устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара

Формула изобретения

Устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара, содержащее источник защитного тока, подключенный отрицательным полюсом к резервуару, положительным - к аноду, выполненному в виде единого токопроводника с равномерно размещенными на нем контактными соединениями, каждое из которых соединено с источником защитного тока, расположенным в замкнутом полом цилиндрической формы диэлектрическом экране с отверстиями, выполненными по его верхней образующей, причем оба конца диэлектрического экрана размещены в полостях противоположных люков резервуара, а над отверстиями диэлектрического экрана под острым углом к горизонту расположен защитный экран, полость которого сообщена с вытяжной трубой, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит управляемые полые поплавковые клапаны, установленные в направляющих отверстий диэлектрического экрана, сообщенные полостями между собой транзитной гибкой магистралью, на концах которой, выходящих за стенки резервуара, установлены запорные краны, при этом диэлектрический экран установлен параллельно защитному экрану, угол наклона которого к горизонту составляет не менее 3°, имеет открытые концы и образует замкнутую единую, герметичную полость с люками за счет уплотнения сопряжений с ними, внутренние поверхности люков и крышек к ним покрыты диэлектрической изоляцией, в крышках люков установлены патрубки с запорными кранами, сообщающие с наружным пространством единую герметичную полость: верхнюю ее часть - через патрубок в верхней части крышки люка, расположенного выше по уклону диэлектрического экрана, нижнюю ее часть - через патрубок в нижней части крышки противоположного люка, причем транзитная гибкая магистраль подключена к полостям поплавковых клапанов в верхней их части со стороны, обращенной вверх по уклону диэлектрического экрана, а в нижней ее части - с противоположной стороны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам катодной защиты от коррозии металлоконструкций в химической и нефтегазовой промышленности.

Известно устройство для защиты металла днища резервуара от коррозии, включающее равномерно размещенные протекторы в форме диска или усеченной пирамиды, стержней, имеющие электрическое соединение с ним (а.с. №1719463, C 23 F 13/02, 1996 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования и контроля защитного тока протекторов и трудоемкость монтажа и демонтажа их.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара, содержащее источник защитного тока, соединенный с анодом, выполненным в виде единого токопроводника с равномерно по длине размещенными на нем контактными соединениями, сообщенными каждое из них с положительным полюсом источника защитного тока и размещенным в замкнутом перфорированном цилиндрическом диэлектрическом экране, причем отверстия диэлектрического экрана выполнены по его верхней образующей выше зоны расположения анода, отрицательный полюс источника защитного тока соединен с резервуаром, оба конца диэлектрического экрана размещены в полостях противоположных люков резервуара, а над отверстиями диэлектрического экрана под острым углом к горизонту установлен защитный экран, полость которого сообщена с вытяжной трубой.

Недостатками устройства являются:

- необходимость опорожнения всего резервуара для осмотра, очистки и замены анода, что связано с большими организационными и материальными затратами;

- падение эффективности работы анода (в процессе длительной эксплуатации) из-за снижения электрической проводимости между анодом и водой, вызванного накоплением нерастворимых в воде неэлектропроводных продуктов распада анода, обволакивающих его и тем самым создающих сопротивление растеканию защитного тока. Очистку анода можно осуществить только вручную, предварительно опорожнив весь резервуар.

Технической задачей изобретения является снижение трудоемкости процесса монтажа и замены анода, повышение надежности и эффективности работы катодной защиты.

