Электрохимзащита (ЭХЗ)

Электрохимзащита

1. Протяженные гибкие аноды (ПГА) серия ЭР (электроды резиновые кабельного типа):

Марки ЭР-3, ЭР-5, ЭР-6, ЭР-7.
Электроды серии ЭР изготавливаются под конкретные проекты ЭХЗ и состоят из отрезков проводов токоотдающих для электрохимической защиты, соединенные в заводских условиях с дренажным кабелем. Электроды отличаются по рецептурно-технологическим параметрам и выпускаются на основе каучуков общего и специального назначения в однослойном и/или двухслойном исполнении.
Выбор типа электрода применительно к объектам защиты в зависимости от условий его использования рекомендуется осуществлять согласно правилам, изложенным в методическом пособии «Способы защиты металлических подземных сооружений от коррозии протяженными анодами (ПГА)».

2. Электроды резиновые рукавные анодорастворимые:

Марки: ЭРРА-1; ЭРРА-2; ЭРРА-3.
Электроды серии ЭРРА изготавливаются под конкретные проекты ЭХЗ и состоят из секций (отрезков) электропроводящих резиновых рукавов с одним или двумя кабельными выводами.
Наружный и внутренний диаметры рукавов электродов, а также порядок расположения электропроводящих и диэлектрических слоев определяется проектом.

3. Эластомерные электроды ЭЛЭР анодного заземления (АЗ):

Эластомерные электроды ЭЛЭР анодного заземления (АЗ) - малорастворимые электроды из электропроводной эластомерной композиции, предназначенные для применения в анодных заземлениях систем электрохимзащиты металлических и железобетонных сооружений от коррозии, контактирующих с грунтом, речной и морской водой и другими электролитическими средами.
Принципиальная конструкция эластомерных электродов ЭЛЭР АЗ представляет собой линейный цилиндрический электрод, состоящий из одной или нескольких оболочек из электропроводного эластомера, внутри которого коаксиально вдоль его центральной оси размещен металлический сердечник, выполняющий функцию токопровода. Электропроводный эластомер, являющийся рабочим материалом эластомерных электродов ЭЛЭР, состоит из эластомерной матрицы, наполненной углеродными компонентами, обеспечивающими протекание анодного тока. Эластомерная матрица обладает высокой эластичностью, деформационной упругостью, стойкостью к озоновому, кислородному и иным видам старения и воздействию агрессивных сред. Электропроводный эластомер химически инертен, а при электрохимическом срабатывании углеродных материалов образуется углекислый газ, что обеспечивает экологическую чистоту работы анодного заземления. Материалом токопровода служит гибкий многожильный провод из меди или латунированной стали. Условия применения и принцип действия эластомерных электродов ЭЛЭР определяются их конструкцией и характеристиками рабочего материала.

Основными рабочими характеристиками эластомерных электродов ЭЛЭР являются:

- номинальная удельная плотность анодного тока J [мА/м];
- скорость анодного растворения q [кг/(А•год)];
- расчетный срок службы T [лет].
Для эластомерных электродов протяженного типа вводятся дополнительные характеристики:
- постоянная распространения тока α [1/м];
- характеристическое сопротивление Z [Ом], значения которых определяются соотношением продольного r и поперечного R сопротивле-ний электродов протяженного типа.

Диапазон номинальных значений этих характеристик составляет:

α= 10-2–10-4 [1/м];
Z = 0,1–2,5 [Ом];
J = 20–250 [мА/м] без коксовой засыпки, 50 – 1000 [мА/м] с коксовой засыпкой;
q ≤ 0,25 [кг/(А•год)];
T = не менее 30 [лет].

4. Ферросилидовые анодные заземлители серии ММ, МК, МГ, МГБ, МКГ:

Ферросилидовые анодные заземлители изготавливаются из высококремнистых чугунов - ферросилидов, обладающих высокой коррозионной стойкостью благодаря образованию на поверхности электрода пассивирующихся соединений с высокой электропроводностью. Скорость анодного растворения составляет не более 0,25 кг/А·год.

5. Магнетитовые анодные заземлители серии МТ, МТК, МТ, МТКГ, МТ:

Анодные заземлители из магнетита отличаются высокой устойчивостью в коррозионноактивных средах. Дополнительным преимуществом таких анодов являются небольшие размеры и вес. Скорость анодного растворения составляет не более 0,04 кг/А·год.

