EA022318B1

EA022318B1 - Электрод сравнения

Info

Publication number: EA022318B1
Application number: EA201201054A
Authority: EA
Inventors: Всеволод Всеволодович Притула; Олег Аркадьевич Гилёв
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры "Анодъ"
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2015-12-30
Also published as: EA201201054A1

Abstract

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии подземных металлических сооружений для измерения величины поляризационного потенциала защищаемого объекта. Повышение срока службы устройства достигается за счет наличия углублений в бентонитовой и электролитической камерах и за счет нижнего расположения электрода в электролитической камере, установленной под бентонитовой камерой.

Description

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии подземных металлических сооружений, в частности к электродам сравнения, предназначенным для создания электролитического контакта с грунтом для измерения величины поляризационного потенциала защищаемого объекта, например подземного трубопровода.

Известен электрод сравнения длительного действия со стабилизирующей засыпкой по патенту на полезную модель № 78801, С23А 13/00, 2008, содержащий токонепроводящий корпус, заполненный электролитом. В корпусе расположены ионообменная мембрана и медный стержень, соединенный медным проводником с клеммой электрода. Электрод сравнения помещен в водопроницаемый чехол, заполненный стабилизирующей засыпкой, состоящей из смеси бентонитовой глины и кизельгура. Недостатком является расположение ионноообменной мембраны, обуславливающее возможность утечки электролита в грунт, появление воздушной прослойки и прекращение контакта между медным стержнем, являющимся электродом, и электролитом.

Известен неполяризующийся электрод сравнения по патенту на полезную модель № 99614, Ο01Ν 17/00, 2010. Устройство содержит токонепроводящий корпус, включающий электролитическую камеру, заполненную электролитом, в котором расположен медный стержень, и бентонитовую камеру. Камеры разделены ионообменной мембраной. Корпус выполнен составным, с повышенной жесткостью. Недостатком является малый срок службы устройства, невысокая его надежность.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран двухкамерный медносульфатный электрод сравнения неполяризующийся по патенту РФ на изобретение № 2339740, С23А 13/00, 2008. Устройство содержит токонепроводящий корпус с электролитической камерой, в которой установлен медный стержень. Корпус снабжен бентонитовой камерой, заполненной бентонитовой глиной, размоченной в воде. Бентонитовая камера установлена в нижней части корпуса. В месте сочленения камер установлены ионообменная мембрана и пластмассовая шайба с впрессованной в нее керамической пористой диафрагмой. В нижней части на корпусе бентонитовой камеры установлена пластмассовая шайба с впрессованной в нее керамической пористой диафрагмой. Недостатком данного решения является невысокий срок службы устройства из-за возможного уменьшения в электролитической камере уровня электролита. Уровень электролита может опуститься ниже медного стержня вследствие его утечки или испарения, что приводит к разрыву электрической цепи в устройстве. Кроме того, может произойти ухудшение контакта между бентонитовой глиной и грунтовой влагой вследствие засухи или механического перекрытия керамической пористой диафрагмы, например, крупным камнем.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационных возможностей устройства.

Технический результат заключается в увеличении срока службы изделия. Технический результат обеспечивается тем, что в электроде сравнения, содержащем токонепроводящий корпус, включающий электролитическую камеру с электролитом и бентонитовую камеру с бентонитовой глиной, разделенные ионно-обменной мембраной, керамический фильтр и электрод, согласно изобретению бентонитовая камера расположена над электролитической камерой и имеет И-образную форму, погруженную своей нижней частью в электролитическую камеру, при этом ионно-обменная мембрана расположена между камерами в углублении бентонитовой камеры, а электрод закреплен в нижней части электролитической камеры.

Электрод сравнения может содержать несколько электролитических камер.

Технический результат достигается за счет того, что камера с бентонитовой глиной расположена над камерой с электролитом и в электролитической камере выполнено углубление, смежное с нижним углублением И-образной формы бентонитовой камеры. Расположение в данном углублении разделительной ионно-обменной мембраны и расположение электрода в нижней части устройства позволяет обеспечить беспрерывность ионного обмена. При понижении уровня электролита вследствие постепенной утечки электролита из корпуса или при испарении образование воздушных полостей происходит в верхней части электролитической камеры, между стенками корпуса и боковой конусной поверхностью углубления. Но электрод при этом постоянно находится в слое электролита, так же как и ионно-обменная мембрана. Таким образом, при использовании устройства не происходит прерывания электрической цепи ни на одном из его участков длительное время. Кроме того, камера с бентонитовой глиной, расположенная над камерой с электролитом, имеет сверху углубление, в котором собирается и накапливается грунтовая влага. Это предотвращает отсутствие жидкости в бентонитовой камере и обеспечивает постоянную ионную проводимость между грунтом и стержневым электродом.

