RU2040591C1

RU2040591C1 - Device for protecting metallic surface from atmospheric corrosion

Info

Publication number: RU2040591C1
Application number: RU93015905A
Authority: RU
Inventors: А.И. Соколов; Н.Н. Грачев; А.Ф. Ибрагимова; Г.Н. Красовский
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1993-03-25
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: protecting metals from corrosion. SUBSTANCE: device has secondary voltage converter 1, power source 2, circuit 3 for limiting current, pulse voltage stabilizer 4, circuit 5 for protecting against shorting, pulse-width modulator 6, pulse generator 7, circuit 9 for shutting off, circuit 9 for switching in, source 10 of reference voltage, two comparators 11,12, comparing circuit 13, and protecting electrodes 14. EFFECT: enhanced anticorrosive protection. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электрохимическим средствам защиты металлов от коррозии, а также может быть использовано для определения наличия процессов коррозии и выявления степени их интенсивности. The invention relates to electrochemical means of protecting metals from corrosion, and can also be used to determine the presence of corrosion processes and identify the degree of their intensity.

Наиболее распространенным средством защиты металлов от коррозии является покрытие их поверхностей специальными защитными пленками, предотвращающими непосредственный контакт металлов с корродирующей средой-электролитом [1]
Однако данное средство пассивной защиты обладает существенным недостатком практически невозможно контролировать сохранность защитной пленки, особенно в труднодоступных местах.The most common means of protecting metals from corrosion is the coating of their surfaces with special protective films that prevent direct contact of metals with a corrosive electrolyte medium [1]
However, this means of passive protection has a significant drawback is almost impossible to control the safety of the protective film, especially in hard-to-reach places.

Поэтому более предпочтительным является применение активных средств защиты металлов от коррозии. Therefore, it is more preferable to use active means of protecting metals from corrosion.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для катодной защиты металлических деталей от коррозии, содержащее электронный блок формирования защитного потенциала, вход которого подключается к положительному полюсу источника постоянного напряжения, и по крайней мере один защитный электрод, соединенный с выходом электронного блока. Электрод изолированно закрепляется на защищаемой металлической поверхности, которая также соединяется с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения [2]
При попадании на защищаемую поверхность электролита между ним и металлической поверхностью образуется замкнутая электрическая цепь. При этом постоянный ток, переходящий с электролита на защищаемый металл, препятствует оттоку положительных ионов металла с его поверхности.Closest to the proposed is a device for the cathodic protection of metal parts against corrosion, containing an electronic unit for forming a protective potential, the input of which is connected to the positive pole of a constant voltage source, and at least one protective electrode connected to the output of the electronic unit. The electrode is isolated in isolation on a protected metal surface, which also connects to the negative pole of a constant voltage source [2]
If electrolyte enters the protected surface, a closed electrical circuit is formed between it and the metal surface. In this case, a direct current passing from the electrolyte to the protected metal prevents the outflow of positive metal ions from its surface.

Иными словами, электролит, находящийся на поверхности металла (точнее на границе раздела фаз электрод электролит), доводится до положительного по отношению к защищаемому металлу потенциала, и ток текущий через него на поверхность металла, лишенную защитного слоя, противодействует переходу положительных ионов металла. In other words, the electrolyte located on the metal surface (more precisely, the electrolyte electrode at the interface) is brought to a potential positive with respect to the metal to be protected, and the current flowing through it to the metal surface, devoid of the protective layer, counteracts the transition of positive metal ions.

Однако реализация этого принципа электрохимической защиты металлических поверхностей в прототипе имеет ряд существенных недостатков, а именно невозможность контроля за процессом защиты металла и корректировки плотности защитного тока в зависимости от изменения фактической площади поверхности обнаженного металла, контактирующей с электролитом и от изменения агрессивноcти электролитических растворов. However, the implementation of this principle of electrochemical protection of metal surfaces in the prototype has a number of significant drawbacks, namely, the inability to control the metal protection process and adjust the protective current density depending on changes in the actual surface area of exposed metal in contact with the electrolyte and on changes in the aggressiveness of electrolytic solutions.

