RU2366760C1 - Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений - Google Patents

Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений Download PDF

Info

Publication number
RU2366760C1
RU2366760C1 RU2008106807/02A RU2008106807A RU2366760C1 RU 2366760 C1 RU2366760 C1 RU 2366760C1 RU 2008106807/02 A RU2008106807/02 A RU 2008106807/02A RU 2008106807 A RU2008106807 A RU 2008106807A RU 2366760 C1 RU2366760 C1 RU 2366760C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
value
protective
frequency
protective potential
adder
Prior art date
Application number
RU2008106807/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Николаевич Тюрин (RU)
Николай Николаевич Тюрин
Эдуард Михайлович Соколов (RU)
Эдуард Михайлович Соколов
Владимир Михайлович Панарин (RU)
Владимир Михайлович Панарин
Михаил Владимирович Панарин (RU)
Михаил Владимирович Панарин
Илья Васильевич Семин (RU)
Илья Васильевич Семин
Иван Александрович Даниличев (RU)
Иван Александрович Даниличев
Анна Александровна Зуйкова (RU)
Анна Александровна Зуйкова
Original Assignee
ООО Научно-исследовательский институт "Наукоемкие технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО Научно-исследовательский институт "Наукоемкие технологии" filed Critical ООО Научно-исследовательский институт "Наукоемкие технологии"
Priority to RU2008106807/02A priority Critical patent/RU2366760C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2366760C1 publication Critical patent/RU2366760C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к технологии защиты от коррозии подземных металлических сооружений. Технический результат - повышение эффективности катодной защиты подземных сооружений и снижение электрических потерь в процессе выравнивания защитных потенциалов. Система содержит трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого через фильтр выпрямленного напряжения подсоединена к анодному заземлителю, первый и второй кремниевые вентили, аноды которых подсоединены к каждому из защищаемых сооружений. Система также содержит первый и второй силовые частотные ключи, первый и второй частотные фильтры, первый и второй блоки управления силовыми частотными ключами, первый и второй сумматоры коррекции величины защитного потенциала, задатчик величины защитного потенциала, инвертирующий повторитель аналогового сигнала, дифференциальный усилитель разности защитных потенциалов. 1 ил.

