CS200276B1 - Zapojení ke zjišťování elektrochemické ochrany kovových konstrukcí uložených v elektrolytu v kovovém nebo silikátovém pouzdře - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení ke zjišťování elektrochemické ochrany, zejména katodické ochrany, nebo atupně korozního ohrožení elektricky stíněných kovových konstrukcí, uložených v kovových nebo silikátových pouzdrech, zejména v kovových, nebo železobetonových chráničkéch, Šachtách a podobně, ve kterých je v meziprostoru elektrolyt.

Z technologických nebo provozně-bezpečnostmch důvodů se kovové podzemní konstrukce ukládají do kovových nebo silikátových pouzder. U ocelových potrubí jaou to tzv. ocelové nebo železobetonové chráničky pod silnicemi nebo železnicemi, u podzemních ocelových nádrží různé betonové nebo železobetonové vany, šachty apod. Velmi často, zejména u dříve vybudovaných konstrukcí, je v prostoru mezi ocelovou konstrukcí a pouzdrem podzemní voda vlivem nedokonale provedených vodoizolačních úprav. Tím se část kovové konstrukce uložené v pouzdrech stává elektricky stíněnou nebo částečně stíněnou konstrukcí* Z hlediska protlkorozní ochrany je tato část kovové konstrukce vystavena koroznímu působení makročlánků v důsledku obklopujícího prostředí, tj. podzemní vody. Při aplikované katodické ochraně je při dosavadním stavu techniky obtížné prokázat, že kovová konstrukce, respektive holé kovové povrchy, například v místech poškozeného izolačního povlaku, které jeou uloženy v elektrolytu, jsou nebo nejsou chráněny proti korozi. Ještě komplikovanější situace nastává, jestliže je kovová konstrukce, například délkové ocelové potrubí,

200 276

200 270 pod vlivem bludných proudů ze stejnosměrné elektrizované kolejové dopravy. V anodických pásmech vystupuje proud z potrubí do elektrolytu a vrací se zemí ke zdroji (k měnírně). Jestliže se v anodickém pásmu nachází potrubí v ocelové chréničce a podzemní vodou, stejnosměrný proud vystupuje z míst s poručenou izolací do vody a déle do chráničky a do země. Takto může dojít k perforaci potrubí v relativně krátké době, přičemž dosud není k dispozici měřicí hodnota jak toto nebezpečí včas zjistit a učinit přísluěná nápravná opatření.

Je známo zapojení podle čs. autorského osvědčeni č. 169704, kterým lze zjišťovat účinnost katodické ochrany kovových úložných konstrukcí (uložených v zemi). Nevýhodou tohoto zapojení je, že jej nelze použít u elektricky stíněných kovových konstrukcí, tj. uložených v kovovém nebo železobetonovém pouzdře. Ani dalěí známá zapojení podle ča. autorského osvědčení č. 180336, kterým lze zjišťovat interferenci při katodické ochraně *

neřeší případy elektricky stíněných kovových konstrukcí.

Na druhé atraně i za současného stavu techniky je velkým problémem provést různé prostupy zdivém nebo uzavření obou konců chrániček tak, aby do chráněného prostoru nepronikla podzemní nebo povrchová voda. To mé ze následek nákladné rekonstrukce β opravy, přičemž poUze v málo případech se podaří provést elsktroizolsční a vodoizolační úpravy tak, aby bylo dosaženo přijatelného provozního stavu. Podle provedených šetření u více než 90 % případů by nebylo nutné žádné dodatečné úpravy provádět, jestliže ae prokáže, že například úsek potrubí v chréničce a vodou v meziprostoru je katodicky chráněn. U zbývá jících’ případů je pak možné provést dodatečné opatření, které zajistí dostatečnou antikorozní ochranu.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstatou je, Že v prostoru mezi kovovou konstrukcí a pouzdrem je uspořádána nejméně jedna kovová elektroda, která je galvanicky spojena a kovovou konstrukcí tak, že měřicí vývod této elektrody je ukončen v měřicím objektu s nejméně dvěma měřicími vývody, přičemž druhý měřicí vývod je galvanicky připojen ke kovové konstrukci. Zapojení podle vynélezu může být též provedeno tak, že do prostoru mezi kovovou konstrukci a pouzdro js vložena permanentní referenční elektroda, jejíž měřicí vývod je rovněž ukončen v měřicím objektu. Při měření korozního stavu do okruhu mezi měřicí vývod ks kovové elektrodě a měřicí vývod ke kovové konstrukci je připojen miliampérmetr. Konkrétní provedení vynálezu může být uspořádáno tak, že v měřicím objektu je uspořádáno gest svorek, přičemž k první svorce je připojena kovová elektroda, k třetí svorce je připojena kovová konstrukce, ke čtvrtá svorce je připojena referenční elektroda, k šesté svorce je připojeno pouzdro, mezi první a druhou svorkou je přeruěitelný galvanický spoj, například spínač, mezi druhou a pátou . I svorkou je galvanický spoj, mezi druhou a třetí svorkou je galvanický apoj ajnezi čtvrtou a pátou svorkou je zapojen vysokoohmický voltmetr.

