RU2791539C2 - Device for control and switching of reference electrodes - Google Patents

Device for control and switching of reference electrodes Download PDF

Info

Publication number
RU2791539C2
RU2791539C2 RU2022106943A RU2022106943A RU2791539C2 RU 2791539 C2 RU2791539 C2 RU 2791539C2 RU 2022106943 A RU2022106943 A RU 2022106943A RU 2022106943 A RU2022106943 A RU 2022106943A RU 2791539 C2 RU2791539 C2 RU 2791539C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switching
control
electrodes
ecp
potential
Prior art date
Application number
RU2022106943A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022106943A (en
Inventor
Сергей Витальевич Дмитриенко
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Общество с ограниченной ответственностью "Транснефть-Восток" (ООО "Транснефть-Восток")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть"), Общество с ограниченной ответственностью "Транснефть-Восток" (ООО "Транснефть-Восток") filed Critical Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Publication of RU2022106943A publication Critical patent/RU2022106943A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2791539C2 publication Critical patent/RU2791539C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrochemical protection (ECP) of ground and underground structures against corrosion.
SUBSTANCE: invention is intended for cathodic protection of the bottoms of ground steel vertical tanks for storing oil and oil products. The control and switching device for comparison electrodes of the ECP system of the facility includes a power supply, a programmable controller configured to connect to the comparison electrodes, containing a relay board and an associated terminal block, while the relay board is configured to be connected to the comparison electrodes, and the terminal block is configured to switching the reference electrode with a cathodic protection station (CPS).
EFFECT: increased efficiency of ECP of the entire structure, for example, the entire surface of the bottom of a tank for storing oil and oil products from corrosion, by increasing the degree of automation of the ECP system in terms of control and switching of reference electrodes, which ensures timely detection of local underprotection phenomena and/or overprotection of construction sites and prompt elimination of said phenomena by adjusting the output parameters of the RMS (current/voltage) based on the automatic switching of reference electrodes.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимической защиты наземных и подземных сооружений от коррозии (ЭХЗ) и предназначена для катодной защиты днищ наземных стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов. Изобретение также может быть использовано для катодной защиты технологических трубопроводов, резервуаров и иных подземных емкостей. The invention relates to the field of electrochemical protection of ground and underground structures against corrosion (ECP) and is intended for cathodic protection of the bottoms of ground steel vertical tanks for storing oil and oil products. The invention can also be used for cathodic protection of technological pipelines, tanks and other underground containers.

Защита сооружения от коррозии с помощью катодной поляризации заключается в предотвращении окисления атомов металла на его поверхности. Этого удается добиться, если сместить потенциал защищаемого металла относительно грунта на достаточную величину в катодную область. На сколько надо сдвинуть потенциал в отрицательную область, чтобы подавить реакцию окисления металла, зависит от условий, в которых протекает коррозия. Потенциал «металл - грунт» относится к классу электродных потенциалов, которые устанавливаются самопроизвольно на любой границе металла со средой. Абсолютное значение этого потенциала определить нельзя. Его измеряют по отношению к некоторому принятому электроду сравнения, потенциал которого достаточно стабилен. В технике катодной защиты используют насыщенный медно-сульфатный электрод.Protection of a structure against corrosion using cathodic polarization is to prevent the oxidation of metal atoms on its surface. This can be achieved if the potential of the protected metal relative to the ground is shifted sufficiently to the cathode region. How much it is necessary to shift the potential to the negative region in order to suppress the metal oxidation reaction depends on the conditions under which corrosion occurs. Potential "metal - soil" refers to the class of electrode potentials, which are spontaneously established at any boundary of the metal with the environment. The absolute value of this potential cannot be determined. It is measured with respect to some accepted reference electrode, the potential of which is sufficiently stable. In the technique of cathodic protection, a saturated copper sulfate electrode is used.

При смещении потенциала защищаемого сооружения в отрицательную область, т.е. в катодную сторону, подавляются реакции окисления, и существенно замедляется скорость коррозии. В зависимости от состава среды и других условий для достижения одного и того же эффекта подавления коррозии требуется различная величина смещения потенциала. Поэтому в практике защиты подземных сооружений существует так называемое минимальное значение защитного потенциала. Это значение выбирают исходя из условий эксплуатации сооружения по справочным данным. На всем протяжении трубопровода или на всей поверхности защищаемого сооружения потенциал должен быть отрицательнее принятого минимального значения.When the potential of the protected structure is shifted to the negative area, i.e. to the cathodic side, oxidation reactions are suppressed, and the corrosion rate is significantly slowed down. Depending on the composition of the medium and other conditions, a different amount of potential shift is required to achieve the same corrosion suppression effect. Therefore, in the practice of protecting underground structures, there is a so-called minimum value of the protective potential. This value is chosen based on the operating conditions of the structure according to the reference data. Over the entire length of the pipeline or on the entire surface of the protected structure, the potential must be more negative than the accepted minimum value.

