NO144942B - Em fremgangsmaate og apparat for maaling av en korrosjons-stro - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til overvåkning av korrosjonstilstanden for en neddykket, langstrakt metallkonstruksjon forsynt med en innretning for katodisk beskyttelse omfattende beskyttelsesanoder, med samtidig overvåkning av tæringshastigheten for en slik anode.

Oppfinnelsen angår i et praktisk tilfelle mer spesielt en slik målemetode for en neddykket konstruksjon i form av en undersjø-isk rørledning forsynt med offer-anoder for katodisk beskyttelse.

Videre omfatter oppfinnelsen et apparat for måling av en strøm-tetthetskomponent av likestrøm som sirkulerer i en væske.

Det er kjent å sørge for beskyttelse mot korrosjon av en under-sjøisk rørledning (vanligvis av jern eller et jernmetall) ved å dekke denne med et belegg som er tettsluttende mot sjøvann og ved å anordne offer-anoder av sink eller av aluminium og som er elektrisk forbundet med rørledningen samt står i direkte kontakt med sjøvannet..Slike anoder danner sammen med sjøvannet og rørledningen et elektrisk element som sikrer en katodisk polari-sasjon av rørledningen,, slik at i tilfelle av svikt i det nevnte belegg på rørledningen, blir en rask korrosjon av denne på grunn av sjøvannet, unngått. Dette resultat blir oppnådd takket være etablering av en elektrisk strøm mellom anoden og det parti av rørledningen som tilfeldigvis er bragt i kontakt med sjøvannet.

Imidlertid medfører denne elektriske strøm et forbruk av anoden slik at det er nødvendig å overvåke korrosjonstilstanden av rørledningen og brukstilstanden av dennes beskyttelsesanoder.

Oppfinnelsen har spesielt til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte som gjør det mulig ikke bare å kjenne graden av for-bruket av anodene, men også å lokalisere de steder hvor rør-ledningen er utsatt for intens korrosjon.

I dette øyemed foreskriver fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

at det som et første trinn foretas måling av strømtettheten av en elektrisk likestrøm i hvert punkt langs aksen av konstruksjonen, og at det som et annet trinn bestemmes og lokaliseres

en eventuell lokal relativ ekstremverdi i strømtettheten mellom to naboanoder, hvorved et punkt med relativt intens korrosjon lokaliseres på konstruksjonen og det utledes på grunnlag av en forutgående kalibrering hvor stor total strøm som sirkulerer mellom en anode og konstruksjonen.

Den totale strømverdi som utledes, gjør det mulig å fastslå graden av forbruk av anoden og følgelig det tidspunkt da det blir nødvendig å utskifte denne anode med en ny anode.

Den nevnte måling gjør det også mulig å lokalisere de steder hvor rørledningen er utsatt for intens korrosjon. I virkeligheten vil rørledningen på slike steder motta en unormalt høy strømtetthet.

For å måle en strømtetthetskomponent av likestrøm som sirkulerer i en væske er det fordelaktig å anvende et apparat ifølge denne oppfinnelse. Dette apparat er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at det omfatter i det minste en lukket magnetkrets som under bruk blir neddykket i væsken og orientert slik at den elektriske strøm kan passere gjennom åpningen i magnetkretsen, en målevikling anbragt på magnetkretsen, en måleanordning for måling av et elektrisk signal og forbundet med klemmene på måleviklingen, og et elektrisk isolerende blokkerings-organ som periodisk kan innsettes i strømveien for den elektriske strøm gjennom åpningen i magnetkretsen.

Blokkeringsorganet består med fordel av en skive innrettet til

å dreies om en akse vinkelrett på sitt plan, hvilken skive er forsynt med i det minste én åpning som er forskjøvet i forhold til omdreiningsaksen og er slik arrangert i forhold til magnetkretsen at passeringstverrsnittet for den elektriske strøm gjennom åpningen i magnetkretsen kan varieres periodisk.

Dette apparat har følgende fordeler:

Det har enkel konstruksjon.

