ar-net.ru
1 - медный или стальной токопровод; 2 – рабочая оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 0,5-5,0 Ом* м.
Рис.И.1. Принципиальная конструкция монослойного протяженного электрода.
1 - медный или стальной токопровод; 2 – токозадающая оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 0,5-3000 Ом*м; 3 – рабочая оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 0,5-5,0 Ом*м.
Рис.И.2. Принципиальная конструкция многослойного протяженного электрода.
1 - медный или стальной токопровод; 2 – токозадающая оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 0,5-3000 Ом*м; 3 – коксовая оболочка; 4 – чехол из углеродного материала, покрытого электропроводным эластомером.
Рис.И.3. Принципиальная конструкция многослойного протяженного электрода.
И.1.12 Совокупность конструктивных и связанных с ними иных технических требований к протяженным электродам разного типа, реализованных индустриально, приведена в таблице 1.
Таблица 1
| № п/п | Требуемые технические характеристики | Тип и конструкция электрода | |||
монослойные электроды общего типа | многослойные электроды общего типа | монослойные электроды универсального типа | многослойные электроды универсального типа | ||
| 1. | Число рабочих оболочек | 1 | 2 | 1(2) | 2 |
| 2. | Сечениетокопровода, мм2 | не менее 25-50 мм2 (по меди) или не менее 65 мм2 (по стали латунированной) | |||
| 3. | Внешний диаметр, мм | 25+2; 36+2; 70+4 | 38+2 | 50+3 | 40+3 |
| 4. | Номинальная строительная длина, м | 600-1200; 50- 300 | 600-1200 | 50-900 | мах 200 |
| 5. | Масса, кг/м, не менее | 0,95; 1,35; 5,20 | 1,50 | 2,50 | 1.50 |
| 6. | Эластичность, %, не менее | 20,0 | |||
| 7. | Продольное сопротивление, Ом/м | 0,5-5,0 | 50-3000/0,5 | 0,5-3000 | |
| 8. | Удельное объемное сопротивление материала, Ом/м | (3,6-7,2)х10?4 (по меди) или не более 4.4*10?3 (по стали) | |||
| 9. | Переходное (поперечное) сопротивление, Ом*м | 0,2-2,0 | 10-600 | 0,2-600 | |
| 10. | Постоянная распространения 1 тока, м? | 10?2- 10?4 | |||
| 11. | Анодная растворимость, кг/А год, не более | 0,3 | |||
| 12. | Номинальная плотность анодного тока, А/м (в коксовой засыпке) | 0,02 (0,05);0,05 (0,1);0,25 (1,0) | 0,05 (0,1) | 0,25 | 0,1 |
| 13. | Срок службы в номинальном режиме, лет | Не менее 15 | |||
И.2 Требования к материалам
И.2.1 В качестве основного малорастворимого токопроводящего материала протяженных электродов должен использоваться экологически чистый структурный, например эластомерный с углеродным наполнителем, или монолитный, например, оксид титана, проводник первого рода, естественным образом совместимый с электролитической средой, являющейся проводником второго рода.
И.2.2 Материал для токопроводящего сердечника имеет приоритет выбора по удельному сопротивлению, гибкости и механической прочности (на растяжение). В практической реализации совокупности указанных свойств преобладает использование рафинированной меди и латунированной стали.
И.2.3 Основной малорастворимый токопроводящий материал протяженных электродов должен быть практически инертен по отношению к окружающей среде и устойчив по основным характеристикам работоспособности к ее потенциальным воздействиям: температурному влиянию, коррозионному влиянию и структурно-механическому влиянию.
И.2.4 Устойчиво стабильными материалами для малорастворимой токопроводящей основы протяженных электродов могут служить материалы, электрической сопротивление и эластичность которых при щелочно-кислотном воздействии и масло- бензо-керосиновом влиянии изменяется в пределах не более 10%.
И.3 Требования к работоспособности.
И.3.1 Эксплуатационные электрические характеристики протяженных электродов должны сохраняться в условиях воздействия окружающей среды при:
- температуре от минус 50° С до плюс 40° С;
- изменении показателя pH электролитической среды в диапазоне от 3 до 11 единиц;
- повышения содержания солей в электролитической среде до уровня 4г/кг среды.