В основу изобретения положена задача создания устройства защиты металлических поверхностей объекта от атмосферной коррозии, которое за счет контроля за процессом защиты металла, проводимого по величине потенциала защищаемой поверхности, выявления на поверхности объекта зон повышенной коррозионной активности и соответствующего увеличения времени воздействия в этих зонах, автоматического включения и отключения устройства позволило бы регулировать минимальную защитную плотность тока, добиваясь постоянства заданной величины защитного потенциала. The basis of the invention is the creation of a device for protecting metal surfaces of an object from atmospheric corrosion, which, by monitoring the metal protection process, carried out by the magnitude of the potential of the surface to be protected, identifying areas of increased corrosion activity on the surface of the object and correspondingly increasing the exposure time in these areas, automatically switching and turning off the device would allow you to adjust the minimum protective current density, achieving a constant set value of protective of potential.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для защиты металлических поверхностей объекта от атмосферной коррозии, содержащем блок формирования защитного потенциала, выход которого соединен с не менее чем одним защитным электродом, каждый из которых выполнен с возможностью изолированного закрепления на защищаемой поверхности, а вход выполнен с возможностью подключения к одному из полюсов источника напряжения, другой полюс которого выполнен с возможностью соединения с защищаемой поверхностью, согласно изобретению блок формирования защитного потенциала выполнен в виде импульсного стабилизатора напряжения, схемы защиты от короткого замыкания, первой схемы сравнения, широтно-импульсного модулятора, генератора импульсов, двух компараторов, схемы отключения, схемы включения, источника опорного напряжения и последовательно соединенных вторичного преобразователя постоянного напряжения, источника тока и схемы ограничения тока, выход которой соединен с выходом схемы защиты от короткого замыкания и подключен к защитным электродам и первым входам первого и второго компараторов, второй вход первого компаратора соединен с входами вторичного преобразователя постоянного напряжения и импульсного стабилизатора напряжения, выполненными с возможностью подключения к одному из полюсов источника напряжения, а выход первого компаратора подключен к первому входу схемы отключения, выход которой соединен с модулирующим входом вторичного преобразователя постоянного напряжения, выход источника опорного напряжения подключен к второму входу схемы ограничения тока, второму входу схемы защиты от короткого замыкания, первому входу первой схемы сравнения и второму входу второго компаратора, выход которого подключен к первому входу схемы выключения, второй вход первой схемы сравнения соединен с выходом схемы защиты от короткого замыкания, выход схемы выключения и выход первой схемы сравнения соединены соответственно с первым и вторым входами широтно-импульсного модулятора, выход которого подключен к модулирующему входу импульсного стабилизатора напряжения, выход которого соединен с входом схемы защиты от короткого замыкания, при этом выход генератора импульсов соединен с вторыми входами схем отключения и включения. The problem is solved in that in a device for protecting metal surfaces of an object from atmospheric corrosion, comprising a protective potential forming unit, the output of which is connected to at least one protective electrode, each of which is made with the possibility of insulated fixing on the protected surface, and the input is made with the ability to connect to one of the poles of a voltage source, the other pole of which is made with the possibility of connection with the protected surface, according to the invention, the block forming The protective potential is made in the form of a pulse voltage stabilizer, a short circuit protection circuit, a first comparison circuit, a pulse width modulator, a pulse generator, two comparators, a trip circuit, a switching circuit, a reference voltage source and a secondary DC voltage converter, a current source connected in series and current limiting circuits, the output of which is connected to the output of the short circuit protection circuit and is connected to the protective electrodes and the first inputs of the first and second about comparators, the second input of the first comparator is connected to the inputs of the secondary DC-DC converter and a pulse voltage regulator, configured to connect to one of the poles of the voltage source, and the output of the first comparator is connected to the first input of the shutdown circuit, the output of which is connected to the modulating input of the secondary DC-converter voltage, the output of the reference voltage source is connected to the second input of the current limiting circuit, the second input of the short-circuit protection circuit the first input of the first comparison circuit and the second input of the second comparator, the output of which is connected to the first input of the shutdown circuit, the second input of the first comparison circuit is connected to the output of the short circuit protection circuit, the output of the shutdown circuit and the output of the first comparison circuit are connected respectively to the first and second the inputs of the pulse-width modulator, the output of which is connected to the modulating input of the pulse voltage regulator, the output of which is connected to the input of the short circuit protection circuit, while a pulse generator coupled to the second inputs of disable and enable circuit.