Další konkrétní provedení vynálezu může být uspořádáno tak, že v měřicím objektu je k šesté svorce měřicím vývodem galvanicky připojeno pouzdro, k první svorce je při3

200 270 pojena kovová elektroda, ke třetí svorce je připojena kovová konstrukce, ke čtvrtá svorce je připojena referenční elektroda, mezi pátou a častou svorkou je přeruěitelný galvanický spoj, například vypínač, mezi čtvrtou a pátou svorkou je zapojen vysokoohmický voltmetr. Modifikací tohoto zapojení je, že mezi měřicí vývod ke kovové elektrodě a měřicí vývod k pouzdru je připojen miliampérmetr. Vynález může být uspořádán také tak, že mezi měřicí vývod ke kovové elektrodě a měřicí vývod ka kovové konstrukci je připojen ohmmetr. Kovová elektroda může být provedena jako jednostranně izolovaná deska, a výhodou za stejného nebo podobného materiálu jako kovová konstrukce. Jako referenční elektroda může být použita permanentní Cu/CuSO^ elektroda.

Zapojení podle vynálezu má tyto výhody:

Uspořádání elektrody v prostoru mezi kovovou konstrukci a pouzdro a zavedením měřicích vývodů do přístupného měřicího objektu je možno při použití běžných elektrických měřicích přístrojů zjistit korozní sta» částečně stíněné kovové konstrukce. Připojením miliampérmeru lze určit polaritu a velikost proudu, připojením ohmmetru je možno určit přítomnost elektrolytu v meziprostoru. Delším uspořádáním referenční elektrody v prostoru' mezi kovovou konstrukci a.pouzdro s přísluěným měřicím vývodem je možno za použití vysokoohmického voltmetru změřit zapínací potenciál kovové elektrody nebo vnitřního povrchu chráničky nebo vypínací (polarizační) potenciál kovové elektrody, která například simuluje poruchu izolačního povleku ocelového potrubí uloženého v chráničee. Takto lze jednoduče získat všechny potřebná elektrické hodnoty k posouzení korozního stavu a stupně elektrochemické ochrany kovová konstrukce uložená v pouzdře i vlastního kovového pouzdra.

Na připojeném výkresu je znázorněn přiklad provedení vynálezu na kovovém potrubí opatřeném chráničkou a uloženém pod zemí. Ocelové potrubí 1 s vnějším izolačním povlakem 12 je v určitém úseku opatřeno kovovou chráničkou 2 uzavřenou elektroizolačním uzávěrem

13. Nad povrchem země je instalován měřicí objekt 4, například skříňka se svorkovnicí s Šesti svorkami 41, 42. 43. 44. 45. 46. Chránička je rovněž opatřena kabelovou průchodkou 8 a dalSÍ průchodky 2, 2’ jsou uspořádány mezi povrchem půdy a měřicím objektem £.

V zobrazeném příkladu je chránička zaplněna elektrolytem, například vodou, a hladinou 10. v elektrolytu je mezi chráničkou 2 a potrubím 1 uložen snímač 2 například podle čs. autorského osvědčení č. 183993, obsahující kovovou elektrodu 31 a permanentní referenční elektrodu 32. Kovová elektroda 2i ’® tvaru ocelové kruhové jednostranně izolované desky js izolovaným vodičem 311 připojena k svorce 41. referenční Cu/CuSO^ elektroda 32 je izolovaným vodičem 321 připojena k svorce 44. Chránička 2 je izolovaným vodičem 21 připojena k svorce 46 s potrubí 1 je izolovaným vodičem 11 připojeno k svorce £3. Mezi svorkami 41 a 42 js spínač mezi svorkami 42 a £2 je galvanický spoj 23. Miliampérmstr 2 je galvanickými spoji 21 a 22 připojen k svorkám 42 a 43. Vysokoohmický voltmetr 6 je galvanickými spoji 61, 62 připojen ke svorkám ££ a £2·

Zapojení podle vynálezu pracuje takto:

Při standardním připojení miliampérmetru 2 j® P^lus P°1 přiP°á®^{n k}® 'galvanickému spoji 22,

200 270 tedy proud vstupuje při zapnutém spínači 47 z chráničky 2 do elektrolytu 10 a do kovové elektrody 31 a vytvořeným galvanickým okruhem 311 - 41 - 47 - g2 - ”51 ~ 43 - 11 do kovové konstrukce 1, což značí, ža holý povrch se katodicky polarizuje. Při hustotě ochranného proudu j > 30 mA/m lze předpokládat dostatečnou katodickou ochranu. Stupen ochrany lze též posoudit podle hodnoty vypínacího potenciálu U_v kovové elektrody 31 proti referenční elektrodě 32, například permanentní Cu/CuS0₄ elektrodě uložené v elektrolytu

