Opis patentowy opublikowano: 31.12.1979 105 461 CZY t tLNlA Urzedu Patentowego Int. Cl.2 C23F 13/00 Twórca wynalazku: Romuald Juchniewicz, Wojciech Sokolski, Slawomir Sadowski, Andrzej Widuchowski, Jerzy Walaszkow- ski, Wladyslaw Bohdanowicz, Antoni Bradtke Uprawniony z patentu: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Uklad do zwalczania korozji elektrochemicznej Itazedimiotem wynalazku jest uklad do zwalczania korozji elektrochemicznej na drodze automatyczne¬ go polaryzowania chronionych konstrukcji metalo¬ wych.Znane i stosowane dotychczas uklady maja za zadanie utrzymanie na powierzchni chronionego obiektu zadanej wartosci potencjalu elektrochemi¬ cznego mierzonego wzgledem elektrody odniesienia, co zapewnia zahamowanie procesów korozyjnych.Do tego celu stosuje sie znany min. z patentu polskiego nr nr 530(15 i 50042 uklad, w którym uklad wejsciowy w postaci wzmacniacza róznicowe¬ go polaczony jest na wejsciu z ukladem zadawania w postaci zasilacza stabilnego oraz z elektroda po¬ mocnicza, zas na wyjsciu jpoprzez analogowy uklad regulacji sterownika i sterownik oraz dwa lub wiecej oddzielenia galwaniczne w postaci transfor¬ matorów imtpulsowych laczy sie z tyrystorowym ukladem mocy. Role analogowego ukladu regulacji spelnia rop. wzmacniacz magnetyczny.Niedogodnoscia znanych ukladów sa duze gaba¬ ryty i skomplikowana budowa wchodzacych w sklad ukladu urzadzen, duza ilosc elementów i koniecznosc ich strojenia, zawodnosc parzy zmianie parametrów technicznych, np. temperaitury.Coraz powszechniejsze stosowanie pracujacych obok siebie ukladów do automatycznej ochrony elektrochemicznej wymaga ciaglej kontroli i nad¬ zorowania ich pracy oraz wlasciwej regulacji, zas znane dotychczas uklady nie umozliwiaja ich wza- jemnej wspólpracy oraz centralnej, zdalnej regu¬ lacji.Uklad do zwalczania korozji elektrochemicznej; oparty o zasade polaryzacji chronionych konstru¬ kcji pradem stalym i wyposazony w uklad zada¬ wania polaczony z ukladem wejsciowym oraz W sterownik i uklad tyrystorowy wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze uklad wejsciowy, który stanowi przetwornik napiecie — czestotliwosc pola¬ czony jest z jednej strony z ukladem zadawania, korzystnie w postaci przetwornika cyfirowo—ana^ logowego z pamiecia, elektroda odniesienia i chro¬ niona konstrukcja, zas z drugiej strony poprzez uklad oddzielajacy galwanicznie i licznik binarny polaczony jest ze sterownikiem tyrystorowego ukla¬ du mocy, przy czym liczn&k binarny polaczony jest z ukladem synchronizacji^ zapewniajacym, przesu¬ niecie fazowe sygnalu sterujacego w stosunku do sygnalu zasilajacego uklad tyrystorowy korzystnie o wartosc % /2 z* okresem 2tc.Korzystnie uklad oddzielajacy galwanicznie sta¬ nowi przetwornik fotoelektryczny w postaci np. transoipltora. iZaleta uklaldu wedlug wynalazku jest mozliwosc bezposredniego przetworzenia wartosci wejsciowych na czestotliwosc, przez co uzyskuje sie sygnal, któ¬ ry mozna dalej latwo przetwarzac na scalonych elementach logicznych, zapewniajacych niezawodna regulacje czestotliwosciowo-cyfrowa ukladu tyry¬ storowego. 105 461.3 105 461 4 sterownika 7 i ukladu mocy 8, ma wejscie 4-fedtojwe- go licznika binarnego 6.Impuls wypelnienia licznika 6 uruchamia stero- wnJik 7 poprzez otwarcie bramki i splyw impulsów * zaplonowych z generatora impiuilsów ,powttarzalnych na bramki odpowiednich tyrystorów stopnia mocy.Impulsy zaplonowe charakteryzuja sie ¦' napieciem 15V, pradem 660 mA, czasem trwania GO //s, czesto¬ tliwoscia 2kHz i czasem narastania wiejklszyim niz io A A/fts, co zapewnia wyzwalanie wszystkich typów tyrystorów w dozwolonym zakresie temperatury ich pracy.Uklad synchronizacji 10 zapewnia synchroniczna prace tyrystorowego ukladu mocy 8 z praca lacz- nika binarnego 6 i sterownika 7 z pnzesiunaeciem fazowym sygnalu sterujacego licznik 6 w stosunku do sygnalu zasilajacego uklad mocy o wartosc rc /2 z okresem 2tc. Synchronizacja realizowana jest przy pomocy impulsów typowych dla ukladów TTL o czasie trwania 50 fas zerujacych licznik binarny 6 i zamykajacych bramke sterownika 7. iW strefie oddzialywania na rurociag 4 pradów bladzacych na obciazenie ukladu mocy 8 skladaja sie RLC i SEM, co przy zastosowanej, synchroni- zacji ukladów; iimozliwiia odlprowadzenie energii elektrycznej do sieci zasilajacej, gdy SEM