RU2172943C2

RU2172943C2 - Comparison electrode of prolonged action

Info

Publication number: RU2172943C2
Application number: RU99117470/28A
Authority: RU
Inventors: Е.С. Покровский
Original assignee: Покровский Евгений Серафимович
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: devices measuring corrosion in underground steel pipe-lines. SUBSTANCE: invention can be utilized to determine risk of electrochemical corrosion of underground metal structures and to find efficiency of action of electrochemical protection. Comparison electrode has case made of dielectric material, copper rod and potential transmitter connected to measurement device by corresponding conductors. Membrane is mounted between porous bottom of case and electrolyte. Copper rod is continuation of copper conductor which are manufactured as one unit in the form of spiral. Recess housing potential transmitter is made in case of electrode. Bottom of case is mounted in stepped location seat for employment of ion-exchange membranes of various types. EFFECT: increased reliability and prolonged service life of comparison electrode, unification of electrodes by utilized electrolytes and type of ion-exchange membranes. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к приборам коррозионных измерений на подземных стальных трубопроводах и может быть использовано для определения опасности электрохимической коррозии подземных металлических сооружений и эффективности действия электрохимической защиты. The invention relates to instruments for corrosion measurements in underground steel pipelines and can be used to determine the danger of electrochemical corrosion of underground metal structures and the effectiveness of electrochemical protection.

Известен неполяризующийся медносульфатный электрод длительного действия с датчиком электрохимического потенциала МЭСД-АКХ (1), состоящий из керамического корпуса, заполненного электролитом повышенной вязкости, стержня из красной меди, установленного в электролите, датчика потенциала, соединительных проводников и предохранительной трубки длиной 1,5 м. A non-polarizing long-acting non-polarizing copper-sulfate electrode with an electrochemical potential sensor MESD-AKH (1), consisting of a ceramic body filled with an electrolyte of high viscosity, a red copper rod installed in the electrolyte, a potential sensor, connecting conductors and a 1.5 m long safety tube.

Из-за применения керамического корпуса электрод МЭСД-АКХ создает определенные трудности при транспортировке и хранении, кроме того, к недостаткам можно отнести необходимость использования загустителя в составе электролита для предотвращения утечек. Due to the use of a ceramic casing, the MESD-AKH electrode creates certain difficulties during transportation and storage, in addition, the disadvantages include the need to use a thickener in the electrolyte to prevent leakage.

Известен электрод сравнения длительного действия (2), содержащий токонепроводящий корпус с пористым дном, заполненный электролитом, расположенный в корпусе медный стержень и смонтированный на корпусе датчик потенциала. Между пористым дном, закрепленным в посадочном гнезде, и электролитом установлена ионообменная мембрана, что позволяет повысить стабильность потенциала электрода за счет предотвращения проникновения грунтовых вод в корпус и проникновения электролита в грунт. Медный стержень и датчик потенциала присоединены к измерительному прибору соответствующими проводниками. A long-acting comparison electrode (2) is known, comprising a non-conductive case with a porous bottom filled with an electrolyte, a copper rod located in the case, and a potential sensor mounted on the case. An ion-exchange membrane is installed between the porous bottom fixed in the landing socket and the electrolyte, which improves the stability of the electrode potential by preventing the penetration of groundwater into the casing and the penetration of electrolyte into the soil. A copper rod and a potential sensor are connected to the measuring device by corresponding conductors.

В указанном электроде установлена гомогенная мембрана толщиной 30-60 мкм, в то время как на практике используются и более прочные гетерогенные мембраны толщиной до 900 мкм, обеспечивающие необходимые параметры по потенциалу и сопротивлению; место соединения проводников с медным стержнем создает дополнительное сопротивление, влияющее на точность показаний, а также вызывает некоторые технологические трудности, кроме того, установка датчика на корпусе специальными креплениями не обеспечивает как достаточной механической прочности, так и изоляции пяти его сторон от внешней среды. A homogeneous membrane with a thickness of 30-60 microns is installed in the indicated electrode, while in practice more durable heterogeneous membranes up to 900 microns thick are used, which provide the necessary parameters for potential and resistance; the junction of the conductors with the copper rod creates additional resistance, which affects the accuracy of the readings, and also causes some technological difficulties, in addition, the installation of the sensor on the housing with special fasteners does not provide sufficient mechanical strength and isolation of its five sides from the external environment.

