NL8103088A

NL8103088A - Inrichting voor het meten van de potentiaal ten opzichte van de bodem van een kathodisch beschermde metalen constructie.

Info

Publication number: NL8103088A
Application number: NL8103088A
Authority: NL
Original assignee: Nederlandse Gasunie Nv
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1983-01-17
Also published as: DE3135638A1; FR2508648B1; MX6222E; US4481474A; AR224837A1; BR8105833A; CA1167924A; FR2508648A1

Description

.4 ..... ......... -, Λ N.V. NEDERLANDSE GASUNIE Uitvinder: Gerrit WOUDSTRA te Roden 1 3297 INRICHTING VOOR HET METEN VAN DE POTENTIAAL TEN OPZICHTE VAN DE BORgM»

VAN EEN KATHODISCH BESCHERMDE METALEN CONSTRUCTIE

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van de potentiaal ten opzichte van de bodem van een zlch in de bodem bevindende, met een extern aangelegde gelijkapanning kathodisch beschermde, metalen konstruktie, bestaande uit een nabij deze kon-5 struktie in de bodem te eteken meetstaaf die is voorzien van een met de genoemde konstruktie te verbinden meetelektrode en een referentie-elektrode, en een meetschakeling vor het meten van het poten-tiaalverschil tussen de meetelektrode en de referentie-elektrode.

Afhankelijk van de grondsoort waarin een kathodisch 10 beschermde stalen konstruktie, bijvoorbeeld een pijpleiding, geplaatst is, moet voor het voorkomen van corrosie de potentiaal van de konstruktie ten opzichte van de bodem lager zijn dan -850 mV tot -950 mV* 0m van een goede werking van de kathodische beschermings-installatie verzekerd te zijn, dient men deze potentiaal regelmatig 15 door meting te controleren. Bij een dergelijke meting wordt niet het spanningsverschil direkt tussen de beschermde konstruktie en de referentie-elektrode gemeten, omdat dan door de spanningsval in de bodem die veroorzaakt wordt door de etroomdoorgang van ofwel de aangelegde beschermingsstroom ofwel van mogelijk aanwezige zwerfstromen 20 afkomstig van elektrische installaties in de omgeving, niet de juiste potentiaal van de konstruktie ten opzichte van de bodem gemeten wordt. Wanneer, zoals aangegeven, gebruik wordt gemaakt van een met de konstruktie verbonden meetelektrode kan men de meetelektrode en de referentie-elektrode zo ten opzichte van elkaar plaatsen, dat daar-25 tussen geen door stroomdoorgang in de bodem veroorzaakt extra spanningsverschil optreedt. Hen kan bijvoorbeeld gebruik maken van een meetsonde waarin meetelektrode en referentie-elektrode gezamenlijk dicht bij elkaar zijn ondergebracht.

Een inrichting voor het meten van de beschermingspotentiaal 30 zoals hierboven omschreven is bekend uit het Duitse Offenle- gungsschrift 2 241 648. Bij de daarin beschreven meetstaaf zijn een 8103088 t

«-V

2 meetelektrode (la dit geval een met.kwik doordrenkte schijf gesinterd nikkel) en een Cu/CuS04-referentie-elektrode dicht bij elkaar elek-trisch gelsoleerd in een stalen beschermbuis aangebracht, die voorzien is van een spitse punt om hem in de grond te kunnen drijven. Ter 5 plaatse van de elektroden zijn in de buiswand openingen aangebracht, waardoor de elektroden met de omgevende bodem in contact kunnen treden.

Deze bekende inrichting heeft het bezwaar dat, doordat de contactvlakken, waar de bodem in contact met de elektroden treedt, 10 binnen de beschermbuis liggen, het voor een betrouwbare meting nood-zakelijke goede contact tussen de bodem en de elektroden nlet gewaar-borgd is, waardoor de metingen onbetrouwbaar kunnen zijn. De openingen in de buiswand dienen na ieder gebruik zorgvuldig gereinigd te worden, hetgeen bezwaarlijk is. Verder is de constructie van deze meetstaaf 15 tamelijk gecorapliceerd en daardoor kwetsbaar; de elektroden kunnen binnen de buis van hun plaats schuiven zonder dat dit onmiddellijk opgemerkt wordt.