На чертеже представлена схема устройства электрода сравнения.

Электрод сравнения содержит токонепроводящий корпус 1, бентонитовую камеру 2 с бентонитовой глиной 3. Бентонитовая камера 2 выполнена с верхним улублением 4, в котором установлен керамический фильтр 5, с нижним углублением 6 И-образной формы. Нижнее углубление 6 бентонитовой камеры 2 образует углубление в смежной элктролитической камере 7, заполненной электролитом 8. Электролитическая камера 7 расположена ниже бентонитовой камеры 2. В углублении 6 между камерами 2 и 7 установлена ионно-обменная мембрана 9. В нижней части электролитической камеры 7 установлен электрод 10, связанный с кабелем 11, соединяющим электрод с измерительным прибором (не показан). При

- 1 022318 уменьшении количества электролита в процессе работы устройства происходит образование воздушных полостей 12 в электролитической камере 7.

Электрод сравнения работает следующим образом.

Электрод сравнения помещают в грунт вблизи подземного сооружения, защищаемого от коррозии электрохимическим способом, соединяют кабель 11 с измерительным прибором, снимают показания с датчика потенциала, связанного с измерительным прибором. В углубление 4 бентонитовой камеры 2 попадает грунтовая влага, которая подвергается фильтрации в керамическом фильтре 5. Углубление 4 может быть конусообразным. При прохождении влаги через фильтр происходит набухание бентонитовой глины в бентонитовой камере 2. Особенности кристаллохимического строения бентонитовой глины обуславливают наличие на поверхности ее частиц ионно-обменных катионов. Углубление 6 и ионнообменная мембрана 9 служат для полного обеспечения контакта бентонитовой глины 3 и электролита 8. Углубление 6 может быть выполнено И-образной формы или конусообразным. Ионно-обменная мембрана 9 пропускает только ионы электролита и не пропускает грунтовую влагу, в результате чего медносульфатный стержневой электрод 10 оказывается электролитически связан со средой, в которой находится защищаемый объект. Электродный потенциал измерительного прибора электрода сравнения сравнивается с показателем потенциала на защищаемом объекте, после чего происходит автоматическое регулирование напряжения защищаемого объекта. Благодаря наличию конусообразного углубления 4 грунтовая влага постоянно поступает в бентонитовую камеру 2. Благодаря нижнему расположению электрода 10 и наличию углубления 6 электролитической камеры 7 обеспечивается длительный непрерывный контакт электрода 10 с электролитом 8. Данные особенности конструкции обуславливают срок службы электрода сравнения 15 лет. Токонепроводящий ударопрочный корпус 1 погружен в матерчатый мешок с наполнителем. Использование наполнителя позволяет накапливать влагу в рабочей зоне электрода сравнения даже в засушливый период.

Электрод сравнения может быть выполнен с большим количеством электролитических камер, что еще более повышает срок службы устройства, предотвращает смешивание грунтовых вод и электролита, но при этом несколько увеличивает внутреннее сопротивление медно-сульфатного стержневого электрода. В случае выполнения электрода сравнения с несколькими электролитическими камерами, каждую камеру выполняют с углублением, повторяющим углубление вышерасположенной смежной камеры. В углублении между соседними камерами также устанавливают ионно-обменные мембраны.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эксплуатационные возможности устройства за счет повышения его срока службы.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Электрод сравнения, содержащий токонепроводящий корпус, включающий электролитическую камеру с электролитом и бентонитовую камеру с бентонитовой глиной, разделенные ионно-обменной мембраной, керамический фильтр и электрод, отличающийся тем, что бентонитовая камера расположена над электролитической камерой и имеет И-образную форму, погруженную своей нижней частью в электролитическую камеру, при этом ионно-обменная мембрана расположена между камерами в углублении бентонитовой камеры, а электрод закреплен в нижней части электролитической камеры.
2. Электрод сравнения по п.1, отличающийся тем, что содержит несколько электролитических камер.