Анодное заземление – виды, принцип работы, проектирование и установка

виды, принцип работы, проектирование и установка

Анодное заземление — главный компонент установки катодной защиты и состоит из анодных электродов, размещенных в электролитической коррозионной среде. Заземление этого типа используется для защиты подземных металлических коммуникаций от коррозийных процессов.

Принципы работы анодных заземлителей

Примерно в середине XX века ученые осознали, что преодолеть развитие коррозии расположенных под землей металлических конструкций за счет одних только защитных покрытий не представляется возможным. По причине неоднородной структуры, высокой влажности и кислотности грунта на поверхности металла возникают участки с противоположными электродными потенциалами. В результате возникают гальванические коррозионные образования.

Коррозионное разрушение металла дополнительно провоцируется воздействием блуждающих токов. Такие токи время от времени появляются в почве, на поверхности которой проходит электрический транспорт, расположены электроподстанции, сотовые вышки и т. п.

Чтобы избежать коррозионных процессов, используются установки катодной защиты. Объект оказывается в условиях отрицательной поляризации, где выступает в качестве катода. Роль анода отдается специальному заземлительному устройству.

Находясь в электролитной среде, разные виды металлы имеют отличные друг от друга электродные потенциалы. Если в стальном трубопроводе запустить минус от постоянного источника электричества, а рядом с трубой установить электрод из цинка, алюминия или магния с подведенным к нему плюсом, цветной металл выступит в качестве анода. Электролизная реакция на поверхности металла запускает восстановительные процессы, ржавление становится менее интенсивным, а анод подвергается разрушению. Такие аноды называют жертвенными электродами.

По указанной схеме защищаются всевозможные металлические конструкции, находящиеся под землей, в том числе емкости, колонны, трубопроводы. Для организации эффективной защиты важно не только правильно подобрать анодный заземлитель, но и безошибочно выполнить монтажные работы.

В условиях плотной застройки в городах анодный заземлитель часто невозможно разместить по горизонтали. Существует вероятность его отрицательного воздействия на окружающие объекты. В связи с этим американские ученые выдвинули предложение возможности установки заземляющих устройств на большой глубине в вертикальном положении. Первое воплощение идеи увидело свет в 1952 году в США. Анодный заземлитель был установлен на глубину 90 метров.

В дальнейшем на практике было доказано, что глубинные заземлители подходят не только для городов, но и для использования на участках, где верхние пласты почвы отличаются повышенным удельным сопротивлением. Удаляясь от поверхности, сопротивление должно сокращаться. Неприменима технология глубинного заземления только для скальных пород и заболоченной местности.

к содержанию ↑

Виды анодных заземлителей

Катодная защита объектов, изготовленных из металла, осуществляется не только глубинными, но и поверхностными заземлительными устройствами. Поверхностный анодный заземлитель находится на одном уровне с защищаемой конструкцией. Такие заземлители характерны компактностью и ограниченным радиусом действия. Поверхностная система — электрод, произведенный из цинкового или магниевого сплава, соединенный кабель с источником электропитания.

Чтобы получить более дешевую конструкцию и не потерять в качестве, современные устройства производятся из железокремниевого материала, отличающегося стойкостью к ржавлению. Поверхностные заземлительные системы чаще всего выглядят как стержень с круглой отливкой и заизолированными участками соединения контактного проводника с заземлителем.

 

Обратите внимание! Количество анодных заземляющих устройств определяется специалистом на основе анализа многочисленных факторов окружающей среды.

Стержни соединяют с магистралью с помощью термитного сварочного процесса или особыми зажимами. Срок службы поверхностного заземлителя достигает 35 лет, если его корпус присыпан смесью кокса и других минеральных веществ. Такая смесь замедляет процессы распада анода в грунте.

Глубинные заземлители используются с той же целью, что и поверхностные устройства. Однако монтаж и конструкция глубинных систем существенно отличаются. Глубинные аноды стоят значительно дороже, а потому их использование оправдано только в случае невозможности монтажа поверхностной системы.

Глубинные системы отличаются большой массой из-за дополнительного элемента — коксо-минеральной смеси, наносимой на анодный заземлитель. Глубина заземления достигает 40 и более метров. Это еще одна причина дороговизны монтажных работ: необходимо механизированное бурение с помощью буровых установок.

Несмотря на большую стоимость, заземление глубинного типа значительно эффективнее поверхностного, когда речь идет о защите больших территорий. В условиях плотной городской застройки часто проще установить один заземлитель глубокого заложения, чем создавать множество поверхностных систем. Еще один довод в пользу глубокого заземления — меньшие расходы на электроэнергию, что обеспечивается значительным радиусом действия системы.

Обратите внимание! Сопротивление в анодном заземляющем устройстве не зависит от сезона. Электрод расположен на глубине, где исключено промерзания грунта. Стабильное сопротивление — веский аргумент для использования именно этой методики.