Катодную поляризацию трубопровода осуществляют с помощью подвода постоянного тока от источника питания - станции катодной защиты (СКЗ). Одним проводом СКЗ соединена с трубопроводом, а другим - с анодным заземлителем.The cathodic polarization of the pipeline is carried out using a direct current supply from a power source - a cathodic protection station (CPS). With one wire, the SKZ is connected to the pipeline, and with the other - to the anode ground electrode.

Известна схема катодной защиты подземных металлических сооружений, включающая защищаемое сооружение - трубопровод, регулируемый источник постоянного тока, соединительный провод и анодное заземление (см. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров. Учебник. - М.: Недра, 1978 г. Авторы: Дизенко Е.И., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И., Юфин В.А., с. 113 -117). Отрицательный полюс источника постоянного тока подключают к защищаемому сооружению - трубопроводу, положительный полюс - к искусственно созданному аноду - заземлителю.A well-known scheme of cathodic protection of underground metal structures, including a protected structure - a pipeline, an adjustable DC source, a connecting wire and anode grounding (see Anti-corrosion protection of pipelines and tanks. Textbook. - M.: Nedra, 1978. Authors: Dizenko E.I. ., Novoselov V.F., Tugunov P.I., Yufin V.A., pp. 113 -117). The negative pole of the direct current source is connected to the protected structure - the pipeline, the positive pole - to an artificially created anode - the ground electrode.

Для обеспечения эффективной защиты необходимо, чтобы на всем протяжении защищаемого участка трубопровода или на всей поверхности защищаемого сооружения сохранялся достаточный для подавления коррозионных процессов катодный потенциал.To ensure effective protection, it is necessary that the cathodic potential sufficient to suppress corrosion processes be maintained throughout the protected section of the pipeline or on the entire surface of the protected structure.

При этом по мере удаления от точки токоотвода (дренажа - места где «минусовой» провод от СКЗ приваривается к сооружению (резервуару)) катодный потенциал уменьшается. Зоной защитного действия будет являться область по обе стороны от токоотвода, в которой потенциал защищаемого сооружения по отношению к грунту будет отрицательнее принятого значения защитного потенциала. Самый высокий катодный потенциал, т.е. самое отрицательное его значение, будет на участке защищаемого сооружения, находящемся на против анода.At the same time, as you move away from the down conductor point (drainage - the place where the “negative” wire from the SKZ is welded to the structure (tank)) the cathode potential decreases. The zone of protective action will be the area on both sides of the down conductor, in which the potential of the protected structure in relation to the ground will be more negative than the accepted value of the protective potential. The highest cathodic potential, i.e. its most negative value will be in the area of the protected structure, located opposite the anode.

Таким образом, в случае большой протяженности трубопровода или большой площади днища резервуара известная система катодной защиты будет недостаточно эффективна т.к. для защиты используется единственный анод.Thus, in the case of a long pipeline or a large area of the bottom of the tank, the known cathodic protection system will not be effective enough. a single anode is used for protection.

Для повышения эффективности использования установок катодной защиты используется схема подключения нескольких анодных заземлений к одной катодной станции. Каждое заземление при помощи соединительного кабеля подключают к катодной станции.To increase the efficiency of using cathodic protection installations, a scheme for connecting several anode grounds to one cathode station is used. Each ground is connected to the cathode station using a connecting cable.

Из уровня техники известна система электрохимической защиты (ЭХЗ) днища вертикального стального резервуара (РВС) с применением нескольких горизонтальных протяженных анодных заземлений (см. РД-91.020.00-КТН-149-06 «НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И СООРУЖЕНИЙ НПС», регламентирующих требования к электрохимической защиты магистральных нефтепроводов, технологических и вспомогательных трубопроводов нефтеперекачивающих станций (НПС), резервуаров и резервуарных парков, а также причальных сооружений морских терминалов).From the prior art, a system of electrochemical protection (ECP) of the bottom of a vertical steel tank (RVS) using several horizontal extended anode groundings is known (see RD-91.020.00-KTN-149-06 "DESIGN REGULATIONS FOR ELECTROCHEMICAL PROTECTION OF MAIN PIPELINES AND OPS FACILITIES", regulating the requirements for electrochemical protection of main oil pipelines, technological and auxiliary pipelines of oil pumping stations (OPS), tanks and tank farms, as well as berthing facilities of offshore terminals).