Согласно изобретению блок формирования защитного потенциала снабжен датчиком влажности, схемой запуска и последовательно соединенными делителем частоты, аналоговым коммутатором и схемой регистрации, а также индикатором номера защитного электрода, подключенным к выходу делителя частоты, вход которой соединен с выходом генератора импульсов, вход выключения которого соединен с выходом схемы запуска, первый и второй входы которой соединены соответственно с одним из полюсов источника напряжения и с выходом датчика влажности, при этом выход схемы защиты от короткого замыкания и выход схемы ограничения тока соединены с защитными электродами через введенную линейку резисторов, а каждый из выходов аналогового коммутатора подключен между соответствующим защитным электродом и соответствующим резистором. According to the invention, the protective potential forming unit is equipped with a humidity sensor, a start-up circuit and series-connected frequency divider, an analog switch and a registration circuit, as well as a protective electrode number indicator connected to the output of the frequency divider, the input of which is connected to the output of the pulse generator, the shutdown input of which is connected to the output of the trigger circuit, the first and second inputs of which are connected respectively to one of the poles of the voltage source and to the output of the humidity sensor, while od protection circuit against short-circuit and an output current limit circuit connected with the protective electrodes introduced through line resistors, and each of the outputs of the analog switch connected between the respective protective electrode and the corresponding resistor.

Согласно изобретению выход схемы ограничения тока и выход схемы защиты от короткого замыкания соединены с защитными электродами через введенные последовательно соединенные резистор и аналоговый коммутатор, блок формирования защитного потенциала снабжен схемой определения наличия влаги на защищаемой поверхности, второй схемой сравнения, первый вход которой соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй подключен между резистором и аналоговым коммутатором, схемой запуска и последовательно соединенными делителем частоты, генератором, управляемым напряжением, и индикатором номера защитного электрода, при этом управляемый вход генератора, управляемого напряжением, подключен к выходу второй схемы сравнения, а выход подключен к управляющему входу аналогового коммутатора, вход делителя частоты подключен к второму входу генератора импульсов, вход которого подключен к выходу схемы запуска, первый и второй входы которой подключены соответственно к одному из полюсов источника напряжения и к выходу схемы определения наличия влаги на защищаемой поверхности, выполненной в виде датчика влажности или линейки резисторов, каждый из которых подключен к соответствующему защитному электроду. According to the invention, the output of the current limiting circuit and the output of the short circuit protection circuit are connected to the protective electrodes through a resistor and an analog switch inserted in series, the protective potential forming unit is equipped with a moisture detection circuit on the surface to be protected, a second comparison circuit, the first input of which is connected to the source output reference voltage, and the second is connected between the resistor and the analog switch, the trigger circuit and the frequency divider connected in series , a voltage-controlled generator and a protective electrode number indicator, while the controlled input of the voltage-controlled generator is connected to the output of the second comparison circuit, and the output is connected to the control input of the analog switch, the input of the frequency divider is connected to the second input of the pulse generator, the input of which is connected to the output of the start-up circuit, the first and second inputs of which are connected respectively to one of the poles of the voltage source and to the output of the circuit for determining the presence of moisture on the protected surface, you complete in the form of a humidity sensor or a line of resistors, each of which is connected to a corresponding protective electrode.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 многомодульный вариант использования устройства; на фиг.3,4 и 5 варианты использования устройства со схемой определения наличия влаги на защищаемой поверхности. Figure 1 shows the structural diagram of the device; figure 2 multimodule use case of the device; in figure 3.4 and 5, the use of the device with a circuit for determining the presence of moisture on the protected surface.

