用于制备金属物体阴极保护的接地电极的导电组合物制造技术

金属物体电气防护方法，是将大长度接地电极装入电解质内并同被防护的金属物体保持给定的距离，将物体和接地电极与电流源连接，形成防护回路，并极化金属物体。所选电气连接的区段，电极的尺寸和／或电气参数，使防护回路内电流的传布常数值小于或等于１０＋［－３］／ｍ。接地电极包括中心导体１８，粘连层２０，和护套１９。电极用的组合物含有４０－８０质量（Ｍａｃ）％含炭填料，１０－４９．８质量（Ｍａｃ）％橡胶基聚合物，９－１０质量（Ｍａｃ）％增塑剂和０．２－１０质量（Ｍａｃ）％灭菌剂。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及物体的电气保护，更精确地说，是关系到金属物体的电气保护方法、实现该方法的接地电极和接地电极的构成。本专利技术可以用于大长度金属结构的防腐蚀阴极保护，例如地下干线管道，也可以用于金属物体的电气保护，其中包括结构复杂的物体的防外来电压的保护。按照已知的大长度金属物体的阴极防护方法，在邻近被保护的表面的电解质媒体中，敷设包在导电线聚合物护套内的，呈连续挠性钢芯形的大长度阳极，其中阳极沿物体敷设，相隔一定距离，这距离由阳极与被保护的表面之间绝缘垫层的厚度决定，然后将物体与阳极接到极化电流源(US，A，4487676)。但已知的方法有一系列本质上的缺点。如阳极的配置规定在贴近被保护表面处，而其间的距离不能对整个系统的电气特性优化。这种情况，甚至在平面平行电场的条件下，也使保护受到限制并引起电位分布不均匀，特别是在绝缘陈旧时。此外，采用已知的保护接地(阳极)布置方法时，大大增加了排水处的过度保护的危险，也就是整个保护系统加速报废的危险。试图用降低电位的方法来避免过度保护导致保护区的缩短，亦即全面降低保护效果。已经知道有用挠性大长度阳极作大长度物体阴极保护的方法，能提供阳极与被保护表面间距离的最佳化。已知的方法包括，安装连续的挠性的金属芯，金属芯采用与之作电气接触的塑性导电聚合物护套，装在电解媒质中，与物体保持一定的距离;将物体与阳极接到电流源;并使物体对阳极极化。按照这种方法，阳极材料的电阻率应在0.1～1000Ω·cm范围内，而纵向电阻率不应超过0.03～0.003Ω/m。其中阳极与被保护物体的关系应保持比值 (b+D)/(a+D) ＜2，式中a-阳极与被保护物体间的最小距离，b-阳极与被保护物体间的最大距离，D-被保护物体在垂直于阳极轴方向的最大尺寸(US，A，4502929)。这一解决办法，仍然免不了有一系列缺点而不便于采用。例如，这种方法不能保证在长期运行中，保护电位差沿绝缘管道周围分布应有的均匀性，在管道表面上完全没有绝缘时，也会产生相似的反向效应。这与下面的事实有关，保护电位差既包括管子的自身的电位，这个电位决定于极化电流线密度的积分值，又包括周围媒质的电位，取决于导电空间体积的每一点上流过的电流微分密度。后者在其他条件相同时，在很大程度上不仅决定于阳极与被保护物体间的距离，也决定于被保护物体的线性尺度，而且还决定于管导周围绝缘上缺陷和疏漏的分布，以及其接邻土壤的电化学性质。在许多情况下，比率 (b+D)/(a+D) ＜2时不能保证在整个表面上的必要的保护水平，例如，管道的某些截面。事实上，在对φ1400管道相邻段作阴极保护时若绝缘电阻为300Ω·m与1，000Ω·m，则为了保证均匀的保护电位，阴极极化电流密度比应符合3∶1。在这种情况下，阳极偏离距相同时，管道附近土地最近点的电位也将符合这个比值。如认为b＞＞D，a＞＞D，则达到b/a＜2的条件时，不能补偿地点电位的不均匀性，K＝3所代表的邻近部份保护水平的不均匀性，也不能补偿。相似的情况还发生在管道均匀部分保护的情形。在这种情形下，离阳极远、近处形成管状的地电位仍不均匀，这样就引起周围保护性电位差的分布不均匀，而降低了保护水平。限制性关系式不能避免这种不均匀性，因为对于管道，当有条件b-a＝D时，关系式取 (a)/(D) ＞0的形式，这就使达到保护水平均匀的条件不能确定。除上述的以外，该方法的使用范围还受到方法中对阳极材料以及整个结构所规定的电阻范围的限制。达到这个范围时，阳极截面(不考虑挠性芯子的影响)，应该不小于0.33～333m2(直径0.63～18.3m)，这是完全不现实的。如果不计及说明中所提到的芯子纵向电阻极限值(0.03～0.0003Ω/m)，则其直径应在0.9-8.7mm范围在考虑到阳极制造与应用的工艺方法，难以做到，因为极大地降低了其坚固性与挠性。