Глубинные заземлительные контуры характеризуются менее длительным сроком эксплуатации в сравнении с поверхностными. Объясняется это большим давлением почвы на конструкцию. В среднем система глубокого заложения функционирует в течение трех десятилетий.

к содержанию ↑

Особенности проектирования и установки

Проектирование и монтаж глубинного заземляющего устройства осуществляются в соответствии с определенными правилами:

1. Электроды, входящие в гирлянду, устанавливают исключительно ниже уровня промерзания почвы. Особенно четко это условие следует соблюдать в регионах с многолетними мерзлыми грунтами.
2. При превышении силы тока на катодной станции 25 Ампер понадобится установка на гирлянду перфорированной трубки для удаления газов, выделившихся в процессе работы оборудования. В противном случае газовая оболочка, возникающая возле анода, увеличивает сопротивление и сокращает радиус действия системы.
3. Чтобы продлить срок службы электродов, скважину засыпают не землей, а коксовой крошкой.

к содержанию ↑

Популярные модели анодного заземления

На рынке есть множество моделей, предназначенных как для поверхностной установки, так и для глубинной. Техника поставляется в комплекте, содержащем от 10 до 20 заземлителей и один источник электропитания.

Среди поверхностных заземлителей отечественного производства стоит выделить такие модели:

1. «Менделеевец-ММ». Поверхностная модель, эффективно предотвращающая деструктивные процессы в подземных конструкциях. Заземлитель используют для защиты нефтегазовых объектов, но и могут задействовать и для охраны любых других металлических коммуникаций, расположенных в грунте. Интенсивность растворения электрода — 300 граммов в год. Исходя из массы электрода — 43 килограмма, — его хватит более чем на столетие.
2. «Менделеевец-МТП». Магниевый анодный заземлитель поверхностного типа, используемый для предотвращения коррозии на магистральных трубопроводах. Характеристики модификации позволяют работать в условиях особенно агрессивных сред. Например, «Менделеевец-МТП» часто используют для защиты портовых сооружений. В комплектацию устройства входит станция, поставляющая электропитание.

Распространенные глубинные модели:

1. «ГАЗ-М». Рассчитано на защиту глубоко установленных конструкций всех типов. Работает с током 10 Ампер.
2. «Менделеевец-МРКГ». Устройство малорастворимого типа, предназначенное для работы в почвах с повышенным уровнем удельного сопротивления. В комплектацию входит до 24 заземлителей.

Обе модели глубинного оборудования рассчитаны на тридцатилетний срок службы при условии соблюдения правил установки.

Анодное заземление: виды, принцип работы, проектирование и установка

220.guru

Глубинное анодное заземление, его сопротивление и расчет

Для обеспечения защиты подземных коммуникаций от коррозии, применяются анодные заземлители. Данный способ электрохимического предотвращения процесса окисления металла, позволяет эксплуатировать различные коммуникации и объекты под землей.

Устройство

Работают анодные заземлители следующим образом. Находясь в электролите различные металлы, имеют отличные электродные потенциалы. Поэтому если по трубопроводу пустить «-» от постоянного источника электроэнергии, а в непосредственной близости от трубы разместить электрод, состоящий из магния алюминия или цинка, к которому будет подведён «+», то данные металлы по отношению к обычной стали в электролите будут выполнять функцию анода.

Этот элемент, в данной электрохимической системе, будут саморазрушаться в почве, тем самым предохраняя катод, то есть трубу газопровода или другой коммуникации, от воздействия коррозии.

Подобным образом могут быть защищены от разрушения, подземные металлические ёмкости, и другие объекты, которые изготовлены из материала подверженного коррозии. Для того чтобы была обеспечена защита подземных металлических объектов на должном уровне, необходимо не только выбрать качественный анодный заземлитель, но и правильно осуществить монтажные работы.

Виды анодных заземлителей

Для обеспечения катодной защиты металлических объектов применяются 2 основных вида анодных заземлителей: поверхностный и глубинный.

Поверхностный заземлитель располагается, примерно, на одной глубине с защищаемым объектом, имеет небольшие размеры и радиус действия. Поверхностный заземлитель представляет собой электрод, который состоит из магниевого или цинкового сплава и имеет кабель для присоединения к питающей станции.

Для удешевления данной конструкции без потери качества, современные модели изготавливаются из специального железокремниевого сплава устойчивого к коррозии. Практически все поверхностные заземлители имеют стержневую форму с круглой отливкой и надёжно изолированными местами присоединения контактного провода к заземлителю. Количество стержней анодной защиты, должно быть рассчитано специалистом.

Каждый стержень присоединяется к магистральной линии с помощью термитной сварки или специальных зажимов. Чтобы заземлитель прослужил не менее 35 лет, его следует присыпать коксо-минеральным составом, который способствует уменьшению процесса распадения анода в почве.