Устройство для защиты поверхностей от атмосферной коррозии (фиг.1) содержит электронный блок формирования защитного потенциала, выполненный в виде вторичного преобразователя 1 постоянного напряжения, источника 2 тока, схемы 3 ограничения тока, импульсного стабилизатора 4 напряжения, схемы 5 защиты от короткого замыкания, широтно-импульсного модулятора 6, генератора 7 импульсов, схемы 8 отключения, схемы 9 включения, источника 10 опорного напряжения, двух компараторов 11 и 12 и первой схемы 13 сравнения. A device for protecting surfaces from atmospheric corrosion (Fig. 1) contains an electronic block for forming a protective potential, made in the form of a secondary converter 1 of a constant voltage, a current source 2, a current limiting circuit 3, a pulse voltage stabilizer 4, a short circuit protection circuit 5, wide a pulse modulator 6, a pulse generator 7, a tripping circuit 8, a switching circuit 9, a reference voltage source 10, two comparators 11 and 12, and a first comparison circuit 13.

Устройство также содержит комплект защитных электродов 14. The device also contains a set of protective electrodes 14.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Защитные электроды 14 изолированно закрепляют на защищаемой поверхности в местах, подверженных действию атмосферных осадков. Электроды 14 подключают к выходу блока формирования защитного потенциала, который представляет собой объединенные выходы схемы 3 ограничения тока и схемы 5 защиты от короткого замыкания. The protective electrodes 14 are isolated in isolation on the surface to be protected in places subject to atmospheric precipitation. The electrodes 14 are connected to the output of the protective potential forming unit, which is the combined outputs of the current limiting circuit 3 and the short circuit protection circuit 5.

Вход блока (а именно входы вторичного преобразователя 1 напряжения и импульсного стабилизатора 4 напряжения), подключается к одному из полюсов источника напряжения (не показан), причем подключение может быть произведено через двухканальную схему подключения, один из каналов которой предназначен для подключения к источнику постоянного напряжения, а другой, содержащий выпрямитель 15 переменного напряжения, предназначен для подключения к источнику переменного напряжения. The input of the unit (namely the inputs of the secondary voltage converter 1 and the pulse voltage stabilizer 4) is connected to one of the poles of the voltage source (not shown), and the connection can be made through a two-channel connection circuit, one of the channels of which is designed to connect to a constant voltage source and the other, containing an AC voltage rectifier 15, is designed to be connected to an AC voltage source.

При отсутствии влаги на защищаемой поверхности прямоугольные импульсы, вырабатываемые генератором 7 импульсов поступают на соответствующие входы схемы 8 отключения и схемы 9 включения. Схема 8 отключения при этом находится в нормальном включенном состоянии, и импульсы с генератора 7 проходят через нее, поступая на модулирующий вход вторичного преобразователя 1 постоянного напряжения. Вторичный преобразователь 1 постоянного напряжения преобразует постоянное напряжение внешнего источника напряжения в постоянное напряжение высокого уровня, которое подается на источник 2 тока, связанный через схему 3 ограничения тока с защитными электродами 14. При этом схема 9 включения находится в выключенном состоянии и не пропускает импульсы генератора 7. In the absence of moisture on the surface to be protected, the rectangular pulses generated by the pulse generator 7 are supplied to the corresponding inputs of the shutdown circuit 8 and the inclusion circuit 9. The shutdown circuit 8 is in a normal on state, and pulses from the generator 7 pass through it, arriving at the modulating input of the secondary DC converter 1. The secondary DC voltage converter 1 converts the constant voltage of an external voltage source into a high-level constant voltage, which is supplied to a current source 2, connected through a current limiting circuit 3 with protective electrodes 14. In this case, the switching circuit 9 is turned off and does not pass the pulses of the generator 7 .

