CA1121757A - Capteur de mesure de la protection electrochimique et de la possibilite de corrosion des structures metalliques - Google Patents

Capteur de mesure de la protection electrochimique et de la possibilite de corrosion des structures metalliques

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CA1121757A
CA1121757A CA000365292A CA365292A CA1121757A CA 1121757 A CA1121757 A CA 1121757A CA 000365292 A CA000365292 A CA 000365292A CA 365292 A CA365292 A CA 365292A CA 1121757 A CA1121757 A CA 1121757A
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Canada
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CA000365292A
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Josef Polak
Lubomir Boubela
Josef Mrazek
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Abstract

Capteur de mesure de la protection électrochimique et de la possibilité de corrosion des structures métalliques placées dans un électrolyte et en présence d'un champ électrique. Ce capteur est constitué d'au moins une électrode métallique auxiliaire en même métal que la structure menacée de corrosion et d'une électrode de référence stable. Capteur applicable au contrôle de protection électrochimique anticorrosive des structures enterrées dans un champ électrique, telles que pipe-lines, réservoirs.

Description

llZ1757 L'invention concerne un capteur de mesure de la protection électrochimique anticorrosive et de la possibilité
de corrosion des structures en métal nu ou munies d'une isola-tion, placées dans un électrolyte en présence d'un champ ~lec-trique, produit par une station de protection anticorrosive cathodique ou par des courants vagabonds.
Pour le mesurage de la possibilité de corrosion et de l'état et de l'efficacité de la protection ~lectrochimique anticorrosive des structures métalliques enterr~es dans un champ électrique, on s'est servi jusqu'ici des capteurs de constructions différentes. La plupart des capteurs connus jusqu'à ce jour ne sont pas convenables pour un mesurage pré-cis, parce que leurs électrodes métalliques auxiliaires ont une face de mesure trop petite et indéfinie. Un certain pro-grès dans cette branche a été décrit dans le brevet d'inven-tion émis au Canada sous le numéro 1 059 214. Malgré les avantages dudit capteur, qui dans la pratique a répondu à
l'attente, il a quelques désavantages. Pour la production industrielle il est trop compliqué et possède des dimensions trop grandes. Les désavantages décrits ci-dessus sont écar-tés par le capteur de mesure de la protection électrochimique anticorrosive et de la possibilité de corrosion des struc-tures m~talliques placées dans un électrolyte et en présence d'un champ électrique, selon l'invention.
L'invention concerne un capteur convenable pour diff~rents types de structures métalliques menacées par la corrosion.
Le capteur selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins à une électrode métallique de préférence de même métal ou d'un métal semblable à la structure qui subit l'interférence dont l'aire de la face de mesure en métal nu -:, :
.-,. : ~

llZ1757 SQ, doit convenir à la relation 1,0 m ~ SQ ~ 0,1 cm , de préférence 1 000 cm2 ~ SQ ~ 1 cm2, correspond une électrode de référence stable dont la face de mesure est placée à une distance b des surfaces des électrodes métalliques, la dis-tance b devant convenir à la relation 2,0 m ~ b ~ r2 ' de préférence 30 cm ~ b ~ 5 cm, dans laquelle r signifie le rayon de l'électrode métallique dont l'aire de la surface du métal nu est la plus grande, les électrodes métalliques étant placées à une distance L de la structure qui peut subir la corrosion, qui doit convenir à la relation 20 m ~ L ~ 0,1 m, de préférence 5 m ~ L ~ 0,5 m, la plus petite distance des électrodes métalliques auxiliaires étant n ~ 2r, de préfé-rence n ~ 4r.
Le capteur selon l'invention du type décrit ci-dessus peut aussi être formé d'un support en un matériau diélectrique creux, cylindrique, les électrodes métalliques auxiliaires étant placées aux extrémités du support formant les bases du eylindre et l'électrode de référenee stable étant plaeée à
l'intérieur du support, au moins une faee de mesure de l'éleetrode de référenee stable étant plaeée dans la ehemise eylindrique du support en matériau diéleetrique.
Le eapteur selon l'invention du type déerit ei-dessus peut aussi être eonstitué d'un support en matériau diéleetrique ereux, eylindrique, sur la surfaee extérieure duquel est plaeée au moins une éleetrode auxiliaire métallique en forme d'anneau eylindrique ou d'une plaque circulaire, au moins une surface de mesure de l'électrode de référence stable ~tant placée dans au moins un fond du support.
Dans le eapteur selon l'invention, il se peut aussi que l'éleetrode de référence stable soit posée d'un côté du support en forme de plaque en matériau diélectrique et que l'on retrouve l'électrode auxiliaire métallique de l'autre .