Задача изобретения состояла в создании электрода сравнения с повышенной надежностью, увеличенным сроком службы и в унификации по используемым электролитам и, как следствие, по типу ионообменной мембраны. The objective of the invention was to create a reference electrode with increased reliability, increased service life and in the unification of the used electrolytes and, as a consequence, the type of ion-exchange membrane.

Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.

В электроде сравнения с корпусом из диэлектрического материала, медным стержнем и датчиком потенциала, присоединенными к измерительному прибору соответствующими проводниками, и мембраной, установленной между пористым дном (диафрагмой) в посадочном гнезде и электролитом медный стержень является продолжением медного проводника, а именно, выполнен с ним заодно, что позволяет повысить стабильность потенциала электрода за счет снижения переходного сопротивления. Стержень имеет форму спирали. В корпусе электрода выполнена установочная ниша, куда помещен датчик потенциала, представляющий собой стальную пластину размером 25 • 25 мм, ниша заполнена антикоррозионной смесью, например, резиново-битумной мастикой, обеспечивающей надежную гидроизоляцию пяти сторон пластины (тыльную и четыре торцевые) и удешевляющую конструкцию в целом. Ионообменная мембрана размещена в уступе посадочного гнезда корпуса и поджата решетчатой втулкой, находящейся в резьбовом соединении с корпусом. Уступ выполнен из расчета возможного использования любого типа мембраны. Для защиты гетерогенной мембраны толщиной 200-900 мкм достаточно решетчатой втулки. При применении гомогенной мембраны (до 30 мкм) в паре с мембраной устанавливается пористая диафрагма. Такое выполнение электрода расширяет его функциональные возможности при обеспечении требуемой надежности и срока службы. In the reference electrode with a dielectric body, a copper rod and a potential sensor connected to the measuring device by the corresponding conductors, and a membrane installed between the porous bottom (diaphragm) in the seat and the electrolyte, the copper rod is a continuation of the copper conductor, namely, it is made with it at the same time, which allows to increase the stability of the electrode potential by reducing the transition resistance. The rod has a spiral shape. An installation niche is made in the electrode housing, where a potential sensor is placed, which is a steel plate 25 × 25 mm in size, the niche is filled with an anticorrosive mixture, for example, rubber-bitumen mastic, which provides reliable waterproofing of five sides of the plate (back and four end) and reduces the cost of construction whole. The ion-exchange membrane is located in the ledge of the landing socket of the housing and is preloaded by the trellised sleeve located in a threaded connection with the housing. The step is made based on the possible use of any type of membrane. A lattice sleeve is sufficient to protect a heterogeneous membrane with a thickness of 200-900 microns. When using a homogeneous membrane (up to 30 μm), a porous diaphragm is installed in tandem with the membrane. This embodiment of the electrode expands its functionality while ensuring the required reliability and service life.

Автору не известны электроды сравнения длительного действия, обладающие совокупностью существенных признаков, аналогичных признакам предлагаемого изобретения. The author does not know long-acting comparison electrodes with a combination of essential features similar to those of the present invention.

Заявляемый электрод сравнения поясняется чертежами:
На фиг. 1 изображен электрод с гетерогенной мембраной.The inventive reference electrode is illustrated by drawings:
In FIG. 1 shows an electrode with a heterogeneous membrane.

На фиг. 2 изображен электрод с гомогенной мембраной и пористой диафрагмой. In FIG. 2 shows an electrode with a homogeneous membrane and a porous diaphragm.

Электрод сравнения длительного действия содержит диэлектрический корпус 1, заполненный электролитом 2, дно корпуса состоит из пористой керамической диафрагмы 3 и ионообменной мембраны 4, поджатых решетчатой втулкой 5 (фиг. 2). В случае использования гетерогенной мембраны диафрагма 3 не устанавливается (фиг. 1). В установочной нише корпуса 1 размещен датчик потенциала 6, соединенный с одним из проводников 7. Другой проводник 7 пропущен через изолирующий участок корпуса 1, выполнен в виде вытянутой спирали 8 и погружен в электролит 2. The long-acting comparison electrode contains a dielectric housing 1 filled with electrolyte 2, the bottom of the housing consists of a porous ceramic diaphragm 3 and an ion-exchange membrane 4, pressed by a lattice sleeve 5 (Fig. 2). In the case of using a heterogeneous membrane, the diaphragm 3 is not installed (Fig. 1). In the installation niche of the housing 1 there is a potential sensor 6 connected to one of the conductors 7. Another conductor 7 is passed through the insulating section of the housing 1, made in the form of an elongated spiral 8 and immersed in electrolyte 2.