При появлении влаги на защищаемой поверхности на ней возникают электрохимические процессы и появляется проводимость между электродами 14 и защищаемой поверхностью. When moisture appears on the surface to be protected, electrochemical processes occur on it and conductivity appears between the electrodes 14 and the surface to be protected.

По мере прогрессирования процессов коррозии за счет возрастающего протекания токов напряжение на электродах 14 падает до уровня величины защитного потенциала. With the progression of corrosion processes due to the increasing flow of currents, the voltage at the electrodes 14 drops to the level of the protective potential.

При этом компаратор 12 подает на соответствующий вход схемы 9 включения управляющий сигнал, который переводит ее во включенное состояние, при котором импульсы с генератора 7 начинают проходить на соответствующий вход широтно-импульсного модулятора 6, который запускает импульсный стабилизатор 4 напряжения через его модулирующий вход. На выходе импульсного стабилизатора 4 напряжения формируется заданное значение потенциала, соответствующее величине защитного потенциала. In this case, the comparator 12 supplies a control signal to the corresponding input of the switching circuit 9, which puts it in the on state, in which the pulses from the generator 7 begin to pass to the corresponding input of the pulse-width modulator 6, which starts the voltage regulator 4 through its modulating input. At the output of the pulse voltage stabilizer 4, a predetermined potential value is formed corresponding to the value of the protective potential.

При появлении этого потенциала на электродах 14 компаратор 11, сравнив напряжение на входе и выходе блока формирования защитного потенциала, дает сигнал схеме 8 отключения на прекращение пропускания импульсов генератора 7 на модулирующий вход вторичного преобразователя постоянного напряжения. When this potential appears on the electrodes 14, the comparator 11, comparing the voltage at the input and output of the protective potential forming unit, gives a signal to the shutdown circuit 8 to stop the transmission of the pulses of the generator 7 to the modulating input of the secondary DC voltage converter.

В случае развития коррозионных процессов импульсный стабилизатор 4 напряжения обеспечивает увеличение тока в погрузке при сохранении постоянной величины защитного потенциала на электродах 14. In the case of the development of corrosion processes, the pulse voltage stabilizer 4 provides an increase in the current in loading while maintaining a constant value of the protective potential at the electrodes 14.

Схема 13 сравнения вырабатывает сигнал, управляющий длительностью управляющих импульсов широтно-импульсного модулятора 6, обеспечивая постоянство выходного напряжения импульсного стабилизатора 4 напряжения. The comparison circuit 13 generates a signal that controls the duration of the control pulses of the pulse-width modulator 6, ensuring a constant output voltage of the pulse voltage stabilizer 4.

При недопустимом увеличении тока или при коротком замыкании между электродами 14 и защищаемой поверхностью срабатывает схема 5 защиты от короткого замыкания, ограничивая протекающий ток. With an unacceptable increase in current or with a short circuit between the electrodes 14 and the protected surface, a short circuit protection circuit 5 is triggered, limiting the flowing current.

Для повышения надежности схемы при наличии короткого замыкания в любой момент времени одновременно срабатывают схема 5 защиты от короткого замыкания и схема 3 ограничения тока, порог срабатывания которых устанавливается источником 10 опорного напряжения. Величина напряжения источника 10 используется также компараторами 11 и 12 и схемой 13 сравнения. To increase the reliability of the circuit in the presence of a short circuit at any time, both the short circuit protection circuit 5 and the current limiting circuit 3 are simultaneously triggered, the threshold of which is set by the reference voltage source 10. The voltage value of the source 10 is also used by the comparators 11 and 12 and the comparison circuit 13.