l~Z175 ,~

côté du support.
Selon une autre réalisation de l'invention, le cap-teur est ainsi fait que la chemise du support en matériau di-électrique a la forme d'un parallélépipède creux, ouvert, au moins une électrode auxiliaire métallique étant placée sur la surface extérieure d'au moins une paroi de la chemise du sup-port, l'électrode de référence stable étant placée à l'inté-rieur du support, formant le fond du support.
Le capteur selon l'invention peut aussi consister en un support cylindrique creux en matériau diélectrique fermé
par deux fonds en matériau diélectrique, une électrode auxi-liaire métallique étant placée sur la surface extérieure d'au moins un des fonds, l'électrode de référence stable étant placée dans l'espace intérieur du support, un remplissage élec-trolytiquement conducteur étant placé entre la face de mesure de -l'électrode de référence stable et la surface intérieure du support, une plaque poreuse de même épaisseur que le fond du support, l'électrode métallique incluse étant emboîtée dans le fond du support avec l'électrode auxiliaire métallique, la plaque poreuse étant isolée de l'électrode et du fond du support par un anneau en matériau diélectrique.
Les dessins ci-joints illustrent quelques exemples de plusieurs réalisations du capteur selon l'invention. Dans ces dessins:
La Figure 1 est une coupe longitudinale d'un capteur;
La Figure 2 est une coupe longitudinale d'un autre capteur selon l'invention, La Figure 3 est une coupe longitudinale d'un autre capteur, La Figure 4 est une coupe longitudinale d'un autre capteur' 17S~

La Figure 5 est une coupe selon le plan A-A' de la Figure 4.
Les Figures 1 à 5 illustrent quelques exemples de capteur selon l'invention dans lequel l'électrode métallique auxiliaire 17 simule par sa surface de métal nu les endomma-gements mineurs de la couche isolante d'une structure métal-lique.
La Figure 1 illustre un mode d'exécution du capteur 37 selon l'invention constitué par un support 39 en matériau diélectrique. A une extrémité dudit support 39 est installée une électrode métallique auxiliaire 17, par exemple en acier, en forme de plaque circulaire dont l'aire S de la face de me-sure est égale à 100 cm . A l'autre extrémité du support 39 est installée une autre électrode métallique auxiliaire 40 dont l'aire de la face de mesure est égale à 10 cm2. Autour des électrodes métalliques auxiliaires 17, 40 se trouve l'iso-lation simulée en forme d'anneaux 38 en matériau diélectrique, par exemple en chlorure de vinyle, les anneaux 38 étant ferme-ment attachée au support 39. A l'intérieur du support 39 est disposée l'~lectrode de référence stable 19, laquelle est constituée par une couvette poreuse 195 remplie d'un mélange 192 de cristaux de sulfate de cuivre hydraté et de sciure de bois arrosé avec une solution aqueuse de sulfate de cuivre à
l'aide d'un tube perforé 194. Une électrode cuivrée 191 est placée dans la cuvette poreuse 195. La surface cylindrique du support comprend des faces de mesure 199 de l'électrode de référence stable 19 en forme de orures. Les câbles 175, 176 et 41 sont connectés aux électrodes 17, 191, 40. La sortie des câbles 175, 176, 41 est rendue étanche par une résine.
La Figure 2 illustre un autre mode d'exécution du capteur selon l'invention. Le support 39 est sous forme d'un 11~2175 l~