Глубинный анодный заземлитель выполняет такие же функции, как и поверхностные модели устройства, но монтаж и устройство этого прибора, имеют существенные отличия. Глубинное анодное заземление устанавливается только в том случае, когда монтаж поверхностных приборов невозможен. Глубина установки приборов может составлять до 40 метров.

Масса прибора, также значительно повышается за счёт дополнительной нагрузки из коксо-минерального вещества, которым покрывается данный прибор. Затраты на установку анодного заземления этого типа, увеличиваются за счёт применения механизированного бурения. При невозможности осуществить бурение с помощью самоходных машин, монтаж глубинного заземления может быть осуществлён с применением переносных буровых установок.

Несмотря на значительно более сложный процесс установки подобного оборудования, электрод анодного заземления этот типа, способен защитить металлические объекты, находящиеся в почве на значительном расстоянии. Особенно эффективен данный метод анодного заземления в условиях города, когда многочисленные монтажные работы по установке поверхностных заземлителей, очень затруднительны или невозможны.

Данные устройства позволяют значительно сократить расходы на электроэнергию, по причине большего радиуса действия прибора, при этом, эффект экранирования значительно снижается за счёт меньшей плотности устанавливаемых объектов анодной защиты. Сопротивление анодного заземления этого типа, не зависит от времени года. Электрод находится на глубине исключающей промерзания грунта, что также является неоспоримым преимуществом данного метода.

Стоимость таких изделий значительно превышает аналогичные поверхностные устройства, при этом срок эксплуатации электронных глубинных заземлителей, по причине воздействия большего давления почвы немного ниже, чем у поверхностных приборов, и составляет около 30 лет.

Лучшие модели анодного заземления

В настоящее время на рынке представлено большое количество различных моделей анодного заземления, как для поверхностного размещения, так и для установки на значительной глубине. В каждом конкретном случае монтажа этого оборудования, количество необходимых элементов должно быть правильно рассчитано и отображено в плане.

Немаловажным условием эффективности защиты, является выбор качественного устройства и надёжной питающей станции. Как правило, такие устройства реализуются в комплекте, состоящем из 10 — 20 заземлителей и одного источника питания. Из поверхностных заземлителей наиболее часто для защиты подземных металлических объектов используется следующие модели:

• «Менделеевец»–ММ — данный вид поверхностного заземлителя позволяет осуществлять эффективно предотвращать разрушение подземных коммуникаций. «Менделеевец»–ММ применяется преимущественно в сфере нефтегазовых коммуникаций, но может быть использован и для других подземных объектов, которые могут подвергаться коррозии. Скорость анодного растворения электрода составляет 300 г/год, поэтому при массе в 43 кг, защита может эффективно использоваться не менее 100 лет.
• «Менделеевец»–МТП — магнетитовый поверхностный заземлитель предназначенный для защиты магистральных трубопроводов. Особенностью этой модели, является возможность установки электродов для защиты портовых сооружений. Установленные заземлители отлично справляются с предохранением металлических сооружений, от возникновения коррозионных процессов в высокоагрессивной среде. «Менделеевец»–МТП отличнозагерметизирован в месте подключения питающего провода. Питание осуществляется рабочей электрической станцией, которая входит в комплект данного защитного устройства.

Среди глубинных моделей наибольшее распространение получили следующие приборы:

• «ГАЗ-М» — глубинный заземлитель отличного качества. Данный прибор отлично справляется с задачей предохранения подземных металлических объектов, в том случае, когда установка более дешёвого варианта поверхностной защиты невозможна. Рабочий ресурс заземлителя составляет не менее 30 лет, а максимальныйрабочий ток — 10 А.
• «Менделеевец»-МРКГ — малорастворимый глубинный заземлитель, который используется преимущественно в грунте с высоким удельным сопротивлением.

Данное устройство может быть размещено в одной скважине, в количестве до 24 шт. что позволяет защитить подземные объекты максимально эффективно.

Минимальный эксплуатационный срок, данного устройства составляет не менее 30 лет, при условии что монтаж анодного заземлителя был произведён по всем правилам.

evosnab.ru

Виды анодных заземлителей

Дата: 04.07.2017

Что такое анодные заземлители?

Анодные заземлители — это рабочие электроды, используемые для обеспечения антикоррозионной защиты подземных сооружений. Благодаря этому способу электрохимзащиты металла от окисления возможна эксплуатация различных металлических объектов под землей.

Устройство

Металлы, расположенные в электролите, характеризуются разными электродными потенциалами. Поэтому они могут выполнять по отношению к обычной стали функцию анода. Происходит это следующим образом: по трубопроводу пускают «минус» от постоянного источника электричества, а рядом с трубой устанавливают электрод, который состоит из цинка, алюминия или магния. К последнему подводят «плюс», так что он превращается в анод. В результате анод саморазрушается в почве, принимая на себя губительное воздействие коррозии и отводя его от катода, т. е. газопроводной трубы, других коммуникаций или емкостей.