Для контроля остаточной скорости коррозии и уровня защитных потенциалов на днище РВС в известной системе ЭХЗ предусмотрена установка датчиков коррозии, неполяризующихся и биметаллических электродов сравнения в количестве, которое зависит от емкости (объема) РВС, что напрямую связано с диаметром днища и площадью днища РВС.To control the residual corrosion rate and the level of protective potentials on the bottom of the RVS in the known ECP system, installation of corrosion sensors, non-polarizable and bimetallic reference electrodes is provided in an amount that depends on the capacity (volume) of the RVS, which is directly related to the diameter of the bottom and the area of the bottom of the RVS.

Так, для РВС объемом 10000 м3 в известной системе ЭХЗ предусматривается 6 медно-сульфатных электродов сравнения (МЭС), а объемом более 10000 м3 - 8 МЭС.So, for a RVS with a volume of 10,000 m 3 in the well-known ECP system, 6 copper sulfate reference electrodes (MES) are provided, and for a volume of more than 10,000 m 3 - 8 MES.

Количество анодных заземлителей в известной системе ЭХЗ также зависит от емкости (объема) резервуара, что напрямую связано с диаметром днища и площадью днища РВС. Так, для РВС объемом 10000 м3 в известной системе ЭХЗ предусматривается 5 основных и 5 резервных анодов, а для РВС объемом 100000 м3 - 24 основных и 23 резервных анода.The number of anode ground electrodes in the well-known ECP system also depends on the capacity (volume) of the tank, which is directly related to the bottom diameter and the RVS bottom area. Thus, for a VST with a volume of 10,000 m 3 in the well-known ECP system, 5 main and 5 reserve anodes are provided, and for a VST with a volume of 100,000 m 3 - 24 main and 23 reserve anodes.

Анодные заземлители устанавливаются равномерно под днищем резервуара. Кабели от каждого анодного заземлителя и измерительного электрода выведены в клеммный шкаф, располагаемый за пределами каре резервуара.Anode ground electrodes are installed evenly under the bottom of the tank. Cables from each anode grounding switch and measuring electrode are led to a terminal box located outside the tank frame.

Для эффективной коррозионной защиты станции катодной защиты трубопроводов НПС и резервуаров должны обеспечивать автоматическое поддержание требуемой величины защитных потенциалов. Т.е. система ЭХЗ должна обеспечивать в течение всего срока эксплуатации непрерывную по времени катодную поляризацию подземных стальных сооружений на всем их протяжении (и на всей их внешней поверхности) таким образом, чтобы значения потенциалов имели значение (по абсолютной величине) не меньше минимального и не больше максимального значения, а именно находились в пределах - 0,90 до -2,5 В.For effective corrosion protection, cathodic protection stations for pipelines of oil pumping stations and tanks must ensure automatic maintenance of the required value of protective potentials. Those. the ECP system must provide for the entire period of operation continuous cathodic polarization of underground steel structures throughout their entire length (and on their entire outer surface) in such a way that the potential values have a value (in absolute value) not less than the minimum and not more than the maximum value , namely, were in the range - 0.90 to -2.5 V.

В случае если величина потенциала на защищаемом металле окажется меньше минимального значения - происходит «недозащита» сооружения, т.е. окисление металла, его коррозия и разрушение, связанное с тем, что сооружение, например, днище РВС, становится анодом, а грунт катодом.If the value of the potential on the protected metal turns out to be less than the minimum value - there is an "underprotection" of the structure, i.e. oxidation of the metal, its corrosion and destruction associated with the fact that the structure, for example, the bottom of the RVS, becomes the anode, and the soil the cathode.

В случае если величина потенциала на защищаемом металле окажется больше максимального значения - происходит «перезащита» сооружения, т.е. на поверхности метала, например, на границе метала и изоляции наружной поверхности днища РВС, возникают электрохимические процессы с выделением газа (водорода), что в свою очередь приводит к адгезии (отслоению) изоляции и ускорению коррозионных процессов сооружения, в частности днища РВС.If the value of the potential on the protected metal turns out to be greater than the maximum value, the structure is “overprotected”, i.e. on the surface of the metal, for example, at the border of the metal and the insulation of the outer surface of the RVS bottom, electrochemical processes occur with the release of gas (hydrogen), which in turn leads to adhesion (peeling) of the insulation and acceleration of the corrosion processes of the structure, in particular the bottom of the RVS.

«Недозащита» и «перезащита» сооружения снижают эффективность катодной защиты сооружения."Underprotection" and "overprotection" of the structure reduce the effectiveness of the cathodic protection of the structure.

Из уровня техники известен способ контроля системы ЭХЗ (см. ПР 13.02-74.30.90-КТН-005-1-00 «ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ И УЧЕТА РАБОТЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ», утвержденные 11.03.2000 г., устанавливающие единый порядок контроля и учета работы средств ЭХЗ).From the prior art, a method for controlling the ECP system is known (see PR 13.02-74.30.90-KTN-005-1-00 "RULES FOR CONTROL AND ACCOUNTING OF THE OPERATION OF ELECTROCHEMICAL PROTECTION OF UNDERGROUND COMMUNICATIONS AGAINST CORROSION", approved on March 11, 2000, establishing a unified control procedure and accounting for the operation of ECP facilities).