6. Малорастворимые анодные заземлители серии МРП, МРКП, МРГ, МРКГ:

Малорастворимые анодные заземлители «Менделеевец»-МР изготавливаются на базе смешанных металлооксидов, являющихся практически нерастворимыми. При этом они сохраняют постоянное сопротивление растеканию тока в установках катодной защиты в течение многолетней эксплуатации. Скорость анодного растворения составляет всего 0,01 г/А·год. Стоит отметить, что на скорость растворения анода наибольшее влияние оказывает величина рабочего напряжения, подаваемого на заземлитель. Наибольшего срока службы анодного заземлителя можно добиться при значениях напряжения не более 12 В. Таким образом, основной областью применения малорастворимых заземлителей «Менделеевец»-МР является эксплуатация в высокоагрессивных грунтах, обладающих низким удельным сопротивлением, а также для защиты металлоконструкций в морской воде.

7. Протяженные анодные заземлители серии МП:

1. Протяженные гибкие аноды (ПГА) серия ЭР (электроды резиновые кабельного типа):

1.1. ПГА ЭР-3 «Гирлянда»
Набор дискретных гибких электродов параллельно-последовательно соединенных между собой.
Электроды ЭР-3 представляют собой отрезки провода токоотдающего для ЭХЗ (ТУ 3555-001-00217053-2006) с подсоединенным в заводских условиях дренажным кабелем КГН или КГ (ТУ 16. К73.05-93).
Общий вид гирлянды представлен на рисунке:

Электроды предназначены для систем токоотдающих элементов анодных заземлений установок катодной защиты металлических конструкций и сооружений от подземной и других видов коррозии.
Основная область применения – защита трубопроводного транспорта (нефтепроводы, газопроводы, продуктопроводы, теплопроводы, насосные и компрессорные перекачивающие станции; промплощадки и т.п.). Незаменимы в высокоомных грунтах и в сейсмоопасных зонах.
В зависимости от конструкционных особенностей защищаемого сооружения и электрохимических характеристик грунта возможно применение как в горизонтальном так и в вертикальном исполнении.

Наименование показателя	Значение
Диаметр отрезка провода анодорастворимого резинового, мм, не менее	50
Рабочая длина отрезка, м	по проекту
Количество отрезков, шт	по проекту
Материал токоввода	жила медная из меди марки ММ (ТУ 16. К71-087) сечением 16 – 35 мм².
Номинальная токовая нагрузка, А	по проекту
Диапазон рабочих температур, ^оС, в статике	минус 50 – плюс 90
Срок службы в номинальном токовом режиме, лет, не менее	15
Гарантийный срок хранения	12 мес. с даты выпуска

Расстояние между электродами задается проектом

1.2. ПГА ЭР-5 «Газ»

Глубинный анодный заземлитель ЭР-5 представляет собой отрезок провода токоотдающего анодорастворимого резинового (ТУ 3555-001-00217053-2006) с подсоединенным в заводских условиях дренажным кабелем марки КГН или КГ (ТУ 16. К73.05-93).
Выпускается модификация ЭР-5 с секционно подсоединенными отрезками провода токоотдающего марки ПАР (ПАР-М; ПАРТ) через блок совместной защиты.
Общий вид глубинного анодного заземлителя представлен на рисунке.

Электроды предназначены для применения в системе токоотдающих элементов анодных заземлений установок катодной защиты металлических конструкций и сооружений от подземной и других видов коррозии в том числе для защиты морских сооружений.
Основная область применения – защита трубопроводного транспорта (магистральные нефтепроводы, газопроводы, продуктопроводы, трубопроводы-водоканалы, водоводы, теплопроводы, нефте- и газоперекачивающие станции и т.п.). Незаменимы в высокоомных грунтах и в сейсмоопасных зонах.
Наиболее эффективно использовать глубинные анодные заземлители ЭР-5:
- в УКЗ на площадках компрессорных станций;
- в УКЗ на переходах трубопроводов через водные преграды;
- при обустройстве УКЗ на промысловых объектах скважинах, шлейфах.