10. například podzemní vodě. Při výše uvedeném zapojení lze na vysokoohmickém voltmetru 6, jehož plus pól je standardně připojen ke galvanickému spoji 61, změřit zapínacl poten ciál U„. Při wpnutí spínače 42 lze do 3 s po přerušení galvanického okruhu přečíst vypínací potenciál, který lze s dostatečnou přesností považovat za polarizační potenciál. Při U_v = -0,80 až 0,85 V a hodnotách zápornějších, lze potrubí v chréničce považovat za dostatečně katodicky chráněné·

Různou kombinací zapojení dalěích galvanických spojů 23. 24 a s využitím měřicího vývodu 21 lze měřit proud miliampérmetrem 2 mezi kovovou elektrodou 31 a povrchem 2, nebo zepínací potenciál vyeokoohmickým voltmetrem 6 mezi referenční elektrodou 32 elektrolytem 10 a pouzdrem 2, Obdobně za použití ohmmetru 7 lze změřit přechodový odpor mezi ko vovou elektrodou 31, elektrolytem 10 a pouzdrem 2_, respektive kovovou konstrukcí 1, jehož hodnota ukazuje na druh a množství elektrolytu 10 v pouzdře 2.

V oblastech a bludnými proudy lze a výhodou použít registrační miliampérmetr 2 ⁸ registrační vysokoohmický voltmetr 6, nebol je nutno sledovat přísluěné elektrické hodnoty v určitém časovém intervalu, například 4 hodiny. Podle polarity a velikosti elektrických hodnot se posoudí korozní stav kovové konstrukce 1 v pouzdře 2.

Zapojení podle vynálezu je vhodné použít u kovových chrániček ocelových izolovaných potrubí, které jsou katodicky chráněny nebo jsou ovlivněny bludnými proudy například ze stejnosměrně elektrizované kolejové dopravy. Dalěí výhodné použití je u neliniových konstrukcí, jako jsou podzemní ocelové nádrže uložené v železobetonových vanách, nebo kovové konstrukce uložené v šachtách, přičemž kovová konstrukce je pod vlivem stejnosměrného proudu a je uložena v elektrolytu·

Claims (10)

1· Zapojení pro zjišťování elektrochemické ochrany kovových konstrukcí, uložených v elektrolytu v kovovém, nebo silikátovém pouzdře, vyznačené tím, že v prostoru mezi kovovou konstrukcí (1) β pouzdrem (2) je uspořádána nejméně jedna kovová elektroda (31) která je 8 kovovou konstrukcí (1) galvanicky spojena, přičemž měřici vývod (311) této kovové elektrody (31) je ukončen v měřicím objektu (4) s nejméně dvěma měřicími vývody (311, 11) a druhý měřicí vývod kovové elektrody (31) je galvanicky připojen ke kovové konstrukci (1)·

2· Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že do prostoru mezi kovovou konstrukci (1) a

200 27 pouzdro (2) je vložena permanentní referenční elektroda (32), jejíž měřicí vývod (321) je rovněž ukončen v měřicím objektu (4)·

3. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že mezi měřicí vývod .(311) a měřicí vývod (11) je připojen miliampérmetr (5) nebo registrační miliampérmetr (5).

4. Zapojení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že v měřicím objektu (4) jsou uspořádány svorky (41, 42, 43, 44, 45, 46), přičemž k první svorce (41) je připojena kovová élekt roda (31), ke třetí svorce (43) je připojena kovová konstrukce (1), k čtvrté (44) svor ce je připojena referenční elektroda (32), k šesté (46) svorce je připojeno pouzdro (2), mezi první (41) a druhou (42) svorkou je přeruěitelný galvanický spoj (47), mezi druhou (42) a pátou (45) svorkou je galvanický spoj (23).

5. Zapojení podle bodů 1, 2 a 4, vyznačen» tim, že mezi druhou (42) a třetí (43) svorkou měřicího objektu (4) je galvanický spoj (24), a mezi čtvrtou (44) a pátou (45) svorkou je zapojen vysokoohmický voltmetr (6) nebo registrační vysokoohmický voltmetr (6).

6. Zapojení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že pouzdro (2) je měřicím vývodem (21) připojeno k šesté svorce (46) měřicího objektu (4).

7. Zapojení podle bodů 1, 2, a 6, vyznačené tím, že v měřicím objektu (4) je k první svorce (41) připojena kovová elektroda (31), ke třetí svorce (43) je připojena kovová konstrukce (1), ke čtvrté svorce (44) je připojena referenční elektroda (32), mezi pátou (45) a šestou (46) svorkou je přeruěitelný galvanický spoj (22), a mezi čtvrtou (44) a pátou (45) svorkou je zapojen vysokoohmický voltmetr (6).

8. Zapojení podle bodů 1 a 6, vyznačené tím, že mezi měřicí vývod (311) e měřicí vývod (21) je připojen miliampérmetr (5)·

9. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že mezi měřicí vývod (311) a měřicí vývod (11) je připojen ohmmetr (7).

10. Zapojení podle bodů 1 a 6, vyznačené tím, že mezi měřicí vývod (311) a měřicí vývod (21) je připojen ohmmetr (7).