Согласно известному порядку контроля системы ЭХЗ, ежедневно осуществляется контроль следующих параметров: величина тока СКЗ, величина напряжения на выходе СКЗ и величина защитного потенциала в точке дренажа СКЗ, т.е. только в одной контрольной точке (с одного МЭС).According to the well-known procedure for monitoring the ECP system, the following parameters are monitored daily: the value of the current of the RMS, the value of the voltage at the output of the RMS and the value of the protective potential at the drainage point of the RMS, i.e. only at one control point (from one MES).

При этом контроль защищенности нефтепровода (или сооружения) в целом производят сезонными замерами защитных потенциалов в контрольно-измерительных пунктах. Измерения производятся не реже двух раз в год в период максимального увлажнения почвы: весной, со сроком окончания замеров до 1 июня и осенью, со сроком окончания замеров до 1 октября. В коррозионно-опасных местах, определяемых согласно п. 6.4.3. ГОСТ Р51164-98, контроль защищенности проводится измерением защитного потенциала методом выносного электрода не реже 1 раза в 3 года согласно предварительно составленного графика проведения замеров.At the same time, the control of the security of the oil pipeline (or structure) as a whole is carried out by seasonal measurements of protective potentials at control and measuring points. Measurements are made at least twice a year during the period of maximum soil moisture: in spring, with the end of measurements before June 1 and in autumn, with the end of measurements before October 1. In corrosive places, determined in accordance with clause 6.4.3. GOST R51164-98, security control is carried out by measuring the protective potential using the remote electrode method at least 1 time in 3 years according to a pre-compiled measurement schedule.

Таким образом, согласно известному из уровня техники способу контроля системы ЭХЗ, выбор контрольного электрода (контрольной точки) в клемном шкафу РВС, подключаемого к контрольной цепи СКЗ, производится вручную при проведении сезонных электрометрических замеров 2 раза в год (весна/осень).Thus, according to the method of control of the ECP system known from the prior art, the selection of the control electrode (control point) in the RVS terminal cabinet, connected to the control circuit of the SKZ, is done manually during seasonal electrometric measurements 2 times a year (spring/autumn).

К критерию оценки эффективности ЭХЗ сооружений от почвенной коррозии следует отнести величину защитного потенциала защищаемого сооружения, которая в свою очередь зависит от параметров СКЗ (силы тока /напряжения).The criterion for evaluating the effectiveness of ECP structures against soil corrosion should include the value of the protective potential of the protected structure, which in turn depends on the parameters of the ECP (current / voltage).

При этом следует отметить, что настройка параметров СКЗ (силы тока /напряжения) на РВС - это долгий и трудоемкий процесс, зависящий от многочисленных факторов. Кроме того, даже в отлично настроенной СКЗ значение защитного потенциала на всем сооружении не будет оставаться постоянным в течение длительного периода времени, в связи с тем, что:At the same time, it should be noted that setting the RMS parameters (current / voltage) on the RVS is a long and laborious process, depending on numerous factors. In addition, even in a perfectly tuned VPS, the value of the protective potential on the entire structure will not remain constant for a long period of time, due to the fact that:

- значение удельного сопротивления грунта на территории нефтеперерабатывающей станции значительно варьируется в течение всего года;- the value of soil resistivity in the territory of an oil refinery varies significantly throughout the year;

- возникают различные неисправности, не нарушающие работу СКЗ в целом, однако оказывающие локальное воздействие на коррозионную защиту, например, повреждение секции протяженного анодного заземлителя или выход из строя стационарного медно-сульфатного электрода сравнения;- various malfunctions occur that do not disrupt the operation of the CPS as a whole, but have a local effect on corrosion protection, for example, damage to a section of an extended anode ground electrode or failure of a stationary copper-sulfate reference electrode;

- регулировка параметров одной СКЗ может оказывать значительное влияние на соседние установки и зоны их защиты в районе плотного расположения подземных коммуникаций на нефтеперерабатывающих станциях.- adjusting the parameters of one SKZ can have a significant impact on neighboring installations and their protection zones in the area of dense underground utilities at oil refineries.

Таким образом, поддержание значения защитного потенциала в допустимых пределах в одной контрольной точке под РВС не исключает вероятности того, что в других точках контроля, расположенных под этим же сооружением в нескольких метрах от нее, наблюдается недозащита или перезащита, снижающая эффективность коррозионной защиты сооружения в целом.Thus, maintaining the value of the protective potential within acceptable limits at one control point under the VST does not exclude the possibility that at other control points located under the same structure a few meters from it, underprotection or overprotection is observed, which reduces the effectiveness of the corrosion protection of the structure as a whole. .