Для защиты поверхностей больших размеров устройство может быть выполнено многомодульным (фиг. 2), когда каждый из модулей подключается к общему источнику напряжения и представляет собой самостоятельный блок формирования защитного потенциала с отдельным набором защитных электродов, причем каждый модуль работает самостоятельно вне зависимости от работы других модулей. To protect large surfaces, the device can be multi-module (Fig. 2), when each of the modules is connected to a common voltage source and is an independent block of protective potential formation with a separate set of protective electrodes, each module working independently, regardless of the operation of other modules .

В варианте, приведенном на фиг.3, устройство дополнительно снабжено индикатором 16 включения, соединенным с входом блока формирования защитного потенциала, индикатором 17 наличия короткого замыкания и индикатором 18 активности процесса коррозии, подключенным к выходу блока формирования защитного потенциала. In the embodiment shown in FIG. 3, the device is additionally equipped with an on indicator 16 connected to the input of the protective potential forming unit, a short circuit indicator 17 and a corrosion process activity indicator 18 connected to the output of the protective potential forming unit.

Сам блок формирования защитного потенциала снабжен делителем 19 частоты, схемой 20 запуска, индикатором 21 номера защитного электрода, схемой 22 регистрации, аналоговым коммутатором 23, датчиком 24 влажности и линейкой резисторов 25. The protective potential forming unit itself is equipped with a frequency divider 19, a start circuit 20, a protective electrode number indicator 21, a registration circuit 22, an analog switch 23, a humidity sensor 24 and a line of resistors 25.

Преимущество этого варианта заключается в том, что при отсутствии влажности устройство находится в ждущем режиме и его включение осуществляется только при срабатывании датчика 24 влажности, который через схему 20 запуска включает генератор 7 импульсов. The advantage of this option is that in the absence of humidity the device is in standby mode and its inclusion is carried out only when the humidity sensor 24 is activated, which, through the start circuit 20, turns on the pulse generator 7.

Делитель 19 частоты формирует временные интервалы, управляющие подключением через аналоговый коммутатор 23, защитные электроды 14 к схеме 22 регистрации, которая инфицирует величину протекающего тока на соответствующем подключенном в данный момент времени защитном электроде 41. Индикатор номера защитного электрода при этом указывает номер коммутируемого (опрашиваемого) электрода. The frequency divider 19 generates time intervals that control the connection through the analog switch 23, the protective electrodes 14 to the registration circuit 22, which infects the amount of current flowing at the corresponding currently connected protective electrode 41. The indicator of the number of the protective electrode indicates the number of the switched (interrogated) electrode.

Степень-активности коррозионного процесса регистрируется с помощью соответствующих падений напряжений на резисторах 25 малой величины. The degree of activity of the corrosion process is recorded using the corresponding voltage drops across the small resistors 25.

Данный вариант реализации устройства позволяет устанавливать места активного коррозионного процесса, а также позволяет управлять энергопотреблением устройства при наличии и отсутствии коррозии. This embodiment of the device allows you to set the location of the active corrosion process, and also allows you to control the energy consumption of the device in the presence and absence of corrosion.

Развитием этого варианта являются варианты выполнения устройства, приведенные на фиг.4 и 5. The development of this option are embodiments of the device shown in figure 4 and 5.

Блок формирования защитного потенциала дополнительно содержит вторую схему 26 сравнения и генератор 27, управляемый напряжением. The protective potential forming unit further comprises a second comparison circuit 26 and a voltage controlled oscillator 27.

Защитные электроды подключаются к выходу блока формирования защитного потенциала последовательно через резистор 28 и аналоговый коммутатор 23, вход управления которого подсоединен к выходу генератора 27, управляемого напряжением. The protective electrodes are connected to the output of the protective potential formation unit in series through a resistor 28 and an analog switch 23, the control input of which is connected to the output of the voltage controlled generator 27.