И.4. Схемы размещения протяженных анодных заземлений при ЭХЗ трубопровода тепловых сетей.
1 – электроды АЗ; 2 – вспомогательные электроды; 3 – трубопровод; 4 – распределительный кабель; 5 – КИП у станции катодной защиты (СКЗ); 6 – электроперемычка; 7 – СКЗ (преобразователь); 8 – КИП; 9 – уровень затопления канала; 10 – диэлектрические опоры; 11 – электроперемычка между электродами АЗ
Рис.И.4. Принципиальная схема размещения протяженного анодного заземления при ЭХЗ трубопровода в тепловом канале.
Рис.И.5. Принципиальная схема размещения протяженного анодного заземления при ЭХЗ трубопровода бесканальной прокладки.
Требования к железокремнистым анодам (ферросилидам) И.4 Требования к конструкции.
И.4.1 Анодный заземлитель представляет собой электрод, выполненный из коррозионностойкого железокремнистого сплава (ферросилида) и снабженный питающим кабелем. Электроды заземлителя имеют стержневую форму и представляют собой отливку круглого сечения. Диаметр одного электрода, как правило, принимается равным 50-75 мм, длина электрода до 1500 мм. Количество анодных заземлителей в заземлении, расстояние между ними, способ расположения анодов определяются проектом катодной защиты.
И.4.2 Крепление токоввода внутри анода, заключается в заливке провода (кабеля), предварительно установленного в отверстии на торце анода, легкоплавким сплавом с последующей герметизацией отверстия и изоляцией узла присоединения. Также применяются термоусадочные муфты.
И.4.3 Ферросилидовые аноды не поддаются сварке, поэтому там, где по требованиям эксплуатации необходимы аноды длиной более 1500 мм, прибегают к соединению анодов встык. Пример подобного соединения показан на рис. И6.
1,2 — железокремнистые электроды; 3, 4 — глухие отверстия; 5 — стальная шпилька; 6 — стальные вкладыши; 7 — свинец; 8 — фторопластовая прокладка; 9 — эпоксидная смола ЭД-16; 10 — липкая лента.
Рис. И.6. Герметизация и изоляция электродов встык.
И.5 Требования к работоспособности.
И.5.1 Основные характеристики железокремнистых анодов:
- максимальный рабочий ток на 1 электрод - не более 5 А;
- средний ресурс Ампер/лет – от 30-ти до 70-ти;
- масса заземлителей – от 10 до 35 кг;
- анодная растворимость сплава в зависимости от среды и плотности тока – от 0,1 до 0,5 кг/А в год.
И.5.2 Специфические свойства ферросилидового литья — низкая механическая прочность и высокая хрупкость обусловливают определенные требования к их транспортировке. При погрузочных работах и монтаже необходимо очень осторожное обращение с анодами, нельзя бросать их и допускать резких ударов. Транспортировку анодов рекомендуется осуществлять в упакованном виде.
И.6 Схемы размещения железокремнистых анодов при ЭХЗ трубопровода тепловых сетей бесканальной прокладки (схемы канальной прокладки см. приложение Н настоящего стандарта).
1 — железокремнистый электрод; 2 — коксовая мелочь; 3 — контактное устройство; 4 — кабель;
5 — соединительный фитинг.
Рис. И.7. Поверхностное анодное заземление с горизонтальным размещением же- лезокремнистых электродов.
1 — коксовая мелочь; 2 — изоляционное соединение встык; 3 — железо-кремнистый электрод; 4 — токоввод с кабельным выводом- 5 — контактное устройство; 5 —кабель АВРГ 1X10 (ГОСТ 433—58); 7— соединительный фитинг; 8 —буровая скважина. Рис. И.8.Поверхностное анодное заземление с вертикальным размещением железокремнистых электродов.
Приложение К (рекомендуемое) Расчет параметров ЭХЗ одиночного трубопровода бесканальной прокладки
К.1 Расчет электрических характеристик трубопровода бесканальной прокладки Исходные данные для расчета:
D – наружный диаметр трубопровода, мм,– среднее значение толщины стенки трубопровода, мм;
Rиз –сопротивление изоляции, Ом·м ;
Г – удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м;