То есть даже после небольшой регулировки выходных параметров станции катодной защиты необходимо проводить повторные измерения на каждом электроде сравнения, установленном под резервуаром, с целью проверки значений защитного потенциала всего сооружения.That is, even after a slight adjustment of the output parameters of the cathodic protection station, it is necessary to carry out repeated measurements on each reference electrode installed under the tank in order to check the values of the protective potential of the entire structure.

Таким образом, главным недостатком известного из уровня техники режима проведения контроля систем ЭХЗ, является недостаточная эффективность катодной защиты днищ РВС в целом от почвенной коррозии, вызванная несвоевременным выявлением и устранением локальной недозащиты или перезащиты участков днища РВС, которое осуществляется персоналом вручную в ходе проведения сезонных замеров два раза в год.Thus, the main disadvantage of the ECP system control mode known from the prior art is the insufficient effectiveness of the cathodic protection of the VST bottoms as a whole from soil corrosion, caused by untimely detection and elimination of local underprotection or overprotection of sections of the VST bottom, which is carried out manually by personnel during seasonal measurements. Twice a year.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является своевременное выявление и оперативное устранение локальной недозащиты и/или перезащиты катодной защиты участков защищаемого сооружения в автоматическом режиме.The technical problem to be solved by the claimed invention is the timely detection and prompt elimination of local underprotection and/or overprotection of the cathodic protection of protected structure sections in automatic mode.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении эффективности электрохимической защиты всего сооружения в целом (всего днища РВС) от коррозии, путем повышения степени автоматизации работы системы ЭХЗ в части контроля и коммутации электродов сравнения, в результате которой обеспечивается своевременное обнаружение явлений локальной недозащиты и/или перезащиты участков сооружения и оперативное устранение указанных явлений посредством корректировки выходных параметров СКЗ (ток/напряжение) на основании автоматической смены МЭС.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of the electrochemical protection of the entire structure as a whole (the entire bottom of the RVS) from corrosion by increasing the degree of automation of the ECP system in terms of monitoring and switching reference electrodes, which ensures timely detection of local underprotection and / or overprotection phenomena. construction sites and prompt elimination of these phenomena by adjusting the output parameters of the RMS (current / voltage) based on the automatic change of the MES.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается тем, что устройство контроля и коммутации электродов сравнения системы ЭХЗ включает блок питания, программируемый контроллер, выполненный с возможностью подключения к электродам сравнения, содержащий плату реле, выполненную с возможностью подключения к электродам сравнения, связанную с клеммником контрольного вывода станции катодной защиты, выполненным с возможностью коммутации электрода сравнения со станцией катодной защиты.The technical problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the device for monitoring and switching the comparison electrodes of the ECP system includes a power supply, a programmable controller configured to connect to the comparison electrodes, containing a relay board configured to connect to the comparison electrodes, connected to the terminal block of the control output of the cathodic protection station, configured to switch the reference electrode with the cathodic protection station.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 изображен общий вид заявленного устройства контроля и коммутации электродов сравнения, на фиг. 2 - устройство контроля и коммутации электродов сравнения в цепи системы ЭХЗ днища РВС.The invention is illustrated graphically, where in FIG. 1 shows a general view of the claimed device for monitoring and switching reference electrodes, in Fig. 2 - device for control and switching of reference electrodes in the circuit of the ECP system of the RVS bottom.

Позициями на фиг. 1, фиг. 2 обозначены:The positions in FIG. 1, fig. 2 marked:

1 - блок питания1 - power supply

2 -контроллер2 - controller

3 - плата реле3 - relay board

4 - клеммник контрольного вывода СКЗ4 - terminal block of the RMS control output

5 - электрод сравнения5 - reference electrode

6 - СКЗ6 - SKZ

7 - клеммный шкаф7 - terminal box

Устройство контроля и коммутации электродов сравнения, представленное на фиг. 1, предназначено для включения в цепь ЭХЗ сооружения, для осуществления постоянного, непрерывного, автоматического измерения и контроля значений потенциалов защищаемого сооружения относительно всех подключенных к нему МЭС, сравнения измеренных значений потенциалов с заданными значениями и коммутации СКЗ с МЭС, имеющим наименьший потенциал, находящийся в заданном диапазоне.The control and switching device for reference electrodes shown in Fig. 1 is designed to be included in the circuit of the ECP structure, for the implementation of continuous, continuous, automatic measurement and control of the potential values of the protected structure with respect to all MES connected to it, comparison of the measured potential values with the specified values and switching of the RMS with the MES having the lowest potential located in specified range.