Description

Изобретение относится к технологии защиты от коррозии подземных металлических сооружений и может быть использовано для защиты группы газопроводов, нефтепроводов, водопроводов и других сооружений.
Скорость коррозии в зависимости от внешних условий составляет 0,3-0,5 мм в год, поэтому, например газопроводы с толщиной стенки 9 мм выходят из строя через 6-8 лет. Ущерб, наносимый народному хозяйству коррозией, огромен.
Известна схема катодной защиты подземных металлических сооружений, включающая защищаемое сооружение - трубопровод, регулируемый источник постоянного тока, соединительный провод и анодное заземление [1]. В этом устройстве отрицательный полюс источника постоянного тока подключают к защищаемому сооружению - трубопроводу, положительный полюс - к искусственно созданному аноду - заземлителю.
Однако такая схема защиты наиболее целесообразна для одиночных трубопроводов и сооружений.
Если необходимо защитить несколько трубопроводов различных по принадлежности, назначению, изоляции, параметрам, находящихся в грунтовом или водном электролитах, выполняют прямые или вентильные перемычки, т.е. осуществляют совместную защиту подземных сооружений [2]. Такая система катодной защиты может осуществляться подсоединением различных сооружений на общую защитную установку с одновременным устройством металлических соединений между отдельными сооружениями.
При разработке схемы совместной защиты в разветвленных сетях подземных сооружений выбирают основное сооружение - основную дренажную цепь, к которой с помощью перемычек подключают остальные защищаемые сооружения. Совместная система защиты подземных сооружений различного назначения включает: защищаемые металлические сооружения - трубопроводы, регулируемые перемычки, источник постоянного тока - регулируемый выпрямитель, анодное заземление.
При такой совместной защите различные по принадлежности, назначению, изоляции, параметрам сооружения, находящиеся в грунтовом или водном электролитах, оказываются гальванически связанными между собой. Поскольку стационарные потенциалы защищаемых сооружений различны, то при подключении их между собой как прямой, так и вентильной перемычками, образуется мощная гальваническая коррозионная пара, "подавить" которую с помощью источника постоянного тока в интервале поляризационных потенциалов, рекомендованных действующим ГОСТом, не всегда удается. При этом в таких условиях осложняется измерение потенциалов отдельных сооружений в точке дренирования и источник постоянного тока - регулируемый выпрямитель сам становится источником блуждающих токов.
При регулировании источника постоянного тока потенциалы сооружений, стационарные потенциалы которых до подключения перемычек были разными, приобретают различные поляризационные потенциалы и не могут быть скомпенсированы в пределах, рекомендованных ГОСТом.
Таким образом, совместная защита двух или более сооружений одним источником постоянного тока оказывается не эффективной.
Известно устройство для совместной катодной защиты подземных сооружений [3], которое содержит регулируемый выпрямитель, плюсовая клемма которого подсоединена к анодному заземлению.
Недостатком этого устройства является недостаточная эффективность совместной катодной защиты.
Наиболее близким к изобретению является система катодной защиты двух и более сооружений [4], которая содержит трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого подсоединена к анодному заземлителю, два кремниевых вентиля, два регулируемых сопротивления, причем минусовая клемма выпрямителя подсоединена к общей точке соединенных между собой катодов кремниевых вентилей, аноды которых подсоединены к каждому из защищаемых сооружений через регулируемые сопротивления.
Недостатком известного прототипа является отсутствие приспосабливаемости (адаптации) к изменениям параметров грунта в зависимости от климатических условий. Другой недостаток состоит в том, что для выравнивания защитных токов двух или более сооружений используют регулируемые сопротивления, на которых происходит дополнительный расход электрической энергии.
Задачей изобретения является повышение эффективности катодной защиты подземных сооружений и снижение электрических потерь в процессе выравнивания защитных потенциалов.
Поставленная цель достигается тем, что адаптивная система катодной защиты подземных сооружений содержит трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого через фильтр выпрямленного напряжения подсоединена к анодному заземлителю, первый и второй кремниевые вентили, аноды которых подсоединены к каждому из защищаемых сооружений, первый и второй силовые частотные ключи, первый и второй частотные фильтры, первый и второй блоки управления силовыми частотными ключами, первый и второй сумматоры коррекции величины защитного потенциала, задатчик величины защитного потенциала, инвертирующий повторитель аналогового сигнала, дифференциальный усилитель разности защитных потенциалов, причем выходы первого и второго силовых частотных ключей подсоединены к минусовой клемме выпрямителя, а входы через первый и второй частотные фильтры к катодам кремниевых вентилей, первый и второй входы дифференциального усилителя разности защитных потенциалов подсоединены к каждому из защищаемых сооружений, а выход к первому входу первого сумматора коррекции величины защитного потенциала и через инвертирующий повторитель аналогового сигнала к первому входу второго сумматора коррекции величины защитного потенциала, вторые входы первого и второго сумматора коррекции величины защитного потенциала подсоединены к задатчику величины защитного потенциала, выход первого сумматора коррекции величины защитного потенциала через первый блок управления силовыми частотными ключами подсоединен к управляющему входу первого силового частотного ключа, а выход второго сумматора коррекции величины защитного потенциала через второй блок управления силовыми частотными ключами подсоединен к управляющему входу второго силового частотного ключа.
На чертеже представлена схема катодной защиты двух подземных сооружений, например нефтепровода и газопровода.
Схема состоит из понижающего разделительного трансформатора 1, выпрямительных диодов 2, LC-фильтра выпрямленного напряжения 3, подключенного к анодному заземлителю 4, первого 5 и второго 6 силовых частотных ключей, первого 7 и второго 8 блоков управления силовыми частотными ключами, первого 9 и второго 10 сумматоров коррекции величины защитного потенциала, задатчика величины защитного потенциала 11, инвертирующего повторителя аналогового сигнала 12, дифференциального усилителя разности защитных потенциалов 13, первого 14 и второго 15 частотных LC-фильтров, первого 16 и второго 17 кремниевых вентилей, подключенных к первому 18 и второму 19 защищаемым трубопроводам.
Схема работает следующим образом.
В установившемся режиме величины защитных потенциалов первого 18 и второго 19 трубопроводов имеют одинаковые значения. На входы дифференциального усилителя разности защитных потенциалов 13 подаются одинаковые значения и на его выходе напряжение равно нулю, при этом величина защитного потенциала устанавливается задатчиком величины защитного потенциала 11.
В случае изменения климатических условий (дождь, снег, наличие влаги в прилегаемом к защищаемым трубопроводам грунте и т.д.) происходит нарушение процесса защиты трубопроводов, величины защитных потенциалов изменяются и становятся не одинаковыми на защищаемых трубопроводах. В результате на выходе дифференциального усилителя разности защитных потенциалов 13 формируется напряжение рассогласования, пропорциональное разности величин потенциалов между первым 18 и вторым 9 защищаемыми трубопроводами. Это напряжение суммируется с напряжением задатчика величины защитного потенциала 11 на первом 9 сумматоре коррекции величины защитного потенциала и вычитается из напряжения задатчика величины защитного потенциала 11 посредством инвертирующего повторителя аналогового сигнала 12 на втором 10 сумматоре коррекции величины защитного потенциала. В результате изменяется напряжение на входах первого 7 и второго 8 блоков управления силовыми частотными ключами, которые корректируют скважность открытия соответственно первого 5 и второго 6 силовых частотных ключей, обеспечивая тем самым выравнивание защитных потенциалов на трубопроводах. Первый 14 и второй 15 частотные LC-фильтры предназначены для сглаживания высокочастотных пульсаций, появляющихся при работе силовых ключей.
Этим обеспечивается адаптация системы катодной защиты подземных сооружений и газопроводов к изменениям климатических и других условий защиты и повышается эффективность катодной защиты подземных сооружений. Кроме того, применение взамен регулируемых сопротивлений силовых частотных ключей, работающих в импульсном режиме с регулируемой скважностью, обеспечивает снижение электрических потерь при выравнивании защитных потенциалов.
Источники информации:
1. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров. Учебник. - М.: Недра, 1978 г. Авторы: Дизенко Е.И., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И., Юфин В.А., с.113-117.
2. Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от электрохимической коррозии. - М.: Стройиздат, 1974 г., с.86-89; 1982 г., с.74-79.
3. Пат. SU N524860, МПК 5 C23F 13/00. Устройство для совместной катодной защиты металлических оболочек высоковольтных кабелей и других подземных металлических сооружений / Н.Н.Божук [и др.]. - №1984126; заявл. 1974.01.07; опубл. 1976.08.15, Бюл. №30. - 2 с.: ил.
4. Пат. RU 2151218, МПК С23F 13/02. Схема катодной защиты двух или более сооружений / В.В.Палашов [и др.]; заявитель и патентообладатель Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. №99116931/02; заявл. 1999.08.03; опубл. 2003.03.20, Бюл. №8. - 4 с.: ил.