Виды

Чтобы обеспечить катодную защиту объектов из металла, используют анодное заземление на основе следующих видов заземлителей:

• поверхностных;
• глубинных.

Поверхностные

Данный заземлитель устанавливают на одной глубине с защищаемым сооружением. Он отличается компактными габаритами и небольшим радиусом действия. Представляет собой электрод, состоящий из магниевого или цинкового сплава, с кабелем для подключения к питающей станции. Современные модели изготавливаются из железокремниевого сплава, что удешевляет конструкцию без ущерба качеству.

Устройства для такого заземления выполняются в форме стержней с круглой отливкой и изолированными участками присоединения контактного кабеля. Каждый стержень подсоединяют к магистральной линии посредством термитной сварки или с помощью зажимов.

Глубинные

Эти заземлители решают те же задачи, что поверхностные аналоги, но отличаются особенностями монтажа и строения. Глубина установки их может доходить до 40 м.

Подобные приборы покрываются коксо-минеральным веществом, что значительно увеличивает их массу. Повышаются и затраты на их установку за счет необходимости использования механизированного бурения. Если бурение самоходными машинами невозможно, монтаж осуществляют с использованием переносных буровых установок.

Несмотря на сложный процесс монтажа данное оборудование отличается эффективностью: с его помощью защищают металлоконструкции, расположенные в почве на значительном расстоянии. Этот метод особо актуален в условиях города, где многочисленные работы по установке поверхностного заземления затруднены или невозможны.

Глубинные устройства дают возможность сократить расходы на электричество благодаря большому радиусу действия. Их сопротивление не зависит от времени года. К тому же электроды находятся на такой глубине, где промерзание грунта исключено. Стоимость такого заземления выше, чем с устройствами предыдущего типа, а срок эксплуатации немного меньше и составляет в среднем 30 лет.

Лучшие модели анодного заземления

На рынке представлено множество различных моделей анодных заземлителей для размещения на поверхности или на значительной глубине. От качества устройств зависит эффективность электрохимической защиты. Изделия обычно реализуются в комплекте, включающем 10-20 заземлителей и 1 источник питания.

Наиболее востребованными среди современных заземлителей считаются следующие:

Электрод под названием «Менделеевец»-ММ позволяет предотвратить разрушение коммуникаций, расположенных под землей. Он используется в основном в сфере нефтегазовых коммуникаций, а также подходит для защиты других подземных объектов. Скорость анодного растворения этого электрода составляет 300 г в год, благодаря чему при массе в 43 кг устройство эффективно используется на протяжении 100 лет и более.

«ГАЗ-М» устанавливается на глубине и прекрасно справляется с задачей предохранения металлоконструкций от воздействия коррозии. Используется в тех случаях, когда монтаж более дешевого поверхностного аналога невозможен. Максимальный рабочий ток электрода составляет 10 А. Срок службы — от 30 лет.

pss.ru

Анодные заземлители: материалы, свойства и использование при электрохимической защите

Катодная электрохимическая защита — эффективный способ антикоррозионной борьбы на нефтегазопромысловых объектах. Надежность таких установок обеспечивается особенностями конструкции и материалом изготовления анодов. Так как анодные заземлители (АЗ) невозможно осмотреть и отремонтировать, они должны отличаться высокой прочностью. Организовать беспрерывное функционирование систем катодной защиты способны только АЗ, имеющие особые характеристики, основные из которых:

• высокая электрохимическая устойчивость при анодной поляризации;
• высокая электропроводность;
• химическая стойкость к воздействию продуктов электролиза среды;
• сочетание достаточной прочности и пластичности;
• качество продукции;
• технологичность производства.

Анодное заземление используется для введения тока в грунт при обеспечении защиты от коррозии трубопровода, проложенного под землей. На анодном заземлении протекают 2 вида реакций: образование кислорода из воды грунтового электролита — 2Н2О → О2 + 4е- + 4Н+, а также растворение анодного материала — Me → Меn+ + nе-. В зависимости от вклада второй реакции в процесс преобразования тока из электронного в ионный материалы АЗ делятся на несколько типов:

• растворимые;
• нерастворимые;
• малорастворимые.

Эксплуатационные характеристики материалов анодных заземлителей влияют на сферу использования. АЗ могут быть выполнены из металла, графита или другого материала, проводящего ток. Нередко для удешевления конечных изделий в качестве материалов для анодов, предназначенных для установок катодной защиты, выбирают стальной лом. Рассмотрим, в чем отличия средств противокоррозионной защиты из различных материалов и какому варианту отдать предпочтение при выборе.