Устройство контроля и коммутации электродов сравнения корректирует работу СКЗ посредством измерения защитного потенциала относительно каждого электрода сравнения, установленного под днищем РВС или другим сооружением, и подключения необходимого электрода к контрольному выводу СКЗ.The reference electrode control and switching device corrects the operation of the SKZ by measuring the protective potential relative to each reference electrode installed under the bottom of the RVS or other structure, and connecting the required electrode to the control output of the SKZ.

Устройство контроля и коммутации электродов сравнения включает блок питания (1), контроллер (2), выполненный с возможностью подключения к электродам сравнения (5), содержащий плату реле (3), выполненную с возможностью подключения к электродам сравнения (5), и клеммник контрольного вывода СКЗ (4), выполненный с возможностью подключения к СКЗ (6).The reference electrode control and switching device includes a power supply unit (1), a controller (2) configured to be connected to the reference electrodes (5), containing a relay board (3) configured to be connected to the reference electrodes (5), and a control terminal block. output SKZ (4), made with the ability to connect to the SKZ (6).

Устройство контроля и коммутации электродов сравнения может быть установлено в клеммный шкаф (7) системы ЭХЗ защищаемого сооружения, например, днища РВС (фиг. 2).The control and switching device for reference electrodes can be installed in the terminal cabinet (7) of the ECP system of the protected structure, for example, the bottom of the RVS (Fig. 2).

Блок питания (1) предназначен для питания устройства контроля и коммутации электродов сравнения, выполнен с защитой выхода от короткого замыкания и перегрузки, прочностью изоляции 3 кВ, в корпусе IP67.The power supply unit (1) is designed to power the device for monitoring and switching the reference electrodes, it is made with output protection against short circuit and overload, insulation strength is 3 kV, in an IP67 case.

Контроллер (2), содержащий плату реле (3), выполнен с возможностью подключения к нему электродов сравнения (5) и предназначен для автоматического измерения и контроля защитных потенциалов, подключенных к нему электродов сравнения (МЭС), автоматического выбора и подачи сигнала на плату реле (3), для коммутации выбранного электрода сравнения с СКЗ (6). Контроллер (2) является программируемым и осуществляет порядок действия на основании программы.The controller (2), containing the relay board (3), is configured to connect reference electrodes (5) to it and is designed for automatic measurement and control of protective potentials, reference electrodes (MES) connected to it, automatic selection and signaling to the relay board (3) for switching the selected reference electrode with RMS (6). The controller (2) is programmable and carries out the course of action based on the program.

Предварительно, до установки устройства контроля и коммутации электродов сравнения в цепь системы ЭХЗ сооружения, в программируемый контроллер (2) заносится диапазон значений защитных потенциалов (по абсолютной величине), в пределах которого должен находиться защитный потенциал МЭС.Prior to installation of the device for control and switching of reference electrodes in the circuit of the ECP system of the facility, the range of values of protective potentials (in absolute value) is entered into the programmable controller (2), within which the protective potential of the MES must lie.

В соответствии с заданным алгоритмом программируемый контроллер (2) осуществляет измерение величины защитного потенциала, подключенных к нему МЭС, сравнивает их с предварительно заданными значениями и подает команду на плату реле (3) для подключения к СКЗ МЭС с наименьшим потенциалом, входящим в заданный диапазон значений или МЭС, потенциал которого выходит за заданный диапазон значений.In accordance with the given algorithm, the programmable controller (2) measures the value of the protective potential of the MES connected to it, compares them with pre-set values and sends a command to the relay board (3) to connect to the RMS of the MES with the lowest potential included in the specified range of values or MES, the potential of which is outside the specified range of values.

Клеммник контрольного вывода СКЗ (4) соединен с платой реле (3) и предназначен для подключения к контрольному выводу СКЗ выбранного контроллером (2) МЭС, посредством коммутации платы реле (3).The RMS control output terminal block (4) is connected to the relay board (3) and is intended for connection to the RMS control output of the MES selected by the controller (2) by switching the relay board (3).

Работа устройства выбора электродов сравнения осуществляется следующим образом (фиг. 2).The operation of the device for selecting reference electrodes is as follows (Fig. 2).

Предварительно, до установки устройства контроля и коммутации электродов сравнения в цепь системы ЭХЗ сооружения, в программируемый контроллер (2) заносится диапазон значений защитных потенциалов (например, от -0,90 В до -2,5 В).Previously, before installing the device for monitoring and switching the reference electrodes in the circuit of the ECP system of the facility, the range of protective potential values (for example, from -0.90 V to -2.5 V) is entered into the programmable controller (2).

Программируемый контроллер (2) производит измерение защитных потенциалов на подключенных к нему электродах сравнения (5) каждые 2 секунды (согласно прописанной программы) в автоматическом режиме.The programmable controller (2) measures the protective potentials on the reference electrodes (5) connected to it every 2 seconds (according to the prescribed program) in automatic mode.