Неполяризующийся медносульфатный электрод сравнения обладает свойством не изменять свой потенциал. Это свойство используется при замерах уровня защищенности трубопровода от коррозии (при использовании метода катодной защиты). Для этого электрод сравнения устанавливается на стационарном контрольно-измерительном пункте так, чтобы дно корпуса 1 находилось на уровне нижней образующей трубопровода и на расстоянии 50-100 мм от его боковой поверхности, при этом плоскость датчика должна быть перпендикулярна к оси трубопровода. При этом проводник в виде спирали через электролит 2, мембрану 4, диафрагму 3 оказывается связан со средой, в которой находится защищаемый объект. С помощью соответствующих приборов (например, прерывателя тока и вольтметра) сравниваются потенциалы электрода сравнения и защищаемого трубопровода (через датчик потенциала 6). Рекомендуемый потенциал, обеспечивающий полную защиту, находится в пределах (-0,85)-(-1,1)В для стальных труб. The non-polarizing copper-sulfate reference electrode has the property of not changing its potential. This property is used when measuring the level of corrosion protection of the pipeline (when using the cathodic protection method). For this, the reference electrode is installed on a stationary control and measuring station so that the bottom of the housing 1 is at the level of the lower generatrix of the pipeline and at a distance of 50-100 mm from its side surface, while the plane of the sensor should be perpendicular to the axis of the pipeline. In this case, the conductor in the form of a spiral through the electrolyte 2, the membrane 4, the diaphragm 3 is connected with the environment in which the protected object is located. Using appropriate devices (for example, a current chopper and a voltmeter), the potentials of the reference electrode and the protected pipeline are compared (via potential sensor 6). The recommended potential providing full protection is in the range of (-0.85) - (- 1.1) V for steel pipes.

Опытные образцы электрода сравнения длительного действия были изготовлены и прошли испытания на предприятиях г. Нижнего Новгорода при измерении поляризационного потенциала подземных трубопроводов. Стабильная работа, механическая прочность и удовлетворительные показатели по точности измерений позволяют сделать вывод о востребованности электрода, как в коммунальных службах городов, так и на промышленных предприятиях. Prototypes of a long-acting reference electrode were manufactured and tested at the enterprises of Nizhny Novgorod in measuring the polarization potential of underground pipelines. Stable operation, mechanical strength, and satisfactory indicators for the accuracy of measurements allow us to conclude that the electrode is in demand both in municipal services of cities and in industrial enterprises.

Источники информации
1. Сборник нормативных документов для работников строительных и эксплуатационных организаций газового хозяйства РСФСР. Защита подземных трубопроводов от коррозии - Л.: Недра, 1991 г., стр. 11, 14-16 (аналог).Sources of information
1. Collection of regulatory documents for workers in construction and operating organizations of the gas industry of the RSFSR. Protection of underground pipelines from corrosion - L .: Nedra, 1991, pp. 11, 14-16 (analogue).

2. А.С. СССР N 1601199 "Электрод сравнения длительного действия", кл. C 23 F 13/00, заявл.12.01.89, опубл. 23.10.90, БИ N 39 (прототип). 2. A.S. USSR N 1601199 "Long-acting reference electrode", cl. C 23 F 13/00, Dec. 12.01.89, publ. 10.23.90, BI N 39 (prototype).

Claims

1. Long-life comparison electrode comprising a non-conductive case filled with an electrolyte with a porous bottom fixed in a seat and carrying an ion-exchange membrane, a copper rod located in the electrolyte and a potential sensor mounted on the housing connected to the measuring device by appropriate conductors, characterized in that the copper rod made in one piece with a conductor in the form of a spiral, the potential sensor is placed in an installation niche made in the housing and filled with anti-corrosion oh mixture, and the mounting socket body formed with a ledge.

2. The electrode according to claim 1, characterized in that the ion-exchange membrane is pressed against the housing by a trellised sleeve fixed in the socket by means of a threaded connection.

3. The electrode according to claims 1 and 2, characterized in that a porous diaphragm is placed between the ion-exchange membrane and the grating sleeve.