество прокладки анода, исключает возможность разрывов и повреждений при монтаже анода, кроме того, позволяет увеличивать диаметр анода без увеличения толщины слоев анода, что позволяет создавать аноды с необходимой поперечной проводимостью и площадью поверхности.
Полезная модель относится к конструкциям протяженных эластичных анодов, имеющих два и более слоев из различных электропроводящих полимерных, резиновых композиций, и предназначена для работы в системах электрохимической защиты металлов от подземной коррозии, в том числе защиты от коррозии труб различного диаметра, уложенных в грунт и подвергающихся воздействию различных факторов, для защиты днищ резервуаров и арматуры в фундаменте.
Близким по существенным признакам аналогом заявленной полезной модели является анодный заземлитель, содержащий металлический токовод и двухслойную оболочку (патент на полезную модель №55778).
Внешняя оболочка аналога имеет объемное сопротивление 0,01-1 Ом·м, а внутренняя - 1000-3000 Ом·м, поэтому из-за большого сопротивления внутреннего слоя при работе анодного заземлителя возникает перегрев, что влечет за собой отслаивание оболочек от токовода и выход анода из строя. Все это ограничивает применение известного анодного заземлителя. Исключить указанные недостатки позволяет заявленная полезная модель.
Многослойный анод состоит из металлического токовода и оболочки из двух и более слоев, выполненных из электропроводящих полимерных или резиновых композиций, которые располагаются в
последовательности увеличения электрического сопротивления слоев к внешнему слою.
Эквивалентная электрическая схема многослойного анода, поясняющая технический результат полезной модели:
С - токовод;
L - грунт;
n - количество слоев;
J - ток, протекающий через слои анода.
U n...U2, U1 - падение напряжения на сопротивлениях слоев анода;
R n...R2, R1 - сопротивления слоев анода;
Rn>...>R 2>R1 - наименьшее сопротивление у первого слоя, который контактирует с тоководом.
W n=Un·J>...>W 2=U2·J>W1 =U1·J следовательно, мощность, рассеиваемая в первом слое меньше, чем в последующих слоях. То есть оболочка, прилегающая к тоководу, не подвергается перегреву, а значит не будет отслаиваться от него. Оболочка с наибольшим сопротивлением находится в непосредственном контакте с почвой, т.е. происходит естественное ее охлаждение.
Анод может быть дополнительно снабжен центральным диэлектрическим упрочняющим элементом, который выполнен в виде:
а) канатика, скрученного или трощенного из натуральных или синтетических нитей;
б) полимерного или резинового сердечника;
в) полимерной или резиновой трубки.
Применение заявленного упрочняющего элемента позволяет увеличивать диаметр анода без увеличения толщины слоев анода, что позволяет создавать аноды с определенными заданными свойствами (необходимой поперечной проводимостью и площадью поверхности). Другими словами, при достаточно умеренных токах работы анода от коррозии защищается значительно большая по площади поверхность металлоконструкции, находящейся в почве.
Применение указанных разновидностей сердечника позволяет не только упрочнить сам токовод при его формовании, но и осуществлять монтаж анодов большой длины без разрывов и повреждений. В настоящее время прокладку анодов в земле могут осуществлять без рытья траншеи. Современные технологии позволяют протягивать эластичные аноды в предварительно пробуренные в почве отверстия. При протягивании анода через отверстие усилие прикладывается к тому элементу, за который тянут. Если это токовод или оболочка, то возникают трещины, разрывы, оголения, что выводит анод из строя. Применение указанного центрального сердечника позволяет протягивать анод, прикладывая усилие к центральному сердечнику, не повреждая элементов его конструкции.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в достижении постепенного увеличения
сопротивления от внутреннего слоя к внешнему, что позволяет избежать перегрева внутренних слоев и отслаивания электропроводной композиции первого слоя от токовода при работе анода, в повышении надежности анода и снижении риска возникновения аварий при его использовании. Изменение количества и комбинации слоев из различных электропроводных композиций позволяет изготавливать аноды с заданными свойствами и применять их в почвах с различными удельными сопротивлениями. Применение указанных разновидностей сердечника улучшает качество прокладки анода, исключает возможность разрывов и повреждений при его монтаже.
Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежом (фигура 1 и фигура 2).
Описание конструкции полезной модели: на металлический токовод (С) накладываются слои (1,2,...,N) оболочки, состоящие из полимерных или резиновых композиций, располагающихся в последовательности увеличения электрического сопротивления от внутреннего слоя к внешнему. Токовод может иметь центральный упрочняющий элемент (А) в виде скрученного из натуральных/синтетических нитей канатика, полимерного/резинового сердечника или полимерной/резиновой трубки.
1. Многослойный анод, содержащий внутренний токовод и покрытие из двух и более слоев из электропроводящих полимерных и резиновых композиций, располагающихся в последовательности увеличения сопротивления слоев к внешнему слою.
2. Многослойный анод по п.1, отличающийся тем, что внутренний токовод содержит центральный диэлектрический упрочняющий элемент, выполненный в виде канатика, скрученного или трощенного из натуральных или синтетических нитей.
3. Многослойный анод по п.1, отличающийся тем, что внутренний токовод содержит центральный диэлектрический упрочняющий элемент, выполненный в виде полимерного или резинового сердечника.
4. Многослойный анод по п.1, отличающийся тем, что внутренний токовод содержит центральный диэлектрический упрочняющий элемент, выполненный в виде полимерной или резиновой трубки.