Далее программируемый контроллер (2) выбирает электрод сравнения (5) и подает сигнал на плату реле (3), которая в свою очередь подключает выбранный контроллером электрод сравнения (5) к клеммнику контрольного вывода СКЗ (4).Next, the programmable controller (2) selects the reference electrode (5) and sends a signal to the relay board (3), which in turn connects the reference electrode (5) selected by the controller to the RMS control output terminal block (4).

Согласно программе, контроллер (2) выбирает электрод сравнения (5), который выходит за нижний/верхний диапазон нормативных значений потенциалов, предварительно занесенных в память контроллера (2), т.е. электрод сравнения (5) с потенциалом, меньше или больше, чем потенциалы в заданном диапазоне.According to the program, the controller (2) selects the reference electrode (5) that goes beyond the lower/upper range of standard potential values previously stored in the controller (2) memory, i.e. reference electrode (5) with a potential less or greater than the potentials in the given range.

Далее, контроллер (2) подает команду на плату реле (3) для подключения выбранного электрода сравнения (5) к клеммнику контрольного вывода СКЗ (4).Next, the controller (2) sends a command to the relay board (3) to connect the selected reference electrode (5) to the RMS control output terminal block (4).

По контрольному выводу СКЗ информация с выбранного электрода сравнения (5) поступает в СКЗ (6). На основании поступившей информации СКЗ (6) автоматически производит корректировку выходных параметров (ток и напряжение), тем самым осуществляя повышение/снижение потенциала выбранного электрода сравнения (5), чем устраняется явление «недозащиты» и «перезащиты» на участке сооружения.According to the control output of the RMS, information from the selected reference electrode (5) enters the RMS (6). Based on the received information, the CPS (6) automatically adjusts the output parameters (current and voltage), thereby increasing / decreasing the potential of the selected reference electrode (5), which eliminates the phenomenon of "underprotection" and "overprotection" at the construction site.

В случае, если все значения потенциалов на электродах сравнения (5) находятся в нормативных значениях, контроллер (2) подключит электрод сравнения (5) с наименьшим значением потенциала, после чего она будет являться контрольной для СКЗ, т.к. является наименее защищенной областью днища РВС (фиг. 2).If all the potential values on the reference electrodes (5) are within the standard values, the controller (2) will connect the reference electrode (5) with the lowest potential value, after which it will be the control for the RMS, because is the least protected area of the VST bottom (Fig. 2).

Также при обрыве протяженных анодных заземлителей, устройство зафиксирует падение защитного потенциала на определенной области поверхности днища резервуара и переключит требуемый электрод сравнения к контрольному выводу СКЗ. Тем самым обеспечит постоянное поддержание необходимого защитного потенциала на всей поверхности днища резервуара.Also, in the event of a break in the extended anode ground electrodes, the device will record the drop in the protective potential in a certain area of the surface of the tank bottom and switch the required reference electrode to the control output of the SKZ. This will ensure that the necessary protective potential is constantly maintained on the entire surface of the tank bottom.

Таким образом, устройство контроля и коммутации электродов сравнения осуществляет постоянное, непрерывное измерение и контроль значений потенциалов защищаемого сооружения относительно всех, подключенных к нему электродов сравнения, расположенных в различных местах под днищем РВС, а не одного электрода сравнения, расположенного в контрольной точке, сравнение измеренных значений потенциалов с заданными значениями и коммутацию СКЗ с электродом сравнения с потенциалом, выходящим за пределы нормативных значений или имеющим наименьший потенциал, находящийся в заданном диапазоне. По сравнению с известным из уровня техники режимом контроля системы ЭХЗ днища резервуара, при добавлении в цепь ЭХЗ устройства контроля и коммутации электродов сравнения, согласно заявленному изобретению, достигается повышение степени автоматизации работы системы ЭКЗ в части контроля защитных потенциалов на электродах сравнения и коммутации необходимого электрода сравнения со станцией катодной защиты, в связи с чем повышается эффективность катодной защиты всего днища резервуара в целом, за счет своевременного выявления и оперативного устранения локальной «недозащиты» или «перезащиты» участка днища РВС.Thus, the device for control and switching of reference electrodes performs a constant, continuous measurement and control of the potential values of the protected structure relative to all reference electrodes connected to it, located in different places under the RVS bottom, and not one reference electrode located at the control point, comparison of the measured values of potentials with given values and switching of the RMS with a reference electrode with a potential that is outside the limits of the standard values or has the lowest potential that is in the given range. In comparison with the control mode of the ECP system of the bottom of the tank known from the prior art, when adding a device for monitoring and switching reference electrodes to the ECP circuit, according to the claimed invention, an increase in the degree of automation of the operation of the ECP system is achieved in terms of monitoring protective potentials on the reference electrodes and switching the necessary reference electrode with a cathodic protection station, in connection with which the efficiency of cathodic protection of the entire bottom of the tank as a whole increases, due to the timely detection and prompt elimination of local “underprotection” or “overprotection” of the VST bottom section.