tube en matériau diélectrique, par exemple un tube en chlorure de vinyle. Sur la surface cylindrique extérieure sont dispo-sées deux électrodes auxiliaires métalliques 17 et 40 en forme d'anneaux cylindriques dont les aires des faces de mesure sont égales respectivement à 500 cm2 et 50 cm2. Une électrode de de référence stable 19, dont la face de mesure 199 est cons-tituée de l'une des extrémités du support est disposée à l'in-térieur du support 39. A l'autre extrémité du support 39, on retrouve la sortie des câbles 41, 175, 176 lesquels sont con-nectés aux électrodes 40, 17, 191. Autour des électrodes 17 et 191, il y a de l'isolation simulée en forme d'anneaux 38.
La Figure 3 illustre un mode d'exécution de capteursemblable à celui illustré en Figure 1. La différence est que le contact électrolytique de la face de mesure 199 de l'élec-trode de référence stable 19 avec la surface de l'électrode métallique auxiliaire 17 est assuré par un remplissage con-ductible 42, par exemple des cristaux de sulfate de sodium et à l'aide d'un diaphragme 43 en forme de plaque cylindrique d'un diamètre égal à 10 mm, installé dans une forure de l'élec-trode métallique auxiliaire 17 et isolé de cette électrode 17par un anneau 44 en matériau diélectrique. Dans la partie supérieure est disposée une cloison 56 en matériau diélectri-que.
En se référant à la Figure 4, on verra que le sup-port 39 est constitué d'un parallélépipède creux dont la base est formée par un triangle. Dans chaque paroi du parallélé-pipède est placée une électrode métallique auxiliaire 17, 40, 50 en forme de plaques circulaires dont les aires des faces de mesure sont respectivement égales à 100 cm2, 10 cm2, 1 cm . A l'intérieur du support 39 est placée l'électrode de référence stable 19, dont la face de mesure 199 est arran-~lZ175 .' gée au fond du support 39. Les électrodes 17, 19, 40, 50sont connectées aux câbles 175, 176, 41, 51.
Le capteur selon l'invention du type décrit ci-des-sus est utilisé de préférence pour mesurer l'interférence des structures enterrées, munies d'une couche isolante, et aussi pour déterminer le potentiel polarisant desdites structures, par exemple par la méthode à circuit ouvert.
Le capteur selon l'invention peut être utilisé pour les structures déjà installées aussi bien que pour les struc-tures nouvelles. Le capteur décrit ci-dessus peut aussi être utilisé pour mesurer la possibilité de corrosion des struc-tures métalliques qui sont sous l'influence des courants vaga-bonds, et surtout les réservoirs souterrains déjà installés à proximité des installations de tramways ou de chemins de fer électriques, Cette demande est une division de la demande 351 758 déposée le 12 mai 1980.