Виды материалов для анодных заземлителей

Железо

Сплавы на основе железа относятся к растворимым материалам для АЗ. Анодное растворение железа проходит на скорости около 10 кг/(А • год). Такая высокая скорость растворения анодов — существенный минус, который не позволяет широко использовать сплавы на основе железа для системы катодной защиты. Кроме того, растворимые материалы имеют немало других отрицательных факторов. Например, при применении подобных АЗ грунтовые воды сильно загрязняются ионами железа. А из-за неэлектропроводности продуктов растворения такие аноды быстро выходят из строя.

Графит

Графит относится к малорастворимым материалам. Анодные заземлители из графита имеют более продолжительный срок службы. Однако среди других малорастворимых материалов (графитсодержащих, ферросилида и магнетита) графит имеет наибольшую скорость анодного растворения — до 1 кг/(А • год). Графитовые аноды используются в электрохимической промышленности с давних пор и нашли применение в системах катодной защиты. Графит — стабильная модификация углерода, под действием электрохимического процесса он превращается в двуокись углерода. В том случае, если весь накладываемый на графитовый анод ток при катодной защите будет образовывать углекислый газ, такой анод начнет разрушаться со скоростью 1 кг/(А • год). Одна из причин, почему графит разрушается, заключается в выделении кислорода на его поверхности. Но при высокой концентрации хлора в грунтовых электролитах процесс разрушения графита под воздействием кислорода замедляется, поскольку хлор выделяется намного быстрее кислорода. Поэтому графитовые АЗ демонстрируют хорошие показатели в морской воде и прочих средах, содержащих хлор. Материалы, содержащие графит, также имеют ряд недостатков:

• высокое продольное сопротивление графита;
• отсутствие стойкости к влажности грунта;
• подверженность так называемому холодному горению;
• невысокая рабочая плотность тока.

Оценить скорость анодного растворения подобных материалов сложно из-за наличия в них неэлектродных связующих. С учетом добавленных связующих материалы подразделяют на 2 типа: жесткие — графитопласты, гибкие — графитонаполненная резина или полимеры.

Полимеры

Чтобы получить композицию полимерного электрода, производят пластификацию каучукоосновного связующего, а также вводят в смесь пластификатор и наполнитель, содержащий углерод. Полимерные аноды привлекательны с точки зрения стоимости, но имеют ряд существенных недостатков. Главный минус такой композиции в том, что электроды на основе подобных полимеров характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкими показателями максимально допустимого анодного тока. При повышении анодного тока электрод разогревается и на границе раздела фаз токоввод-полимерная электропроводная композиция образуется высокоомная оксидная пленка. В результате работа заземлителя полностью блокируется. Контактный узел электрода на основе полимеров по причине особенностей технологии производства невозможно выполнить при экструзии. Узел устанавливают в электрод, когда последний уже готов. Отсюда и недостатки:

• невысокая механическая надежность;
• увеличенное переходное сопротивление контактного узла.

Из-за таких недостатков заземлитель быстро выходит из строя. Вдобавок в процессе растворения полимерный анод оказывает отрицательное влияние на экологию: графит вырабатывается, а в почве остается чистый пластик, не разрушающийся веками.

Ферросилид

Ферросилид — сплав железа с кремнием. Для анодов его используют при обычных плотностях тока с малыми потерями металла. Потери ферросилида варьируются в диапазоне 0,08-0,5 кг/(А • год). Устойчивость этого сплава против электрохимического разрушения объясняется тем, что на его поверхности образуется проводящая, сцепляющаяся пленка диоксида кремния. Пленка образуется в результате соединения ионов кремния с кислородом. Со временем она покрывает всю поверхность АЗ и не дает ионам железа выйти, за счет чего препятствует растворению анода. Поскольку процессы, протекающие на анодном заземлении, осуществляются с участием электронов, скорость их протекания зависит от величины стекающего, т.е. защитного тока. Железокремнистые анодные заземлители в условиях преимущественного выделения кислорода на аноде работают лучше, чем графитовые. Применение ферросилида в разных грунтах продемонстрировало его высокую эффективность как материала изготовления точечных заземлителей: как поверхностных, так и глубинных.

Магнетит

Магнетит — перспективный материал для изготовления анодных заземлителей. Представляет собой сплав на основе оксидов железа. Магнетитовые изделия производят путем отливок при высокой температуре с использованием специальных добавок. Литой электрод получается гладким, плотным и твердым, напоминая стекло. Скорость растворения магнетита — 0,02 кг/(А•год). Анодное растворение магнетита проходит по такому же принципу, как у ферросилида, но есть несколько отличий. Магнетит обладает большей допустимостью плотности тока, поэтому подходит для широкого применения в различных грунтах и морской воде. Но у него как у материала для анодных заземлителей есть существенные недостатки: сложный технологический процесс и высокая стоимость конечных изделий.