既然达到所要求的保护水平在总体上取决于保护电流的绝对值与沿阳极的电流衰减速度，采用上述方法在高电阻的土壤中由于增加了阳极输入电阻或者由于被防护物体绝缘涂层良好而可能显得无效。在这些情况下，看来由于阳极跨越电阻大而不能达到所需的保护电流值，而且由于沿阳极的电流传布常数已增加而不能达到所需的保护电流密度分布。这两个因素一般来说都大大限制了已知的大长度阳极的有效采用的范围，特别是上述的方法。溶解速度低特别是阳极电流流动的电阻低、以及电极工作表面电流流出均匀，是考虑到土壤电解媒质中电化学过程的进程特点，而对接地电极的基本要求。满足上述要求保证电极工作的耐久性和有效性与周期性加荷同时发生的运输与安装条件，需要电极具有尽可能大的挠性与弹性，以提高其在运行中的可靠性。在大型建筑构件的阴极保护中，电缆型电极(大长度电极)各结构优于销型电极，因为大长度电极的电流输出是在平面平行的场中实现的，保证了大的保护有效工作系数。已经知道的用于阴极保护系统的接地电极，采取许多工作元件(硅铁阳极)的形式，元件沿通电的电力电缆分布，并通过特殊结构的接触接头电气连接到电缆上，这种结构保证了电缆的连续性与整个电极的整体性。电极的每个工作元件包括带中心孔的有锥形部分的块体，穿过电极块孔的连续电力电缆，以及用于将电极块固定到电缆并同时保证与电缆间电气连接的装置。固定装置与电气接触由两个箍住电缆并放在电极块孔内的半套圈来实现。半套圈有导电材料制的中心部分，直接与裸露的电缆接触，还有两个弹性电介材料制的锥形端头衬套。固定装置的半套圈成对地沿电缆轴分布，并用楔形成整块的电极连接元件(US，A，3326791)。用硅铁阳极作为工作元件是电极脆性，并在运输与安装中大量损失的原因。带锥形电介质衬套的接触接头，由于它在运输与安装中可能机械变形而不能充分保证可靠的接触。此外，这种接头不能达到防止通电电缆与电磁媒质作直接的电气接触，这样会引起电极过早损坏和报废。结果这种电极工作寿命不长。已经知道对亲磁金属制的带电介媒质的容器抗内表面腐蚀的阴极保护用的挠性大长度阳极。阳极至少包括一个钢的主干导体，挠性大长度导电聚合物护套包围着导体并与之电气连接，以及由磁性材料(恒磁)制的挠性介电质层，沿阳极轴与护套作机械连接或通过粘性层连接。磁性介电质层将阳性保持在被保护表面附近，但不让它与护套作电气接触。在阳极导电聚合物护套之间放一层多孔材料(多孔附加膜)(US，A，4487676)。这种方法不能提供在保护容器与其他相似形状的物体时控制电流分布的可能性，亦即有离散微分的表面状态质量。阳极由于单块导电护套中电流衰减不能补偿而在保护区长度方面受到限制，并且由于磁性介电层必须将阳极直接放在被保护表面上，在保护作用范围(阳极两侧)方面受到限制。与这些缺点有关，为了保证在全部被保护表面上达到所需的保护水平，阳极上需要加上更高的电流负荷，这将使它过早损坏，结果导致寿命缩短。在技术实质方面与所申请的专利最接近的是，由导电聚合组合物构成的大长度混合电极，用于金属物体阴极保护系统，例如管道。电极呈带状，并包括大长度挠性金属芯与由导电聚合物制成的护套，聚合物主要是热弹性塑料或聚氯乙烯型塑料，护套包着芯子，与之作电气接触，并形成电化学上活性的电极工作表面。电极可以放置在外加的电解质不能穿透的介电质外表护套上，护套防止电极工作表面与物体表面直接接触(GB，本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属物体电气防护方法，是将大长度接地电极装入电解质内并同被防护的金属物体保持给定的距离，将物体和接地电极与电流源连接，形成防护回路，并极化金属物体。所选电气连接的区段，电极的尺寸和／或电气参数，使防护回路内电流的传布常数值小于或等于１０↑［－３］／ｍ。接地电极包括中心导体１８，粘连层２０，和护套１９。电极用的组合物含有４０－８０质量（Ｍａｃ）％含炭填料，１０－４９．８质量（Ｍａｃ）％橡胶基聚合物，９－１０质量（Ｍａｃ）％增塑剂和０．２－１０质量（Ｍａｃ）％灭菌剂。 的电流传播常数值小于或等于１０↑［－３］／ｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：弗谢沃洛德弗谢沃洛多维奇普里图拉，里马瓦西里耶芙娜库季诺娃，伊戈尔德米特里耶维奇亚格穆，亚历山德阿列克谢耶维奇杰列克托斯基，尤里格奥尔吉耶维奇涅克捷多夫，亚历山德瓦西里耶维奇祖耶夫，阿纳托利叶菲莫维奇科尔涅夫，
申请(专利权)人：NV雷开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]