RU221385U1 - Электрод сравнения - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электрохимической защите объектов от коррозии, в частности медно-сульфатным электродам сравнения длительного действия. Задачей полезной модели является создание электрода сравнения, устраняющего недостатки аналогов и прототипа. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств. Электрод сравнения включает цилиндрический корпус, пробку с перфорационными отверстиями, медный электрод, соединенный с электрическим изолированным проводом, выходящим наружу, электролит. При этом электрод сравнения оснащен цилиндрическим корпусом, имеющим соотношение диаметра к длине менее чем 1:5 и толщину стенки цилиндрического корпуса 1-2 мм, содержит электролит на основе смеси крахмалосодержащего клеевого загустителя и водного раствора сульфата меди и термоусаживающуюся манжету, предназначенную для центровки медного электрода внутри цилиндрического корпуса, фиксирования медного электрода совместно с электрическим изолированным проводом относительно цилиндрического корпуса и герметизации цилиндрического корпуса. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к электрохимической защите объектов от коррозии, в частности медно-сульфатным электродам сравнения длительного действия.

Из области техники известен электрод сравнения длительного действия [патент РФ №2367725, C23F 13/00, опубл. 20.09.2009 бюл. №26], содержащий диэлектрический корпус, заполненный раствором медно-сульфатного электролита, в который погружен медный элемент в форме спирали, на дне корпуса герметично установлена мембрана для обеспечения электрохимического контакта электрода с грунтом, на боковой стенке корпуса закреплен датчик потенциала, а выходные проводники медного электрода и датчика потенциала соединены с клеммами для подключения к измерительному прибору. В качестве мембраны использована гетерогенная ионопроводящая мембрана, выполненная из спрессованной смеси равномерно распределенных частиц гидрофильного материала в гидрофобном связующем, причем в качестве гидрофильного материала использован перлит, а в качестве гидрофобного связующего - фторопласт при следующем соотношении компонентов, мас. %: перлит 5-15; фторопласт 90-95. При этом гетерогенная ионопроводящая мембрана имеет толщину 3-4 мм.

Основным недостатком известного электрода сравнения длительного действия является низкая надежность и точность измерительного процесса в условиях вариативности влажности грунта и температуры, обусловленная конструкционными особенностями гетерогенной ионопроводящей мембраны.

Из области техники известен гелевый медно-сульфатный электрод сравнения неполяризующийся [патент РФ №187916, C23F 13/10, опубл. 22.03.2019 бюл. №9], содержащий токонепроводящий корпус с вмонтированным в него медным электродом и токовводом и подсоединенным к нему сигнальным проводником, при этом корпус выполнен в виде электролитической камеры, заполненной содержащим загуститель электролитом, а камера выполнена в виде тонкостенного цилиндра с диафрагмой из пористого материала, отделяющей электролит от окружающей среды. Медное тело электрода выполнено в виде тонкостенного цилиндра и установлено внутри корпуса, а диафрагма состоит из двух одинаковых параллельных друг другу секций в форме дисков, находящихся на месте оснований корпуса с противоположных сторон, при этом электролит и медный элемент находятся между секциями диафрагмы, а корпус погружен в мешок с гигроскопичным наполнителем, причем на мешке закреплен дополнительный датчик потенциала в виде стальной пластины, к которой припаян отдельный сигнальный проводник.

Основным недостатком известного гелевого медно-сульфатного электрода сравнения неполяризующегося является сложность и многокомпонентность конструкционного исполнения устройства, обуславливающие рост итоговой стоимости конечного продукта, а также значительные габаритные размеры устройства.

Наиболее близким по конструкции является электрод сравнения для систем электрохимической защиты [патент РФ №2635686, C23F 13/00, опубл. 15.11.2017 бюл. №32], содержащий датчик потенциала, соединенный с выводным кабелем, и изолирующий элемент. В качестве изолирующего элемента используется цилиндр из полипропилена с перфорационными отверстиями, внутри которого с помощью эластичного запорно-фиксирующего элемента, находящегося в торце цилиндра из полипропилена с перфорационными отверстиями, зафиксирован датчик потенциала, выполненный из подпрессованного медного порошка, содержащего фракции 30-40 мкм и 100-500 мкм в соотношении 4:1, внутри датчика потенциала расположен контактный наконечник выводного кабеля, цилиндр из полипропилена с перфорационными отверстиями обернут полипропиленовой пленкой толщиной 0,02 мм и размером пор 10-25 мкм, которая зафиксирована на цилиндре из полипропилена с перфорационными отверстиями перфорированной эластичной термоусадочной оболочкой.

Основным недостатком известного электрода сравнения для систем электрохимической защиты является низкая надежность и точность измерительного процесса в условиях значительной вариативности влажности грунта и температуры, обусловленная конструкционными особенностями устройства. Кроме этого, конструктивные особенности известного электрода сравнения не позволяют разместить его на объекте измерения (сооружении) таким образом, чтобы обеспечить фиксированное расстояние между перфорированной оболочкой и, тем самым минимизировать омическое падение на участке измерения. Что не позволяет определять известным электродом сравнения поляризационный потенциал сооружения без применения дополнительных мер.