Платина и платинированные металлы

Современный опыт катодной защиты включает использование в качестве материала анодных заземлителей платинированного титана. Такие аноды имеют трубчатую форму и сердечник из меди. Их диаметр составляет от 3 до 25,6 мм. Изделия покрыты платиновым слоем толщиной 20 мкм. У платинированного титана как анода есть не только преимущества, но и недостатки: хрупкость, ломкость, высокая цена. Скорость растворения металла находится на уровне 0,08-0,15 кг/(А•год). Аноды на основе покрытого платиной тантала целесообразно применять в условиях высокого рабочего напряжения в системах катодной з ащиты, в которых возможна авторегулировка потенциала. Поскольку пластина отличается высокой химической стойкостью, платинированные аноды допустимо использовать при плотности анодного тока в пределах 2000-3000 А/м2. Что касается применения чистой платины, то такая возможность ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью металла. По этим причинам платину используют только в двух видах: как тонкослойное покрытие на подложке из подверженных пассивации металлов тантала, титана, ниобия или в виде сетки (проволоки), укрепленной в диэлектрической основе. В процессе продолжительных испытаний при плотностях тока в пределах 4,4-40 А/м2 сплавов титана и никеля для анодов в системах катодной защиты было выявлено, что расход материала составляет 1-10 г/(А • год). Такие результаты были бы впечатляющими, не будь процесса образования питтингов. Если на поверхности анода выделяется кислород или хлор, скорость саморастворения анода возрастает из-за подкисления слоя при электроде пропорционально плотности тока. С учетом этого литые аноды из титана с никелем нельзя признать надежными в плане обеспечения работы катодной защиты.

Вывод

Проектируя системы электрохимзащиты, нужно учитывать все плюсы и минусы материалов заземлителей. Лишь правильное понимание протекающих на АЗ процессов позволяет проектировщикам ЭХЗ грамотно подобрать анодный заземлитель в соответствии со свойствами материала и среды, в которой он будет работать в дальнейшем, а также дать верный прогноз по поводу периода эксплуатации.

moscow.ehz.center

Глубинный анодный заземлитель: особенности, применение

Ещё в первой половине XX века выяснилось, что практически невозможно победить коррозию трубопроводов, металлических свайных фундаментов и других, заглублённых в землю металлоконструкций одним лишь нанесением защитного покрытия. Из-за неоднородности структуры, влажности, кислотности грунта на поверхности трубопровода появляются области с противоположным электродным потенциалом, что приводит к возникновению гальванических коррозионных элементов.

Электрокоррозионное разрушение металла усиливается под действием блуждающих токов, неизбежно возникающих в грунте, по поверхности которого перемещается электротранспорт.

История создания глубинных анодных заземлителей

Для предотвращения коррозии металла применяются УКЗ – установки катодной защиты. Защищаемый объект отрицательно поляризуется, ему отводится роль катода, в качестве анода используется специальный заземлитель. В результате электролиза на поверхности объекта происходят восстановительные процессы, коррозия значительно замедляется, а анод постепенно разрушается (поэтому его называют жертвенным электродом).

Но в условиях плотной городской застройки сложно разместить анодный заземлитель горизонтально. К тому же, при таком его расположении возникает опасность негативного влияния на другие объекты. Поэтому американский учёный Роберт Кун предложил устанавливать заземлители на большой глубине и вертикально. Впервые идея была реализована в 1952 году в Новом Орлеане, где анод опустили в скважину глубиной 90 м.

Позднее выяснилось, что глубинный анодный заземлитель – оптимальный вариант не только для городов, но и в тех случаях, когда верхние пласты грунта характеризуются высоким удельным сопротивлением, а по мере удаления от поверхности оно уменьшается. Эта технология не подходит лишь для скальных пород и заболоченных участков.

Конструкция изделий

Глубинными называются те заземлители, которые устанавливаются вертикально в скважину глубиной более 15 м. Такое оборудование должно поддерживать уровень сопротивления растеканию анодного тока не выше 4 Ом.

Первые из заземляющих анодов представляли собой цельные чугунные трубы или старые рельсы. Однако обычный металл разрушается очень быстро, а для того, чтобы стоимость бурения и оборудования скважины окупалась, анод должен прослужить как можно дольше. Поэтому учёные постоянно экспериментируют с материалами и конструкцией заземлителей.

Современный глубинный анодный заземлитель – это гирлянда из электродов, объединённых при помощи кабелей. Длину кабелей рассчитывают при проектировании оборудования.

Для производства электродов используют:

1. Металлосодержащие материалы: титаново-вольфрамовые сплавы, ферросилид, магнетит.
2. Неметаллические материалы: графитированные, графитопласты.

Электроды из конструкционного графита выгодно отличаются от металлосодержащих высокой устойчивостью к действию агрессивных сред. Графит экологически безвреден, удобен в хранении и перевозке. При эксплуатации трубчатые графитовые электроды (ЭГТ) растворяются равномерно и очень медленно.