Claims (1)

  1. Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений, содержащая трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого через фильтр выпрямленного напряжения подсоединена к анодному заземлителю, первый и второй кремниевые вентили, аноды которых подсоединены к каждому из защищаемых сооружений, отличающаяся тем, что дополнительно введены первый и второй силовые частотные ключи, первый и второй частотные фильтры, первый и второй блоки управления силовыми частотными ключами, первый и второй сумматоры коррекции величины защитного потенциала, задатчик величины защитного потенциала, инвертирующий повторитель аналогового сигнала, дифференциальный усилитель разности защитных потенциалов, причем выходы первого и второго силовых частотных ключей подсоединены к минусовой клемме выпрямителя, а входы через первый и второй частотные фильтры - к катодам кремниевых вентилей, первый и второй входы дифференциального усилителя разности защитных потенциалов подсоединены к каждому из защищаемых сооружений, а выход - к первому входу первого сумматора коррекции величины защитного потенциала и через инвертирующий повторитель аналогового сигнала - к первому входу второго сумматора коррекции величины защитного потенциала, вторые входы первого и второго сумматора коррекции величины защитного потенциала подсоединены к задатчику величины защитного потенциала.выход первого сумматора коррекции величины защитного потенциала через первый блок управления силовыми частотными ключами подсоединен к управляющему входу первого силового частотного ключа, а выход второго сумматора коррекции величины защитного потенциала через второй блок управления силовыми частотными ключами подсоединен к управляющему входу второго силового частотного ключа.
RU2008106807/02A 2008-02-26 2008-02-26 Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений RU2366760C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106807/02A RU2366760C1 (ru) 2008-02-26 2008-02-26 Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106807/02A RU2366760C1 (ru) 2008-02-26 2008-02-26 Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2366760C1 true RU2366760C1 (ru) 2009-09-10