De uitvinding heeft tot doel, een inrichting te verschaffen die de genoemde bezwaren niet vertoont.

20 De inrichting volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt dat de meetstaaf bestaat uit een metalen staafsonde die over het grootste deel van zijn lengte bekleed is met een laag elektrisch isolerend materiaal en waarvan een klein deel nabij het uiteinde niet bekleed is, welk kleine deel de meetelektrode vormt, en 25 de referentieelektrode in een dwarsboring nabij het uiteinde van de staafsonde en daarvan elektrisch gelsoleerd, is aangebracht. Bij voorkeur is de dwarsboring in het niet beklede kleine deel van de staafsonde aangebracht, zodat het oppervlak van de referentieelektrode binnen het oppervlak van de meetelektrode ligt.

30 Als referentie-elektrode wordt bij voorkeur een vloeistofloze elektrode toegepast, daar deze bij het te verwachten tamelijk ruwe gebruik van de meetstaaf minder kwetsbaar is dan de gebruikelijke t

Cu/CuS04 referentie-elektrode met vloeibaar elektrolyt, die bij blij-vend ingegraven elektroden doorgaans wordt toegepast wegens zijn zeer 35 constante eigenschappen. Met name wordt bij de inrichting volgens de uitvinding een zink-gips elektrode toegepast als referentie-elektrode, dit is een met een gipsafdekking verzegelde en opgesloten zinkelek- 8103088 t 3 trode. Het poreuze gips, dat bij gebruik vochtig dient te zijn, bevindt zich daarbij tussen de zinkelektrode en de bodem en combineert de functies die bij ‘natte* referentie-elektroden het elektrolyt en het poreuze diafragma hebben. Er kunnen echter ook andere droge 5 referentie-elektrodes worden toegepast. Zeer geschikt is ook gebleken een droge gips/kopersulfaat-gipselektrode, dit is een met een gipsaf-dekking verzegelde en opgesloten, uit een gips/kopersulfaat mengsel bestaande elektrode.

Bij het in de bodem drijven van de meetstaaf zouden plaat-10 selijk aanwezige kabels of leidingen beschadlgd kunnen worden. Om dit te voorkomen kan men de meetstaaf voorzien van een in hoofdzaak kegelvormige, uit kunststof (bij voorkeur polytetrafluoretheen) ver-vaardigde punt.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening 15 bij wijze van niet-beperkend voorbeeld. Hierin is:

Fig. 1 : een schematisch overzicht van een meetopstelling met een inrichting volgens de uitvinding voor het controleren van een installatie voor kathodische bescherming;

Fig. 2 : een langdsdoorsnede van het in fig. 1 met II omcirkelde deel 20 meer gedetailleerd.

In fig. 1 is met 1 een ondergrondse stalen buisleiding aangegeven, die bekleed is met een, in de tekening niet weergegeven, beschermende elektrisch isolerende bekleding. De buisleiding 1 is bovendien kathodisch beschermd met behulp van een installatie 2, die 25 aan de buisleiding een negatieve spanning geeft ten opzichte van een in de grond ingegraven anode 3. 0m de goede werking van de kathodische bescherming plaatselijk te controleren maakt men gebruik van de inrichting volgens de uitvinding om op de gewenste plaats de potentiaal van de leiding ten opzichte van de bodem te meten. Men drijft daartoe 30 ter plaatse, op bijvoorbeeld ca. 50 cm uit het hart van de leiding 1, een geleidende metalen staafsonde 4 in de grond en verbindt deze elektrisch met de leiding 1. De staafsonde 4 bestaat uit een metalen buis die is bekleed met een laag isolerend materiaal, met uitzondering van een klein gedeelte 5 bij het uiteinde, dat onbekleed is. De staaf-35 sonde 4 wordt zover in de grond gedreven dat het blanke gedeelte 5 zich op de hoogte van de leiding 1 bevindt. Ongeveer in het midden van 8103088 ** 4 het onbeklede gedeelte 5 (dat de meetelektrode vonnt) is in een radiale boring een referentie-elektrode 6 aangebracht, die met een kabel 8 via een geisoleerde doorvoer 9 is verbonden met een meetscha-keling 10, evenals de sondebuis 4 en daarmee de meetelektrode 5. Met 5 de meetschakeling 10 wordt het potentiaalverschil tussen de elektrodes 5 en 6 bepaald.