jest wie¬ ksza od aktualnego napiecia wyjsciowego ukladu.Dzieki sclislej zaleznosci pomiedzy pradetfr po* laryzujajcym z ukladu mocy 8 a róznica potene- jalóiw rurociag-elektroda odniesienia wystepuje ze- wnejfcrzne ujemne sprzezenie zwirotne, które pozwala na utrzymanie przez uklad wedlug wynalazku okreslonej wartosci potencjalu rurociagu np. 250 mV wzgledem cynkowej elektrody sterujacej, za- pewmliajac tym samym wyelimiinowanlie korozji ele¬ ktrochemicznej rurociagu* Zastosowanie ukladu zadawania w postaci prze¬ twornika cyfrowo - analogowego z pamiecia umo¬ zliwia samodzielna prace ukladu oraz jego wspól¬ prace z innymi ukladami i siecia telemetiryczna centralnej regulacji przy zabezpieczaniu przed ko¬ rozja elektrochemiczna obiektów przemyslowych.Latwa do zakodowania informacja cyfrowa po¬ zwala na zdalne jej przekazywanie do piroponowa- nego ukladu droga radiowa lob kablowa, zdalna regulacje, kontrole i rejestracje oraz centralna re¬ gulacje i przetwarzanie danych w przypadku wspólpracy z elektroniczna maszyna cyfrowa.Synchronizacja momentu wyzwolenia sterownika i ukladu tyrystorowego wzgledem sieci z przesu¬ nieciem fazowym sygnalu o wartosc ic /|2 z okresem 2 TT oprócz zabezpieczenia przed korozja umozliwia jednoczesnie czesciowy odzysk energii elektrycznej, traconej w znanych rozwiazaniach w wyniku nie¬ kontrolowanego uplywu pradów do ziemi. Wpro¬ wadzenie oddzielenia galwanicznego sygnalu dys¬ kretnego zwiekszylo wiernosc przenoszenia sygna¬ lu w stosunku do przenoszenia sygnalu analogowe¬ go i umozliwilo zastosowanie tylko jednego elemen¬ tu oddzielajacego, co upraszcza konstrukcje i zwie¬ ksza niezawodnosc ukladu.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku* który przedstawia schemat blokowy ukladu.Uklad wejsciowy 1 wykonany w postaci prze¬ twornika napiecie - czestotliwosc laczy sie z jednej strony z ukladem zadawania 2 w postaci przetwor¬ nika cyfrowo - analogowego z pamiecia, sterujaca cynkowa elektroda odniesienia 3 oraz z chroniona konstmukcja 4, która stanowi rurociag znajdujacy sie w strefie oddziailylwania pradów bladzacych, zas z drugiej strony poprzez oddzielenie galwani¬ czne 5 w postaci transoptora i licznik binarny 6 wykonany w postaci scalonego ukladu cyfrowego TTL laczy sie ze sterownikiem 7 tyrystorowego ukladu mocy 8.Tyrystorowy uklad mocy 8., wykonany w postaci tyrystorowego prostownika o parametrach 0-ll5V i 0-lOOA przystosowany do pracy falownikowej ukladu, polaczony jest na wyjsciu z chronionym rurociagiem 4 oraz polaryzujaca elektroda pomoc¬ nicza 9, która stanowi szyna powrotna trakcji ele¬ ktrycznej. Licznik binarny 6 laczy sie z ukladem synchronizacji 10, zapewniajacym przesuniecie fa¬ zowe sygnalu sterujacego w stosunku do sygnalu zasilajacego uklad tyrystorowy o wartosc rc /2 z okresem 2% .Dzialanie ukladu polega na tym, ze w przetwor¬ niku napiecie-czestotliwosc 1 róznica zadanych sy¬ gnalów wejsciowych w zakresie 0—ilO mV zamie¬ niana jest na impulsy o przebiegu prostokatnym i czestotliwosci w zakresie 30 kHz do 700 Hz. Im¬ pulsy te przekazywane sa poprzez transoipltor 5, oddzielajacy galwanicznie uklad wejsciowy 1 od IZaisiltrz.ezeniia pa/tentiowe |1. Uklad do zwalczania korozji elektrochemicznej oparty o zasade polaryzacji chronionych konstru¬ kcji pradem stalym, zawierajacy uklad zadawania polaczony z ukladem wejsciowym, a takze wyjposa- zony w sterownik i uklad tyrystorowy, znamienny tyms ze uklad wejsciowy 1, kftóry stanowi prze¬ twornik napiecieHczejstotliwosc polaczony jest z je¬ dnej strony z ukladem zadalwamia 2 korzystnie w postaci przetwornika cyfrowo-analogowego z pa¬ miecia z elektroda odniesienia 3 oraz chroniona konstrukcja 4, zas z drugiej strony polaczony jest poprzez uklad oddzielajacy galwanicznie 5 i licznik binarny 6 ze sterownikiem 7 tyrystorowego ukla¬ du mocy 8, przy czyni licznik 6 polaczony jest z, ukladem isynchironizajcji; 10 zapewniajjalcytm prze¬ suniecie fazowe sygnalu sterujacego w stosunku do sygnalu zasilajacego uklad tyrystorowy, korzy¬ stnie o wartosc TC/& z okresem 2tc. 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uklad oddzielajacy galwanicznie (5) stanowi prze¬ twornik fotoelektryczny, w postaci transoptora, 40 45 50105 461 m Z 1 5 /~ r r cf\ H i »". i —^"" t / 40 6 7 8 rrrr~ V i i V m 1 1 f 1—i ~] * \ \ \ - k\i^ 9 l_ : '.J PL PL