Чтобы анодное оборудование прослужило дольше, каждый электрод заключают в корпус из оцинкованной стали. Пространство между сердечником и цилиндром засыпают коксовой или графитной крошкой. Наполнитель защищает электрод от разрушения и продлевает срок его службы.

Особенности проектирования и монтажа

При проектировании и монтаже глубинного анодного заземлителя следует придерживаться нескольких правил:

• все электроды в гирлянде должны располагаться ниже уровня промерзания грунта. Особенно важно соблюдать это условие для многолетнемёрзлых грунтов;
• если сила тока катодной станции больше 25 А, необходимо оснастить гирлянду перфорированной трубкой для отвода газов, выделяющихся при эксплуатации оборудования. Газовая оболочка, образующаяся вокруг анода, повышает сопротивление среды и уменьшает радиус действия УЗК;
• электроды прослужат дольше, если скважину заполнить не грунтом, а коксовой крошкой.

Установка катодной защиты с глубинным анодным оборудованием позволяет значительно продлить срок эксплуатации трубопроводов, промплощадок и других важных объектов.

doncarb.com

📌 Анодное заземление — это… 🎓 Что такое Анодное заземление?



Анодное заземление

1. Устройство, состоящее из заземлителей и проводников, соединяющих заземлители друг с другом и с электрическими установками

Употребляется в документе:

Приложение В к ГОСТ Р 50889-96

Сооружения местных телефонных сетей линейные. Термины и определения

Телекоммуникационный словарь. 2013.

• Аналого-цифровой телеметрический преобразователь
• Аномальная погрешность телеметрирования

Смотреть что такое «Анодное заземление» в других словарях:

• анодное заземление — Устройство, состоящее из заземлителей и проводников, соединяющих заземлители друг с другом и с электрическими установками. [ГОСТ Р 50889 96] Тематики телефонные сети Обобщающие термины термины и определения общетехнических понятий, необходимые… …   Справочник технического переводчика

• анодное заземление — 3.1 анодное заземление: Устройство в системе катодной защиты, электрически подключаемое к положительному источнику тока и обеспечивающее стекание защитного тока в землю. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• глубинное анодное заземление — 3.3 глубинное анодное заземление: Анодное заземление, вертикально устанавливаемое в грунт в специально пробуренные скважины, глубина заложения которого превышает 5 м. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• заземление анодное — Устройство, обеспечивающее стекание защитного тока в землю. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Тематики магистральный нефтепроводный транспорт …   Справочник технического переводчика

• заземление — 50 заземление Преднамеренное электрическое соединение какой либо части электроустановки с заземляющим устройством 604 04 01 de Erden en to earth (equipment, an installation or a system), to ground (USA) fr mettre à la terre (un appareil, une… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• заземление анодное — 3.8 заземление анодное: Устройство, обеспечивающее стекание защитного тока катодной защиты в землю и состоящее из одного или нескольких анодных заземлителей. Источник: СП 36.13330.2012: Магистральные трубопроводы …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• протяженное заземление — 3.20 протяженное заземление: Анодное заземление, прокладываемое, как правило, вдоль защищаемого сооружения. Источник: СТО Газпром 2 3.5 047 2006: Инструкция по расчету и проектир …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• глубинное заземление — 3.6 глубинное заземление: Анодное заземление, устанавливаемое в грунт в специально пробуренные скважины, длина которого намного превышает его диаметр. Источник: СТО Газпром 2 3.5 …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• подповерхностное заземление — 3.16 подповерхностное заземление: Анодное заземление, расположенное в грунте на глубине не менее 0,8 м, но ниже уровня промерзания с горизонтальным, вертикальным и комбинированным расположением электродов. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Р Газпром 9.4-006-2009: Инструкция по электрометрическому обследованию подземных технологических трубопроводов компрессорных станций — Терминология Р Газпром 9.4 006 2009: Инструкция по электрометрическому обследованию подземных технологических трубопроводов компрессорных станций: 3.1.1 аварийный режим работы системы ЭХЗ: режим работы системы электрохимической защиты,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

telecom.academic.ru

Заземление анодное — Справочник химика 21

    Выбор конструкции анодного заземления (для УКЗ с распределенным анодным заземлением — эквивалентного анода) обусловливается проходящим через него током, планировочными и геологическими условиями места установки заземления, техническими возможностями строительно-монтажной организации, сроком службы заземления. Анодное заземление может быть подповерхностным и глубинным, сложным и одиночным. Сложное заземление состоит из одиночных электродов — заземлителей, устанавливаемых в грунте вертикально или [c.138]
    Сопротивление растеканию тока с анодного заземления зависит от его конструкции, расчет проводится по специальной методике. [c.127]

    Анодное заземление. Материалы анодов [c.41]