Claims (1)

Устройство контроля и коммутации электродов сравнения системы электрохимической защиты сооружения, включающее блок питания, программируемый контроллер, выполненный с возможностью подключения к электродам сравнения, содержащий плату реле и связанный с ней клеммник, при этом плата реле выполнена с возможностью подключения к электродам сравнения, а клеммник выполнен с возможностью коммутации электрода сравнения со станцией катодной защиты.Device for control and switching of reference electrodes of the electrochemical protection system of the facility, including a power supply unit, a programmable controller configured to connect to the reference electrodes, containing a relay board and an associated terminal block, while the relay board is configured to be connected to the comparison electrodes, and the terminal block is made with the possibility of switching the reference electrode with a cathodic protection station.
RU2022106943A 2021-06-10 Device for control and switching of reference electrodes RU2791539C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022106943A RU2022106943A (en) 2022-12-12
RU2791539C2 true RU2791539C2 (en) 2023-03-09

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086703C1 (en) * 1995-12-05 1997-08-10 Геннадий Яковлевич Гуськов Installation for cathode protection of multistrand main underground pipelines
RU2350690C1 (en) * 2007-09-13 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-ЭС" Transformer for cathodic protection
RU102008U1 (en) * 2010-09-24 2011-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" CATHOD PROTECTION STATION WITH DEVICE FOR MAINTENANCE OF PROTECTIVE CAPACITIES
CN106460198B (en) * 2014-06-18 2020-10-13 胜赛斯思百克特姆公司 Cathodic protection management system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086703C1 (en) * 1995-12-05 1997-08-10 Геннадий Яковлевич Гуськов Installation for cathode protection of multistrand main underground pipelines
RU2350690C1 (en) * 2007-09-13 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-ЭС" Transformer for cathodic protection
RU102008U1 (en) * 2010-09-24 2011-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Санкт-Петербург" CATHOD PROTECTION STATION WITH DEVICE FOR MAINTENANCE OF PROTECTIVE CAPACITIES
CN106460198B (en) * 2014-06-18 2020-10-13 胜赛斯思百克特姆公司 Cathodic protection management system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060070871A1 (en) Cathodic protection system for underground storage tank
Ibrahim Corrosion control in electric power systems
RU2791539C2 (en) Device for control and switching of reference electrodes
Kouloumbi et al. Study of the effect of AC‐interference on the cathodic protection of a gas pipeline
CN109868481B (en) Method for protecting oil-gas pipeline from interference of grounding electrode site of high-voltage direct-current transmission line
CN110819994A (en) Forced current cathodic protection method for tank bottom outer wall under impermeable membrane condition
RU2584834C2 (en) Method for combined protection of metal structures from lightning discharges and electrochemical corrosion
KR101147928B1 (en) A interference current regulating device
RU2650551C2 (en) Industrial hydrocarbon fuel combustion objects protection method against gross discharges and electrochemical corrosion of conducting steel underground facilities for hydrocarbon fuel on industrial objects
RU2642141C1 (en) Method of route section protection against geomagnetically-induced ground current and device for its implementation
Fernandez et al. Use of Solid State Decouplers to Eliminate Internal Stray Current Corrosion in Electrical Isolating Devices
Brenna A proposal of AC corrosion mechanism of carbon steel in cathodic protection condition
Daily et al. Cathodic Protection System Upgrade Project at Catawba Nuclear Station
RU2593855C1 (en) Method for operation of pipelines of oil collection and reservoir pressure maintenance of oil deposit
Boychev et al. Cathodic protection of pipelines from stray currents
KR102379286B1 (en) Ac interference relief device for pipe line
Kioupis et al. Study of the effect of AC-Interference and AC-Mitigation on the Cathodic Protection of a Gas Pipeline
CN215218493U (en) Regional cathodic protection test field for buried pipeline of nuclear power plant
Sawant et al. HVDC Interference on MGL Pipelines
Alzetouni Impressed current cathodic protection for oil well casing and associated flow lines
RU2366854C1 (en) Method of controlling excess tolerable density of protective current and its distribution in cathode protection of steel structures
US20040057174A1 (en) Cathodic protection junction box current equalizer
Byrne et al. Cathodic Protection for Reinforced Concrete Structures: Present Practice and Moves Toward using Renewable Energy
Duraisamy Monitoring and Maintenance of CP System in MGL
US1807903A (en) Preserving underground piping