состав для изготовления анодных заземлителей
Классы МПК: | C23F13/14 материалы для расходуемых анодов H01B1/12 органические вещества |
Автор(ы): | Зенцов Вячеслав Николаевич (RU), Зенцова Эллина Вячеславовна (RU), Пинегина Альбина Николаевна (RU), Рахманкулов Дилюс Лутфуллич (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-12-12 публикация патента:
20.05.2007 |
Изобретение относится к области электротехники, в частности к составам для изготовления анодных заземлителей, применяемых для защиты от электрохимической коррозии подземных сооружений и трубопроводов. Техническим результатом изобретения является увеличение прочности и улучшение удельной электропроводности анодного заземлителя. Для решения указанной задачи предлагаемый состав для изготовления анодных заземлителей содержит прокаленную коксовую мелочь, хлористый аммоний в качестве отвердителя и связующее - сульфит-спиртовую барду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтяная прокаленная коксовая мелочь - 76-80, сульфит-спиртовая барда, хлористый аммоний 2-4. 1 табл.
Формула изобретения
Состав для изготовления анодных заземлителей, содержащий прокаленную коксовую мелочь, хлористый аммоний и в качестве отвердителя и связующее, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит сульфит-спиртовую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтяная прокаленная коксовая мелочь | 76-80 |
Сульфит-спиртовая барда | 18-20 |
Хлористый аммоний | 2-4 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к составам для изготовления анодных заземлителей, применяемых для защиты от электрохимической коррозии подземных сооружений и трубопроводов.
Известен материал для изготовления анодных заземлителей (Авт. свид. №831867, С23F 13/00, БИ №19, 1981 г.), содержащий нефтяную прокаленную коксовую мелось и связующее - углеродсодержащий материал, преимущественно каменноугольный пек, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нефтяная прокаленная коксовая мелочь - 65-72
связующее - 28-35,
а нефтяная прокаленная коксовая мелочь содержит мас.% частиц размером, мм:
28,0-29,6 | 1,0-8,0 |
13,6-16,0 | 0,16-1,0 |
27,8-28,8 | до 0,16. |
Недостатком известного состава является: выделение канцерогенных веществ (в частности, содержание бенз(а)пирена составляет до 3,8%, что превышает ПДК в 8-10 раз) как при приготовлении анодной массы, во время ее разогрева, так и при использовании самих анодных заземлителей; невысокие качественные характеристики состава для анодных заземлителей.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является состав для изготовления анодных заземлителей (Патент RU №2229537, МПК С23F 13/14), содержащий нефтяную прокаленную коксовую мелочь, связующее - карбамидоформальдегидную смолу хлористый аммоний NH4Cl в качестве отвердителя при следующем соотношении компонентов:
нефтяная прокаленная коксовая мелочь - 48-60
карбамидоформальдегидная смола - 35-46
хлористый аммоний - 5-6.
Известный состав не требует разогрева при смешении компонентов и, следовательно, сокращается выделение канцерогенных веществ в окружающую среду.
Недостатком известного состава являются низкие эксплуатационные характеристики анодного заземлителя: недостаточно высокий срок службы, низкая удельная электропроводность.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик анодного заземлителя: увеличение срока службы, прочности, удельной электропроводности.
Указанная задача решается тем, что состав для изготовления анодных заземлителей, содержащий нефтяную прокаленную коксовую мелочь, хлористый аммоний в качестве отвердителя и связующее, согласно изобретению в качестве связующего используется лигносульфонат технический (сульфит-спритовую барду) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
нефтяная прокаленная коксовая мелочь - 76-80
сульфит-спиртовая барда - 18-20
хлористый аммоний - 2-4.
Сульфит-спиртовая барда (лигносульфонат технический) является многотоннажным отходом целлюлозно-бумажной промышленности и представляет собой кальциевые, натриевые и аммонийные соли лигносульфоновых кислот. Выпускается натриевого типа в виде светлого порошка с зеленоватым оттенком по ТУ 54-028-0027-9580-97 с массовой долей сухих веществ 60-65%, золы 20-22% и рН=4,5-5,5, а также в виде жидкости темно-бурого цвета с плотностью 1,23-1,26 г/см3 по ТУ 13-02-84036-029-94. Растворы из натриевых глин при добавке кальциевой сульфит-спиртовой барды коагулируют с резким загустеванием (Рязанов А.Я. Энциклопедия по буровым растворам. - М.: Летопись, 2005. - С.239), которая в смеси с нефтяной прокаленной коксовой мелочью обеспечивают высокую прочность и электропроводность исходной электродной массы.
Предлагаемый состав для изготовления анодных заземлителей готовят следующим образом. Нефтяную прокаленную коксовую мелочь смешивают в обычных условиях с сульфат-спиртовой бардой в заданных соотношениях без разогрева до тестообразного состояния с последующим добавлением хлористого аммония (NH4Cl). Полученную массу заливают в специальную форму с центральным стержнем. После 5-6 часов готовый анодный заземлитель извлекают из формы.
Пример приготовления состава. Нефтяную прокаленную коксовую мелочь в количестве 80 мас.% смешивают с 18 мас.% сульфит-спиртовой барды до тестообразного состояния, затем добавляют 2 мас.% отвердителя - хлористого аммония (NH4Cl). Полученную массу заливают в специальную форму с центральным стержнем. После 5 часов готовый анодный заземлитель извлекают из формы.
Механическая прочность полученного материала, кгс/см 2 - 325,0
Пористость, % - 7,0
Электросопротивление, Ом·мм2/м - 290,0.
Остальные примеры приведены в таблице.
Как видно из таблицы, показатели готового анодного заземлителя, изготовленного на основе предлагаемого состава, выше, чем у анода, изготовленного по прототипу: механическая прочность предлагаемого состава по сравнению с прототипом на 10% выше, удельное электросопротивление на 10-15% ниже, чем у прототипа.
Отсутствие разогрева исключает выделение канцерогенных и других вредных веществ. Технология изготовления состава проста и экологична, что позволит широко использовать ее в производстве анодных заземлителей, применяемых для защиты подземных сооружений от коррозии и передачи постоянного тока по системе провод-земля, и может найти применение в нефтегазовой и энергетической промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.
Таблица | ||||||
Образец № | Состав анода, мас.% | Качество анода | ||||
нефтяная прокаленная коксовая мелочь | сульфит-спиртовая барда | хлористый аммоний NH 4Cl | пористость, % | механическая прочность кгс/см2 | удельное электросопротивление, Ом·мм2 /м | |
1 | 76 | 20 | 2 | 6,3 | 350 | 332 |
2 | 78 | 19 | 3 | 6,6 | 347 | 373 |
3 | 80 | 18 | 4 | 7,0 | 325 | 290 |
Класс C23F13/14 материалы для расходуемых анодов
Класс H01B1/12 органические вещества