De meetstaaf is voorzien van een PTFE-punt 7 om schade aan zich in de bodem bevindende kabels of leidlngen bij het indrijven te voorkomen. Verder is de meetstaaf voorzien van een dwarsstang 19 als handvat voor 10 het in de bodem drijven of uit de bodem trekken van de meetstaaf.

In fig. 2 is het uiteinde van de meetstaaf meer gedetailleerd weergegeven. De delen 4, 5, 7 en 8 zijn reeds bij fig. 1 besproken; 11 is de lsolatielaag, waarmede de meetstaaf over het grootste deel van zijn lengte bekleed is. De referentie-elektrode 6 is aangebracht 15 in een boring 12 in het onbeklede deel 5 en daarvan gelsoleerd met twee isolatiebussen 13 en 14. De referentie-elektrode is een zink-gips elektrode en bestaat uit een cyllndertje van zink 15, opgesloten tussen gipsproppen 16.

Telkens voordat de inrichting in gebruik genomen wordt, wordt 20 zij gecalibreerd tegen een in de bodem aangebrachte Cu-CuS04-elek-trode, die wordt aangesloten in plaats van de buisleiding 1. Met behulp van een instelbare spanningsbron 17 (zie fig. 1) wordt daarbij de aanwijzing van het meetinstrument 18 op nul gesteld. Het meetin-strument 18 is hier symbolisch aangegeven als een wijzerinstrument; 25 uiteraard kan de meetschakeling 10 ook een digitale uitlezing hebben. De instelbare spanningsbron 17 is hier symbolisch aangegeven als een potentiometerschakeling met een batterij; hiervoor kan ieder geschikt type instelbare constante-spanningsbron gebrulkt Worden.

Voordat de meetstaaf in de bodem gedreven wordt, moet de 30 meetelektrode 5 blank geschuurd worden om een eventuele oxydelaag te verwijderen. Mits men hiervoor zorgt, bedraagt de tljd, waarin de meetelektrode zich op de juiste potentiaal instelt, slechts enkele minuten.

8103088

Claims

1. Inrichting voor het meten van de potentiaal ten opzichte van de bodem van een zich in de bodem bevindende, met een extern aange-legde gelijkspanning kathodisch beschermde, metalen konstruktie, bestaande uit een nabij deze konstruktie in de bodem te steken 5 meetstaaf die is voorzien van een met de genoemde konstruktie te verbinden meetelektrode en een referentie-elektrode, en een meetschakeling voor het meten van het potentiaalverschil tussen de meetelektrode en de referentie-elektrode, met het kenmerk, dat de meetstaaf bestaat uit een metalen staafsonde die over het grootste 10 deel van zi jn lengte bekleed is met een laag elektrisch isolerend materiaal en waarvan een klein deel nabij het uiteinde niet bekleed is, welk kleine deel de meetelektrode vormt, en de referentieelektrode in een dwarsboring nabij het uiteinde van de staafsonde en daarvan elektrisch gelsoleerd, is aangebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dwars boring in het niet beklede kleine deel van de staafsonde is aangebracht.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de referentie-elektrode een vloeistofloze elektrode is.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de referen tie-elektrode een zink-gips elektrode is.

5. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de referentie-elektrode een gips/kopersulfaat-gips elektrode is.

6. Inrichting volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat 25 de meetstaaf voorzien is van een in hoofdzaak kegelvormige, uit kunststof vervaardigde punt.

7. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de in hoofdzaak kegelvormige punt in hoofdzaak uit polytetrafluoretheen ver-vaardigd is.

8. Inrichting, in hoofdzaak zoals beschreven in de beschrijving en/of de tekening. WR/FHJ 81 03 0 88