Техническая задача устройства катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара решается тем, что устройство, содержащее источник защитного тока, подключенный отрицательным полюсом к резервуару, положительным - к аноду, выполненному в виде единого токопроводника с равномерно размещенными на нем контактными соединениями, каждое из которых соединено с источником защитного тока, расположенному в замкнутом, полом, цилиндрической формы диэлектрическом экране с отверстиями, выполненными по его верхней образующей, причем оба конца диэлектрического экрана размещены в полостях противоположных люков резервуара, а над отверстиями диэлектрического экрана под острым углом к горизонту расположен защитный экран, полость которого сообщена с вытяжной трубой, согласно изобретению дополнительно включает управляемые полые поплавковые клапаны, установленные в направляющих отверстий диэлектрического экрана, сообщенные полостями между собой транзитной гибкой магистралью, на концах которой, выходящих за стенки резервуара, установлены запорные краны, при этом диэлектрический экран установлен параллельно защитному экрану, угол наклона которого к горизонту составляет не менее 3°, имеет открытые концы и образует единую, замкнутую герметичную полость с люками за счет уплотнения сопряжении с ними, внутренние поверхности люков и крышек к ним покрыты диэлектрической изоляцией, в крышках люков установлены патрубки с запорными кранами, сообщающие с наружным пространством единую герметичную полость: верхнюю ее часть - через патрубок в верхней части крышки люка, расположенного выше по уклону диэлектрического экрана, нижнюю ее часть - через патрубок в нижней части крышки противоположного люка, причем транзитная гибкая магистраль подключена к полостям поплавковых клапанов в верхней их части со стороны, обращенной вверх по уклону диэлектрического экрана, а в нижней ее части - с противоположной стороны.

Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид устройства в разрезе; фиг.2 - фрагмент А общего вида с изображением поплавкового клапана.

Устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара состоит (см. фиг.1) из анода 1, размещенного в замкнутом полом цилиндрической формы диэлектрическом экране 2, установленном под углом не менее 3° к горизонту обоими открытыми концами в полостях люков 3 и 4 резервуара 5 в нижней его части, занимаемой водной фазой 6 содержимого. Сопряжение концов диэлектрического экрана 2 и люков 3, 4 герметично уплотнены. Анод выполнен в виде единого токопроводника с равномерно размещенными на нем контактными соединениями 7, подключенными каждый из них к положительному полюсу источника 8 защитного тока, отрицательный полюс которого подсоединен к резервуару 5.

В крышках 9 и 10 люков 3, 4 установлены патрубки 11 и 12 с запорными кранами 13, 14, сообщающие с наружным пространством замкнутую единую герметичную полость, состоящую из полостей люков 3, 4 и полости диэлектрического экрана 2, причем верхнюю ее часть через патрубок 11, нижнюю - через патрубок 12. В верхней образующей диэлектрического экрана 2 выполнен ряд конических отверстий 15, в направляющих 16 которых установлены управляемые полые поплавковые клапаны 17, сообщенные полостями между собой гибкой транзитной магистралью 18, подключенной к полостям поплавковых клапанов 17 в верхней их части со стороны обращенной вверх по уклону диэлектрического экрана 2 и в нижней их части с противоположной стороны.

Поплавковые клапаны 17 установлены в направляющих 16 с большим зазором, движение и положение поплавковых клапанов 17 задается ползунами 19, сопрягаемыми с пазами 20 в стенках направляющих 16. Концы гибкой транзитной магистрали 18 выведены за стенки резервуара 5 и заканчиваются запорными кранами 21 и 22. Параллельно диэлектрическому экрану 2 над поплавковыми клапанами 17 установлен защитный экран 23 в виде сектора полого цилиндра, с углом 120-160°, эквидистантного диэлектрическому экрану 2. Из полости защитного экрана 23, в верхней ее части, выведена за пределы резервуара 5 вытяжная труба 24.

Устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара работает следующим образом.

При включении источника защитного тока 8 защитный ток через равномерно размещенные контактные соединения 7 поступает на анод 1, равномерно распределяясь по нему, и через открытые отверстия 15 и зазор между направляющей 16 и поплавковым клапаном 17 и водную фазу 6 втекает в резервуар 5 по всей его внутренней поверхности, контактирующей с водной фазой 6, осуществляя катодную защиту ее от коррозионного действия водной фазы 6. Выделяющиеся при разложении анода 1 газы через открытые отверстия 15 в диэлектрическом экране 2 и зазор между направляющей 16 и поплавковым клапаном 17 собираются в полости защитного экрана 23 и через вытяжную трубу 24 выбрасываются за пределы резервуара 5. Продукты разложения анода 1 скапливаются вокруг него, плотно обволакивают его слоем со всех сторон и тем самым создают дополнительное сопротивление растеканию защитного тока в водной фазе 6, снижая эффективность работы катодной защиты.