Основные технические характеристики:

Наименование показателя	Значение
Диаметр электрода, мм, не менее	50
Рабочая длина, м	по проекту
Рабочий материал	электропроводная резина (ТУ 16.К71-018)
Удельное объемное электросопротивление резины, Ом×м, не более	1,0
Материал токоввода	жила медная из меди марки ММ (ТУ 16. К71-087) сечением 25-50 мм².
Удельная токовая нагрузка, А/п.м	по проекту
Рабочая температура, ^оС	минус 50 – плюс 90
Срок службы в номинальном токовом режиме, лет, не менее	15
Гарантийный срок хранения	12 мес. с даты выпуска

1.3. ПГА ЭР-6

Электрод протяженный гибкий ЭР-6 представляет собой отрезок токоотдающего провода (ТУ 3555-001-00217053-2006) с подсоединенным в заводских условиях дренажным кабелем КГН или КГ (ТУ 16. К73.05-93).
Электроды предназначены для систем токоотдающих элементов анодных заземлений установок катодной защиты металлических конструкций и сооружений от подземной и других видов коррозии, в том числе для защиты морских сооружений.
Основная область применения – защита трубопроводного транспорта (магистральные нефтепроводы, газопроводы, продуктопроводы, трубопроводы-водоканалы, водоводы, теплопроводы, нефте- и газоперекачивающие станции и т.п.).
Незаменимы в высокоомных грунтах и в сейсмоопасных зонах.
Исходя из принципа действия и основных технических характеристик, ЭР-6 рекомендуется применять:

- в УКЗ на площадках компрессорных станций в горизонтальной укладке;
- в УКЗ на переходах трубопроводов через водные преграды в горизонтальной укладке;
- при ремонте и реконструкции катодной защиты трубопроводов со сроком эксплуатации не менее 10-15 лет в протяженном заземлении;
- в УКЗ на участках пересечений сети параллельного следования трубопроводов с посторонним трубопроводами любого назначения;
- для обеспечения катодной защиты многониточных систем трубопроводов с различным сроком эксплуатации или различными электрическими характеристиками изоляции;
- в УКЗ на участках трассы трубопроводов с наличием опасности стресс-коррозии;
   на участках трассы с наличием подстилающих скальных горных пород, слоев грунта низкой проводимости или многолетнемерзлого грунта.

   Общий вид электродов типа ЭР-6 представлен на рисунках 1 и 2:

   На Рис.1а и  Рис.1б представлены злектроды с выводными концами с обеих сторон в обычном (Рис.1а) и армированном металлической сеткой (Рис.1б) вариантах.
На Рис.2а и Рис.2б представлены злектроды с одним выводом с одной стороны и оконцевателем с другой в обычном
(Рис.2а) и армированном металлической сеткой (Рис.2б) вариантах.

Обозначения на рисунках:

1 - провод анодорастворимый резиновый;
2 - контактный узел (муфта) в заводской изоляции;
3 - соединительный кабель;
4 - кабельный оконцеватель;

Соединительные муфты и оконцеватели изготавливаются и собираются в заводских условиях для обеспечения необходимой надежности и герметичности контактных узлов.
Основные технические характеристики:

Наименование показателя	Значение
Диаметр электрода, мм	21, 36, 50, 70
Рабочая длина, м	по проекту
Рабочий материал	анодорастворимая электропроводная резина (ТУ 16.К71-018)
Удельное объемное электросопротивление резины, Ом×м, не более	1,0
Материал токоввода	Жила медная из меди марки ММ (ТУ 16. К71-087) сечением 10– 35 мм². Разрывное усилие на 1 мм² суммарного сечения жилы - от 5000 Н и более*
Удельная токовая нагрузка, А/п.м, не более	0,05
Потенциал поляризации, V, не более	0,4
Диапазон рабочих температур, ^оС, в статике	минус 50 – плюс 90
Срок службы в номинальном токовом режиме, лет, не менее	15
Гарантийный срок хранения	12 мес. с даты выпуска

Для повышения разрывного усилия предусмотрено изготовление жилы с усиливающим полимерным тросом

ПГА ЭР-7 «Модуль»