Family

ID=41166588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008106807/02A RU2366760C1 (ru) 2008-02-26 2008-02-26 Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366760C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477765C1 (ru) * 2011-08-17 2013-03-20 Закрытое Акционерное Общество "Промышленное Предприятие Материально-Технического Снабжения "Пермснабсбыт" Станция групповой катодной защиты
RU2491373C1 (ru) * 2012-06-01 2013-08-27 Открытое акционерное общество по газификации и эксплуатации газового хозяйства Тульской области "Тулаоблгаз" Адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477765C1 (ru) * 2011-08-17 2013-03-20 Закрытое Акционерное Общество "Промышленное Предприятие Материально-Технического Снабжения "Пермснабсбыт" Станция групповой катодной защиты
RU2491373C1 (ru) * 2012-06-01 2013-08-27 Открытое акционерное общество по газификации и эксплуатации газового хозяйства Тульской области "Тулаоблгаз" Адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2440442C1 (ru) Адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений
RU2394943C1 (ru) Устройство катодной защиты газопроводов и подземных сооружений
CN203960334U (zh) 用于埋地管道的阴极保护系统
CN102345131A (zh) 金属防腐恒电位仪及其组成的网络化恒电位给定系统
CN106987845A (zh) 一种区域阴极保护电流需求量的测定方法
RU2491373C1 (ru) Адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений
RU2366760C1 (ru) Адаптивная система катодной защиты подземных сооружений
Ding et al. Experimental study on the influence of AC stray current on the cathodic protection of buried pipe
CN104611707B (zh) 一种用于地下管路的阴极保护方法及装置
RU2465570C1 (ru) Система автоматической коррекции работы станций катодной защиты
RU2151218C1 (ru) Схема катодной защиты двух или более сооружений
WO2001014614A2 (en) Solid state cathodic protection systems, methods for making and using same
Mishra et al. Design of a solar photovoltaic-powered mini cathodic protection system
KR100595391B1 (ko) 전기방식장치
CN203159714U (zh) 核电厂重要厂用水管道系统分区阴极保护系统
RU2642141C1 (ru) Способ защиты участков трубопроводов от геомагнитно-индуцированных блуждающих токов и устройство для его осуществления
CN201459240U (zh) 一种用于管道或罐的太阳能电化学防腐保护装置
Mostafa et al. Mitigation of the AC corrosion of the metallic pipelines using the hydroxide and solid-state polarization cells; A comparative study
CN109680281B (zh) 一种基于脉冲电流供电的管道内防腐阴极保护系统及方法
EA201200878A1 (ru) Станция групповой катодной защиты
RU106714U1 (ru) Сооружение для защиты промыслового трубопровода от коррозии
KR101382245B1 (ko) 독립전원 전기방식시스템
RU2018122206A (ru) Способ совместной защиты от грозовых разрядов с молниеприёмником, размещённым на высотной трубе, или отдельно стоящим молниеприёмником на промышленных объектах переработки и хранения углеводородного топлива и электрохимической коррозии стальных подземных сооружений промышленного объекта
RU2588916C1 (ru) Способ эксплуатации трубопроводов системы нефтесбора и поддержания пластового давления нефтяного месторождения
RU1499988C (ru) Устройство дл электрохимической защиты от коррозии