Задачей полезной модели является создание электрода сравнения, устраняющего недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Поставленная задача и технический результат в электроде сравнения, включающем цилиндрический корпус, пробку с перфорационными отверстиями, медный электрод, соединенный с электрическим изолированным проводом, выходящим наружу, электролит, решается тем, что электрод сравнения оснащен цилиндрическим корпусом, имеющим соотношение диаметра к длине 1:4 и толщину стенки цилиндрического корпуса 1-2 мм, содержит электролит, включающий смесь крахмала и водного раствора сульфата меди, и термоусаживающуюся манжету, которая одновременно герметизирует одно из отверстий цилиндрического корпуса, предназначенную для центровки медного электрода внутри цилиндрического корпуса и фиксирования медного электрода совместно с электрическим изолированным проводом относительно цилиндрического корпуса.

Электрод сравнения поясняется с помощью фиг.1, 2.

На фиг.1 представлена конструкция электрода сравнения.

На фиг.2 представлен вариант размещения электродов сравнения на трубопроводе для измерения поляризационного потенциала трубопровода относительно грунта.

Электрод сравнения 9 (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1, имеющего соотношение диаметра к длине менее чем 1:5 и толщину стенки 1-2 мм, внутри цилиндрического корпуса 1 размещен медный электрод 2 и электролит 3, включающий смесь крахмала и водного раствора сульфата меди. Медный электрод 2 соединен с электрическим изолированным проводом 4, который выходит наружу электрода сравнения и служит для подключения к измерительному оборудованию 10 (фиг.2). Медный электрод 2 совместно с электрическим изолированным проводом 4 закреплен в цилиндрическом корпусе 1 при помощи термоусаживающейся манжеты 5, которая одновременно герметизирует одно из отверстий цилиндрического корпуса 1. Второе отверстие цилиндрического корпуса 1 герметизируется пробкой с перфорационными отверстиями 6.

Заявленный электрод сравнения 9 работает следующим образом.

Необходимо измерить поляризационный потенциал подземного трубопровода 7, размещенного в грунте 8 (фиг.2). Электроды сравнения 9 в необходимом количестве по заданной схеме размещения (например, по окружности в одном из сечений трубопровода) устанавливаются на подготовленном трубопроводе 7 таким образом, чтобы стенка корпуса электрода сравнения 9 соприкасалась с внешней поверхностью трубопровода 7, например, при помощи стягивающего монтажного хомута (на фиг.2 не показано). Соотношение диаметра цилиндрического корпуса 1 к его длине составляет менее 1:5, что позволяет закрепить электрод сравнения 9 соосно с трубопроводом 7 и обеспечивает плотное прилегание их поверхностей.

Электроды сравнения 9 посредством электрического изолированного провода 4 подключаются к оборудованию 10 для измерения поляризационного потенциала, например, к контрольно-измерительной колонке (фиг.2).

После засыпки места установки электрода сравнения 9, почвенный электролит (грунтовая вода) (на фигура не показано) через перфорационные отверстия пробки 6 (фиг.1) контактирует с электролитом 3, содержащим смесь крахмала и водного раствора сульфата меди, обеспечивая электрохимический контакт с медным электродом 2, расположенным в цилиндрическом корпусе 1. За счет такого контакта образуется электрохимическая цепь между защищаемой конструкцией (трубопроводом 7) и электродом сравнения 9, при этом минимальное расстояние между пробкой 6 и защищаемым сооружением определяется толщиной стенки цилиндрического корпуса 1, т.е. 1-2 мм, что обеспечивает измерение поляризационного потенциала, т.к. омическим падением при таких расстояниях можно пренебречь.

Применение смеси крахмала и водного раствора сульфата меди в составе электролита 3 позволяет создать запирающий слой на перфорационных отверстиях пробки 6, тем самым обеспечивая необходимую малую скорость выхода электролита 3 из электрода сравнения 9 и необходимую электропроводность в широком спектре значений влажности почвенной среды, что в свою очередь повышает надежность электрода сравнения, как устройства длительного действия, при этом не усложняя и не увеличивая габаритные размеры конструкции.

Термоусаживающаяся манжета 5 обеспечивает конструкционную надежность и целостность электрода сравнения в суровых климатических условиях, при этом не усложняя конструкционного исполнения и не увеличивая стоимости конечного продукта, при этом термоусаживающейся манжетой 5 выполняются одновременно три функции: центровка медного электрода 2 внутри цилиндрического корпуса 1, фиксирование медного электрода 2 совместно с электрическим изолированным проводом 4 относительно цилиндрического корпуса 1 и герметизация корпуса 1.

Для испытаний электрода сравнения было произведено более 100 ед. опытных образцов. Испытания проводились как в лабораторных, так и в полевых условиях. В результате проведенных испытаний электроды сравнения показали стабильность и надежность, в рамках заданных сроков эксплуатации. Полученные результаты доказывают промышленную применимость предлагаемого технического решения.

Claims (1)

1. Электрод сравнения, включающий цилиндрический корпус, пробку с перфорационными отверстиями, медный электрод, соединенный с электрическим изолированным проводом, выходящим наружу, электролит, отличающийся тем, что электрод сравнения оснащен цилиндрическим корпусом, имеющим соотношение диаметра к длине 1:4 и толщину стенки цилиндрического корпуса 1-2 мм, содержит электролит, включающий смесь крахмала и водного раствора сульфата меди, и термоусаживающуюся манжету, которая одновременно герметизирует одно из отверстий цилиндрического корпуса, предназначенную для центровки медного электрода внутри цилиндрического корпуса и фиксирования медного электрода совместно с электрическим изолированным проводом относительно цилиндрического корпуса.

Images