Набор дискретных гибких электродов определенного размера, концы каждого электрода которого соединены кабелем КГН, с подсоединенными в заводских условиях отрезками дренажного кабеля КГН необходимой длины, обеспечивающей подключение модуля к коммутационному шкафу системы ЭХЗ. Модули выпускаются под конкретные проекты ЭХЗ.
Модуль ЭР-7 состоит из отрезков провода токоотдающего для ЭХЗ марок ПАРМ, ПАРМ-2 (ТУ 3555-001-00217053-2006), отрезков соединительного и дренажного кабеля КГН (ТУ 16. К73.05-93), объединенных в заводских условиях.
Модули предназначены для защиты от подземной коррозии днищ резервуаров хранения газа, нефти, бензина, дизельного топлива и др. горюче-смазочных материалов; пожарных емкостей хранения воды, теплообменников, подземных хранилищ утилизации химических производств и т.п.
Количество электродов, их длина в модуле зависит от площади днища защищаемого резервуара и определяется проектом. Длина соединительного кабеля зависит от расстояния до систем коммутации и также определяется проектом.

Эскиз модуля ЭР-7:

где
1 - провод анодорастворимый резиновый;
2 - соединительный кабель;
3,4 - узлы соединения

Основные технические характеристики:

Наименование показателя	Значение
Диаметр провода ПАРМ; ПАРМ2, мм, не менее	36
Рабочая длина отрезка ПАРМ; ПАРМ2, м	по проекту *
Материал токоввода	жила медная из меди марки ММ (ТУ 16. К71-087) сечением 10 – 25 мм².
Количество отрезков, шт	по проекту
Длина соединительного кабеля, м	по проекту
Сопротивление изоляции соединительной муфты, Ом, не менее	10¹²
Диапазон рабочих температур, ^оС, в статике	минус 50 – плюс 60
Срок службы в номинальном токовом режиме, лет, не менее	15
Гарантийный срок хранения	12 мес. с даты выпуска

Расстояние между электродами при укладке под днищем резервуара также задается проектом.

2. Электроды резиновые рукавные анодорастворимые:

Электроды предназначены для систем токоотдающих элементов анодных заземлений установок катодной защиты металлических конструкций и сооружений от подземной и других видов коррозии, в том числе для защиты морских сооружений.
Основная область применения – защита трубопроводного транспорта (магистральные нефте- и газопроводы, продуктопроводы, теплопроводы, и т.п.). Незаменимы в сейсмоопасных зонах. Особенно эффективно применение ЭРРА при реконструкции трубопроводов с поврежденной или «состарившейся» изоляцией, поскольку конструкция электродов позволяет значительно повысить удельную токоотдачу электродов при одновременном увеличении срока их службы.
Различные варианты конструкций электродов серии ЭРРА позволяют применять их при электрохимической защите объектов любой сложности при одновременном использовании электродов в качестве контроллеров анодных процессов. В патенте № 2291226 представлены различные варианты применения электродов и их функциональные возможности.
Применение ЭРРА в качестве глубинных анодных заземлителей позволяет значительно упростить технологию монтажа ГАЗ, исключить применение обсадных металлических труб, понизить трудозатраты на монтаж анодного заземления.
Электроды представляют собой изготовленный в заводских условиях и подготовленный к монтажу электрод анодного заземления рукавного типа с подключением дренажного кабеля в двойной изоляции марки КГН или КГ (ТУ 16. К73.05-93)
Варианты конструкции электродов представлены на рисунках 1 и 2:

Рисунок 2.
Рисунок 2.
Марки электродов: ЭРРА-1; ЭРРА-2; ЭРРА-3

Электроды изготавливаются под конкретные проекты ЭХЗ и могут выпускаться диаметром 150; 200; 250 и 360 мм и условной длиной 4350 мм.

Основные отличия:

- ЭРРА-1 – электрод с наружным и внутренним слоями из электропроводного эластомера, разделенными медной сеткой и одним кабельным выводом;
- ЭРРА-2 – тоже, с двумя кабельными выводами;
- ЭРРА-3 – то же, с внутренним слоем из электропроводного эластомера.

Основные технические характеристики:

Наименование показателя	ЭРРА-1, ЭРРА-2, ЭРРА-3
Наружный диаметр электрода, мм	по проекту
Внутренний диаметр электрода, мм	по проекту
Длина рабочей зоны электрода, мм	по проекту
Количество кабельных выводов, шт	по проекту
Удельное объемное сопротивление резины рабочего слоя, Ом×м, не более	1,0
Удельное объемное сопротивление диэлектрического слоя, Ом×м, не менее	10¹²
Срок службы в номинальном токовом режиме, лет, не менее	15
Гарантийный срок хранения	12 мес. с даты выпуска