Det gjør det mulig å eliminere jordmagnetfeltet.' - Sjøvannet yder liten motstand mot rotasjonen av modu-'

latorskiven og denne kan dreies med høye hastigheter slik at signal/støy-forholdet kan økes.

Ved anvendelse av flere magnetkretser og ved å an-

ordne flere åpninger i modulatorskiven kan modulasjons-frekvensen ytterligere økes og derved forbedre signal/støy-forholdet.

Andre særegne trekk og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå

av den følgende beskrivelse av et utførelseseksempel under hen-visning til tegningen hvor: Figur 1 skjematisk viser korrosjonsstrømmer mellom to naboanoder og en undersjøisk rørledning forsynt med slike

anoder,

figur 2a viser et diagram over variasjonen langs rørledningen på figur 1, av komponenten normalt på rørledningens

akse, av tettheten av korrosjonsstrømmene på figur 1, figur 2b viser variasjonen langs rørledningen på figur 1, av

komponenten parallelt med rørledningens akse, og figur 3 viser skjematisk et måleapparat for strømtetthet

ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.

Figur 1 viser en undersjøisk rørledning 1 av stål som er dekket med et vanntett belegg. Rørledningen er forsynt med sinkanoder 2,2' i form av hylser som er anbragt med jevne mellomrom langs rørledningen.

Mellom anodene 2 og rørledningen 1 oppstår det strømmer I som

hår forholdsvis liten intensitet eller styrke under normale forhold. Disse strømmer går ut fra anodene 2,2' og trer inn i rør-ledningen på jevn måte med en stort sett konstant tetthet langs lengden av det avsnitt av rørledningen som ligger mellom to anoder.

Figur 2a viser variasjonen av komponenten J, av strømtettheten langs dette avsnitt av rørledningen, hvilken komponent ligger i retningen a radielt utad og vinkelrett på rørledningens akse.

Det fremgår av denne figur at strømtetthetskomponenten J, er positiv og forholdsvis sterk på det sted hvor anodene 2 og 2<1 >befinner seg, dvs. med abscisser mellom punktene A og B henholds-vis A' og B' på figur 2a, og at strømtetthetskomponenten er forholdsvis liten, negativ og stort sett jevn over hele avsnittet av rørledningen mellom to anoder, hvilket svarer til abscisser mellom punktene B og A<1> på figur 2a.

Figur 2b viser variasjonen langs rørledningen av korrosjonsstrøm-tetthetskomponenten J langs retningen b parallelt med rørledningens akse og rettet mot høyre på figur 1.

Det fremgår av figur 2b at denne strømtetthet J2 er positiv mellom et abscissepunkt C liggende midt i segmentet AB og et abscissepunkt D svarende til midtpunktet av det rørledningsavsnitt som ligger mellom anodene 2 og 2'. I punktene C og D er strømtett-heten J_ l-ifc null.

Denne strømtetthet J er negativ mellom punktet D og punktet C', hvilket sistnevnte punkt svarer til punktet C, men ligger i segmentet A' B '.

Ut fra en forutgående kalibrering er det lett å utlede de informa-sjoner som ligger i minst en av variasjonskurvene på figurene 2a og 2b, for å få verdien av den totale sirkulerende strøm mellom en anode 2 og rørledningen 1.

En sone med sterk korrosjon av rørledningen i et abscissepunkt E medfører distorsjon av kurven slik som vist med stiplet linje på figurene 2a og 2b. Disse soner med intens korrosjon blir.således lett detektert ved måling av strømtetthetene J^.. og J ? utført over hele lengden av rørledningen.

En ulikhet mellom brukstilstanden av anodene.2 og 2' og/eller en differanse mellom korrosjonstilstanden på de to halvdeler av rørledningsavsnittet mellom anodene 2 og 2', gir seg til kjenne ved en forskyvning av punktet D for strømtetthet lik null, mot høyre eller mot venstre på figur 2b.