    Схема генератора приведена на рис. .13. Генератор собран по трехточечной схеме с настроенным анодом и одинаково хорошо работает по схеме последовательного и параллельного питания. Последняя схема предпочтительнее, так как в этом случае ротор конденсатора может быть заземлен. Анодный контур может быть настроен на вторую или третью гармонику. Мощность генерируемых колебаний при этом падает до 5 вт при второй гармонике и соответственно становится еще меньшей для последующих гармоник. [c.198]

    В качестве простейшего примера вначале рассматривается сопротивление растеканию тока со сферического анода (анодного заземлителя) в бесконечное пространство. Сопротивление между сферическим анодным заземлителем радиуса г и очень удаленным и очень большим по размерам сопряженным электродом (противоэлектродом) — далекой землей — называется сопротивлением растеканию тока с анодного заземлителя. Преобладающая часть этого сопротивления приходится на грунт, непосредственно окружающий анодный заземлитель. Все сопротивление заземления анодного заземлителя, т. е. сопротивление между [c.446]

    В анодной части корпуса имеются окна для выхода рентгеновских лучей, изготовленные из тонких листков бериллия — материала, лишь незначительно ослабляющего интенсивность излучения. Число окон обычно равно двум или четырем, в зависимости от формы фокусного пятна. Катод трубки опущен в металлический стакан, связанный с анодной частью корпуса. Этот стакан предотвращает накопление электронов на стеклянных стенках трубки при отсутствии стакана отрицательный заряд стенок трубки мог бы достичь большой величины и затруднить или даже вовсе прервать перенос электронов от катода к аноду. Попадая на поверхность металлического стакана, укрепленного на заземленной анодной части трубки, электроны стекают по нему под действием электрического поля. [c.123]

    Анодный заземлитель ЗЖК-41г-КА предназначен для глубинных заземлении. [c.128]

    Конструкция поверхностного анодного заземления [c.130]

    Материал анодного заземления [c.127]

    Поверхностное анодное заземление сооружается из отдельных заземлителей в трех вариантах горизонтальном, вертикальном и комбинированном. [c.130]

    Допускается использовать в качестве временного анодного заземления анодный заземлитель расположенных рядом действующих установок катодной защиты, отключенный от СКЗ. [c.370]

    Анодное заземление опытной катодной установки необходимо устанавливать во влажных грунтах на расстоянии 300—500 м от трубопроводов. В качестве электродов могут быть использованы некондиционные трубы диаметром 25—50 мм и длиной 1,5—2,5 м, которые забивают в землю на глубину 1 —1,5 м на расстоянии 3—5 м друг от друга. Наиболее рационально использование в качестве временного анодного заземления винтовых электродов типа ЭВ-301, представляющих собой металлические стержни диаметром 20 мм и длиной 1850 мм, с одной стороны которых навита по спирали и приварена металлическая лента (шпек) с шагом 40 мм. Длина винтовой части электрода 1000 мм, диаметр 50 мм, масса [c.102]

    К анодному заземлению предъявляется ряд требований  [c.127]

    Р =0,0015// ,, (46) где / — сила тока, определяемая по номограммам рис. 26, А Ra — сопротивление растеканию тока с анодного заземления, Ом, [c.102]

    Рассмотрим принципиальную электрическую схему катодной защиты (рис. 31). Как следует из этой схемы, для наиболее простого случая катодной защиты общее сопротивление цепи мож ю представить как ряд последовательно соединенных отдельных сопротивлений Н1 и Я5 — сопротивления соединительных проводов Я2 — сопротивление растеканию тока с анодного заземления Н1 кг [c.126]

    При катодной защите используются анодные и защитные заземления. Анодное заземление катодной станции, как правило, выполняется из нескольких электрически соединенных между собой электродов или реже из одного протяженного электрода. Сопротивление растеканию анодного заземления является основной характеристикой его работы. Сопротивление растеканию анодного заземления не должно превышать определенной величины, задаваемой проектом. В процессе работы установки катодной защиты по мере растворения электродов анодного заземления сопротивление растеканию увеличивается. Это ведет к изменению режима работы катодной станции. Если сопротивление растеканию анодного заземления превыи1ает допустимое проектом значение, число электродов необходимо увеличить. В противном случае режим работы УКЗ будет существенно отличаться от оптимального, что приведет к непроизводительным затратам тока, или в цепи катодной защиты не будет обеспечена необходимая защитная сила тока. [c.184]

    У — расстояние от трубопровода до анодного заземления а — постоянная распределения потенциалов  [c.63]

    Магниторазрядные насосы НОРД отличаются от насосов НЭМ способностью устойчиво откачивать газы в щироком диапазоне давлений, а также повышенным давлением запуска, что достигнуто за счет охлаждения водой заземленного анодного блока (рис. 27). Максимальное давление, начиная с которого возможен запуск [c.84]

    I — число параллельно соединённых влектродов в анодной заземлении  [c.69]

www.chem21.info