Claims (8)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:-
1. Capteur de mesure de la protection électrochimique et de la possibilité de corrosion des structures métalliques placées dans un électrolyte et en présence d'un champ élec-trique caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins une électrode (17) métallique auxiliaire, ayant une face SQ de mesure, sont la face SQ de mesure convient à la relation 1,0 m2 ? SQ ? 0,1 cm2, et d'une électrode (19) de référence stable.
2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support (39) en matériau diélectrique dans lequel sont disposées au moins deux électrodes (17, 40) métalliques, auxiliaires ayant des faces de mesure en métal nu, dont les aires de la face de mesure en métal nu sont diffé-rentes, les électrodes (17, 40) métalliques auxiliaires étant placées à une distance "n" minimale entre leurs surfaces et l'électrode (17) métallique dont la face de mesure est la plus grande ayant un rayon "r", la distance n convenant à la relation n ? 2r.
3. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode (19) de référence stable possède une face (199) de mesure, la face (199) de mesure de l'électrode (19) de référence stable étant disposée dans une distance "b"
entre elles et des faces de mesure des électrodes (17, 40, 50) métalliques auxiliaires, la distance "b" entre la face (199) de mesure de l'électrode de référence stable (19) et les fa-ces de mesure des électrodes (17, 40, 50) métalliques auxi-liaires convient à la relation 2,0 m ? b ? ?.
4. Capteur selon les revendications 1, 2 et 3, caracté-risé en ce qu'il est constitué par un support (39) creux en matériau diélectrique en forme d'un cylindre, ce cylindre ayant une chemise (391) avec un extérieur et un intérieur, le support ayant deux extrémités, les électrodes (17, 40) métalliques auxiliaires étant disposées aux extrémités formant les bases du cylindre du support (39), l'électrode de référence stable (19) étant disposée à l'intérieur du support (39), au moins une face (199) de mesure de l'électrode de référence stable (19) étant disposée dans la chemise (391) cylindrique du sup-port (39) en matériau diélectrique
5. Capteur selon les revendications 1, 2 et 3 caracté-risé en ce qu'il est constitué d'un support (39) creux cylin-drique en matériau diélectrique ayant une chemise (391), cette chemise ayant une surface intérieure et une surface extérieure et deux extrémités, ce capteur contenant au moins une électro-de (17) métallique auxiliaire et une électrode de référence stable (19), ayant au moins une face (198) de mesure, au moins une électrode (17) auxiliaire métallique en forme d'anneau cy-lindrique ou en forme d'une plaque circulaire étant disposée à la surface extérieure cylindrique de la chemise (391) du sup-port (39), l'électrode de référence stable (19) étant dispo-sée à l'intérieur du support (39), au moins une face (199) de mesure de l'électrode de référence stable (19) étant située à une extrémité du support (39).
6. Capteur selon une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support (39) en matériau diélectrique en forme de plaque, la plaque ayant deux cotés, l'électrode (17) auxiliaire métallique étant disposée sur un côté de la plaque et l'électrode de référence stable (19) étant disposée sur l'autre côté de la plaque.
7. Capteur selon les revendications 1, 2 et 3, carac-térisé en ce qu'il est constitué d'un support (39) creux en matériau diélectrique ayant une chemise avec un intérieur et un extérieur et deux extrémités, ouvert à une extrémité, dont la chemise (391) est en forme de parallèlépipède, au moins une électrode (17) métallique auxiliaire étant placée sur la surface extérieure d'au moins une paroi de la chemi-se (391) du support (39), l'électrode de référence stable (19) étant disposée à l'intérieur du support (39) formant le fond de ce dernier.
8. Capteur selon les revendications 1, 2 et 3, carac-térisé en ce qu'il est constitué d'un support (39) creux cy-lindrique en matériau diélectrique fermé par deux fonds en matériau diélectrique, le support (13) ayant un intérieur et un extérieur et contenant au moins une électrode (17) métal-lique auxiliaire et une électrode de référence stable (19) avec une face (189) de mesure, une électrode (17) métallique auxiliaire étant disposée à la surface extérieure d'au moins un des fonds, l'électrode de référence stable (19) étant disposée à l'intérieur du support (39), un remplissage (42) électroly-tiquement conductif étant disposé entre la face (199) de mesure de l'électrode de référence stable (19) et la surface intérieure du support (39), une plaque (43) poreuse de même épaisseur que le fond du support (39) étant emboîtée dans le fond du support (39) avec l'électrode (17) auxiliaire métalli-que, l'électrode (17) auxiliaire métallique inclus la plaque (43) poreuse étant isolée de l'électrode (17) auxiliaire métal-lique et du fond du support (39) par un anneau (44) en matériau diélectrique.
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CSPV6147-76 1976-09-22
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CS680476A CS181347B1 (en) 1976-10-21 1976-10-21 Device for measuring of polarisation potential of bare metal construction buried in electrolyte in current field
CS885076A CS183993B1 (en) 1976-12-30 1976-12-30 Device for measuring break potential of metal structures which are proveded with insulating coat and are placed in electrolyte in electric field
CSPV8850-76 1976-12-30
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