Генератор 27 с помощью схемы 26 сравнения определяет время подключения каждого из электродов в зависимости от степени активности коррозионных процессов в зоне соответствующего электрода. Схема 26 сравнения вырабатывает напряжение, пропорциональное току, протекающему через коммутируемый электрод. The generator 27 using the comparison circuit 26 determines the connection time of each of the electrodes depending on the degree of activity of the corrosion processes in the zone of the corresponding electrode. The comparison circuit 26 generates a voltage proportional to the current flowing through the switched electrode.

При этом в качестве схемы, определяющей наличие влаги на защищаемой поверхности, может быть использован либо обычный метеорологический датчик 24 влажности (фиг.4), либо могут быть использованы защитные электроды 14 путем соединения их со схемой 20 запуска через линейку резисторов 25 (фиг.5). In this case, as a circuit determining the presence of moisture on the surface to be protected, either a conventional meteorological humidity sensor 24 can be used (Fig. 4), or protective electrodes 14 can be used by connecting them to the triggering circuit 20 through a line of resistors 25 (Fig. 5 )

В любой момент времени, когда защищаемый металл находится под корродирующим воздействием электролита, устройство создает в электрической цепи (защищаемый металл электролит защитный электрод) токи таких плотностей, которые способны вызвать изменение потенциала защищаемого металла по сравнению с его стационарным значением до величин, необходимых для эффективной компенсации коррозионных токов. At any time when the protected metal is under the corrosive effect of the electrolyte, the device creates currents of such densities in the electric circuit (protected metal electrolyte protective electrode) that can cause a change in the potential of the protected metal compared with its stationary value to the values necessary for effective compensation corrosive currents.

Из практики известно, что для обеспечения надежной катодной защиты (когда к защищаемому металлу подсоединяется отрицательный полюс источника тока и он по отношению к защитному электроду является катодом) необходимо обеспечить плотность защитного тока, в 7-10 раз превышающую плотность коррозионных токов, свойственную для данного металла в экстремальных условиях атмосферного воздействия. При анодной защите, которая является более перспективной при защите пассивирующих металлов, например железа и его низколегированных сплавов, необходимые плотности защитного тока значительно меньше. It is known from practice that to ensure reliable cathodic protection (when the negative pole of the current source is connected to the protected metal and it is the cathode with respect to the protective electrode), it is necessary to provide a protective current density 7-10 times higher than the density of corrosion currents inherent in a given metal in extreme weather conditions. With anode protection, which is more promising for the protection of passivating metals, for example iron and its low alloy alloys, the required protective current densities are much lower.

С целью определения величин катодного и анодного защитных потенциалов, а также интервалов потенциалов, в которых наблюдается минимальная коррозия защищаемого металла, снимались потенциостатическим и потенциодинамическим методами поляризационные кривые. Проведенные исследования показали, что при реализации катодной защиты потенциал защищаемой поверхности следует поддерживать в интервале от -0,55 до -0,8 В (относительно водородного электрода сравнения). В этом интервале практически полностью подавляется как "сквозная", так и "равномерная" коррозия. Увеличение потенциала защищаемого металла отрицательнее -0,8 В нецелесообразно, так как это не приводит к дальнейшему снижению скорости коррозии, но вызывает бурное выделение водорода, что может служить причиной отслаивания защитных неметаллических покрытий на поверхности металла. In order to determine the values of the cathodic and anodic protective potentials, as well as the ranges of potentials in which minimal corrosion of the protected metal is observed, polarization curves were recorded by potentiostatic and potentiodynamic methods. Studies have shown that when implementing cathodic protection, the potential of the surface to be protected should be maintained in the range from -0.55 to -0.8 V (relative to the hydrogen reference electrode). In this interval, both “through” and “uniform” corrosion are almost completely suppressed. An increase in the potential of the protected metal negatively -0.8 V is impractical, since this does not lead to a further decrease in the corrosion rate, but causes a rapid evolution of hydrogen, which can cause peeling of the protective non-metallic coatings on the metal surface.