Необходимо периодически очищать анод 1 от продуктов разложения. В прототипе для этого требуется опорожнять весь резервуар 5. В нашем случае достаточно опорожнить единую герметичную полость, образованную полостью диэлектрического экрана 2 и полостями люков 3, 4. Для этого открываются запорные краны 21 и 22, затем через запорный кран 21 по гибкой транзитной магистрали подают в нижнюю часть полостей управляемых полых поплавковых клапанов 17 воду. Из верхних частей полостей удаляется по гибкой транзитной магистрали 18 через запорный кран 22 воздух. Затем запорные краны 21 и 22 закрываются. Поплавковые клапаны 17 теряют плавучесть и плотно садятся коническим носиком в конические отверстия 15 в верхней образующей диэлектрического экрана 2, герметично и надежно изолируя единую герметичную полость от резервуара 5.

Затем открываются запорные краны 13 и 14 и водная фаза 6 удаляется через запорный кран 13, а воздух взамен жидкости поступает в единую герметичную полость через запорный кран 14.

Очистку анода 1 от продуктов разложения можно производить двумя способами: промывкой моющим раствором (водой) и механически - путем сгребания совком. В первом случае через запорный кран 14 подается моющий раствор (вода), который потоком с достаточной скоростью по наклонному диэлектрическому экрану 2 стекает вниз и удаляется через запорный кран 13 в сборник отходов. По пути поток разрыхляет слой продуктов разложения анода 1 и уносит их с собой. В случае недостаточности разрыхления продуктов разложения анода 1 при однократном воздействии моющего раствора (воды), налаживают многократную рециркуляцию потока. Угол наклона диэлектрического экрана 2 выбран не менее 3° к горизонту с целью обеспечения достаточной скорости потока моющего раствора (вода).

Во втором случае снимаются крышки 9 и 10 с люков 3, 4, анод 1 вытягивают наружу и чистят, а совками освобождают полость диэлектрического экрана 2 от продуктов разложения анода 1. Подобным же образом производят демонтаж износившегося анода 1 и монтаж нового. После завершения всех работ крышки 9, 10, если они снимались, ставят на место, через запорный кран 13 заполняют водой единую герметичную полость, выпуская воздух через запорный кран 14, после заполнения водой запорные краны 13, 14 закрывают. Запорные краны 21, 22 открываются, сливают воду из нижней части полостей поплавковых клапанов 17 по гибкой транзитной магистрали 18 через запорный кран 21, а взамен жидкости через запорный кран 22 в верхнюю часть полостей поступает воздух. Затем запорные краны 21 и 22 закрывают. Поплавковые клапаны 17 обретают плавучесть и всплывают, и освобождают отверстия 15 в диэлектрическом экране 2. Защитный экран 23 помимо сбора газов защищает отверстия 15 и поплавковые клапаны 17 от загрязнений, оседающих вниз.

Подвод защитного тока к аноду 1 через равномерно размещенные на нем контактные соединения 7 повышает надежность работы анода 1 и обеспечивает равномерное распределение электропотенциалов на аноде 1.

Размещение анода 1 в диэлектрическом экране 2 и электрическую связь его по водной фазе 6 через равномерно по длине диэлектрического экрана 2 выполненные отверстия 15 с внутренней поверхностью резервуара 5, обеспечивает равномерное распределение защитного тока по защищаемой поверхности. Периодическая очистка анода 1 от продуктов его разложения позволяет поддерживать в норме электропроводимость между анодом 1 и водной фазой 6, что значительно повышает эффективность и качество работы катодной защиты внутренней поверхности резервуара 5. Наличие поплавковых клапанов 17 и единой герметичной полости значительно снижает трудозатраты на монтаж и демонтаж анода 1 и позволяет проводить периодическую очистку анода 1 без остановки функционирования резервуара 5. Наличие вытяжной трубы 24 обеспечивает постоянное удаление газов за пределы резервуара 5, что значительно повышает взрывобезопасность.

Применение изобретения позволит резко сократить трудозатраты на ремонт и обслуживание катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара, повысить эффективность, качество, надежность и безопасность ее работы.