Det apparat som er vist på figur 3 gjør det mulig a male en strømtetthet i en væske, f.eks. en strømtetthet av en sirkulerende korrosjonsstrøm i sjøvann omkring en rørledning 1 forsynt med anoder 2. Apparatet omfatter en ringkjerne 3 av magnetisk materiale på hvilken det er anbragt en målevikling 4. En skive 5 av elektrisk isolerende-materiale og anbragt parallelt med ringkjernens plan, blir lagt mot denne slik at den kan motvirke elektrisk strømgjennomgang 6 gjennom ringkjerneh 3. Skiven 5 dreies (pil f) om en akse vinkelrett på sitt plan og gjennom skivesentret 5a. En sirkulær åpning 5b er utformet eksentrisk på skiven 5 og er slik dimensjonert at den periodisk kan bringes til å falle sammen med den sentrale åpning i ringkjernen 3.

Således muliggjør dette apparat måling av den komponent som ligger i retning perpendikulært på ringkjernens 3 plan, av korro-sjonsstrømtettheten mellom anoden 2 og rørledningen 1, og spesielt mellom anoden 2 og en sone 7 på rørledningen 1 med intens korrosjon.

Denne strømtetthet er i virkeligheten intensiteten av den strøm 6 som kan passere gjennom den sentrale åpning i ringkjernen 3. Rotasjon av skiven 5 besørget ved hjelp av en drivanordning som ikke er vist på tegningen, modulerer den kontinuerlige strøm 6 gjennom kjernen 3 slik at det induseres en elektromotorisk kraft i måleviklingen 4. En anordning 8 koblet til klemmene på denne vikling 4 gjør det mulig å måle denne elektromotoriske kraft.

Ringkjernen 3 blir med fordel formagnetisert til nær maksimum av sin differensielle magnetiske permeabilitet. Derved blir det oppnådd en større følsomhet.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til overvåkning av korrosjo'nstilstanden for en neddykket, langstrakt metallkonstruksjon (1) forsynt med en innretning for katodisk beskyttelse omfattende beskyttelsesanoder (2), med samtidig overvåkning av tæringshastigheten for en slik anode, karakterisert ved at det som et første trinn foretas måling av strømtettheten av en elektrisk likestrøm i hvert punkt langs aksen av konstruksjonen, og at det som et annet trinn bestemmes og lokaliseres en eventuell lokal relativ ekstremverdi i strømtettheten mellom to naboanoder, hvorved et punkt (E) med relativt intens.korrosjon lokaliseres på konstruksjonen (1) og det utledes på grunnlag av en forutgående kalibrering hvor stor total strøm som sirkulerer mellom en anode og konstruksjonen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det første trinn blir utført ved å måle en strøm-tetthetskomponent i hvert punkt langs aksen av konstruksjonen, hvilken komponent er orientert i en forutbestemt retning i forhold til konstruksjonens akse, og at det annet trinn blir utført ved å lokalisere en eventuell lokal relativ ekstremverdi i den nevnte strømtetthetskomponent mellom tilstøtende anoder.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den nevnte strømtetthetskomponent blir målt ved: at den elektriske strøm (6) bringes til å passere gjennom åpningen i en magnetkrets (3), at størrelsen av denne åpning varieres periodisk i tid, og at tidsvariasjonen av den magnetfluks som forløper i denne magnetkrets måles.

4. Apparat for måling av en strømtetthetskomponent av likestrøm som sirkulerer i en væske, karakterisert ved at det omfatter i det minste en lukket magnetkrets (3) som under bruk blir neddykket i væsken og orientert slik at den elektriske strøm (6) kan passere gjennom åpningen i magnetkretsen, en målevikling (4) anbragt på magnetkretsen (3), en måleanordning (8) for måling av et elektrisk signal og forbundet med klemmene på måleviklingen (4), og et elektrisk isolerende blok-ker ingsorgan (5) som periodisk kan innsettes i strømveien for den elektriske strøm (6) gjennom åpningen i magnetkretsen (3). -

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at blokkeringsorganet består av en skive (5) innrettet til å dreies om en akse vinkelrett på sitt plan, hvilken skive er forsynt med i det minste én åpning (5b) som er forskjøvet i forhold til omdreiningsaksen og er slik arrangert i forhold til magnetkretsen at passeringstverrsnittet for den elektriske strøm gjennom åpningen i magnetkretsen kan varieres periodisk.