При реализации анодной защиты оптимальную защиту металла обеспечивает защитный потенциал, соответствующий величине потенциала пассивации, при котором скорость образования пассивного (защитного) слоя, блокирующего металл, становится равной скорости его растворения. When realizing anode protection, the optimal metal protection is ensured by the protective potential corresponding to the value of the passivation potential, at which the rate of formation of the passive (protective) layer blocking the metal becomes equal to its dissolution rate.

Claims

1. A DEVICE FOR PROTECTING A METAL SURFACE OF AN OBJECT FROM ATMOSPHERIC CORROSION, comprising a protective potential forming unit, the output of which is connected to at least one protective electrode, each of which is made with the possibility of insulated fixing on the surface to be protected, and the input is configured to connect to one of the poles of the voltage source, the other pole of which is made with the possibility of connection with the protected surface, characterized in that the protective potential formation unit is made in the form of a pulse voltage stabilizer, a short circuit protection circuit, a comparison circuit, a pulse-width modulator, a pulse generator, two comparators, a disconnection circuit, a switching circuit, a reference voltage source and a series-connected secondary DC voltage converter, a current source and a current limiting circuit, output which is connected to the output of the short circuit protection circuit and connected to the protective electrodes and the first inputs of the first and second comparators, the second input of the first comparate the ora is connected to the inputs of the secondary DC voltage converter and the pulse voltage regulator, configured to connect to one of the poles of the voltage source, and the output of the first comparator is connected to the first input of the trip circuit, the output of which is connected to the modulating input of the secondary DC voltage converter, the output of the reference voltage source connected to the second input of the current limiting circuit, the second input of the short circuit protection circuit, the first input of the comparison circuit and WTO the second input of the second comparator, whose output is connected to the first input of the shutdown circuit, the second input of the comparison circuit is connected to the output of the short circuit protection circuit, the output of the shutdown circuit and the output of the comparison circuit are connected respectively to the first and second inputs of the pulse-width modulator, the output of which is connected to the modulating input of the pulse voltage regulator, the output of which is connected to the input of the short circuit protection circuit, while the output of the pulse generator is connected to the second inputs of the shutdown circuits and inclusion.

2. The device according to claim 1, characterized in that the protective potential formation unit is made with a humidity sensor, a start-up circuit and series-connected frequency divider, an analog switch and a registration circuit, and also with a protective electrode number indicator connected to the output of the frequency divider, input which is connected to the output of the pulse generator, the input of which is connected to the output of the trigger circuit, the first and second inputs of which are connected respectively to one of the poles of the voltage source and the output of the sensor lazhnosti, the output of the protection circuit from short-circuit and an output current limit circuit connected with the protective electrodes introduced through line resistors, and each of the analog switch outputs from the analog switch is connected between the output electrode and the corresponding protective resistor accordingly.

3. The device according to claim 1, characterized in that the output of the current limiting circuit and the output of the short circuit protection circuit are connected to the protective electrodes through a resistor and an analog switch introduced in series, the protective potential forming unit is made with a circuit for determining the presence of moisture on the protected surface with additional comparison circuit, the first input is connected to the output of the reference voltage source, and the second is connected between the resistor and the analog switch, with the start-up circuit and is connected in series an internal frequency divider, a voltage controlled generator, and a protective electrode number indicator, while the controlled input of the voltage controlled generator is connected to the output of an additional comparison circuit, and the output is connected to the control input of an analog switch, the input of the frequency divider is connected to the second input of the pulse generator, the input of which is connected to the output of the trigger circuit, the first and second inputs of which are connected respectively to one of the poles of the voltage source and the output of the detection circuit in lags on the protected surface, made in the form of a humidity sensor or a line of resistors, each of which is connected to the corresponding protective electrode.