RU2691917C1 - Device for cathodic protection of underground metal structures - Google Patents

Device for cathodic protection of underground metal structures Download PDF

Info

Publication number
RU2691917C1
RU2691917C1 RU2018132939A RU2018132939A RU2691917C1 RU 2691917 C1 RU2691917 C1 RU 2691917C1 RU 2018132939 A RU2018132939 A RU 2018132939A RU 2018132939 A RU2018132939 A RU 2018132939A RU 2691917 C1 RU2691917 C1 RU 2691917C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathodic protection
data transmission
transmission channel
reference electrode
protected
Prior art date
Application number
RU2018132939A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Гарольдович Редекоп
Олег Аркадьевич Гилёв
Original Assignee
Акционерное общество "Промышленное предприятие материально-технического снабжения "Пермснабсбыт"
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 Акционерное общество "Промышленное предприятие материально-технического снабжения "Пермснабсбыт" filed Critical Акционерное общество "Промышленное предприятие материально-технического снабжения "Пермснабсбыт"
Priority to RU2018132939A priority Critical patent/RU2691917C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2691917C1 publication Critical patent/RU2691917C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to devices for cathodic protection of underground metal structures. Proposed device comprises cathodic protection station to be connected to protected structure, control unit connected thereto, anode earthing device, measuring units with reference electrode and data transmission channel. Each measuring unit is equipped with an optical voltage sensor connected to a reference electrode, a protected structure and a data transmission channel. Data transmission channel is fiber-optic.EFFECT: higher efficiency of monitoring of cathodic protection parameters.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимической защиты и может быть использовано для катодной защиты протяженных подземных металлических сооружений, например, трубопроводов от коррозии.The invention relates to the field of electrochemical protection and can be used for cathodic protection of extended underground metal structures, for example, pipelines from corrosion.

Известна установка катодной защиты (патент РФ на изобретение №1429591, C23F13/02, 1994), содержащая станцию катодной защиты, связанную с анодным заземлением и защищаемым подземным сооружением, блоком измерения поляризационного потенциала. Блок измерения одним входом связан с электродом сравнения, а другим через задающий генератор и коммутатор датчиками тока и с соответствующими датчиками поляризационного потенциала. Кроме того, установка снабжена блоками сравнения и согласующим блоком.Known installation of cathodic protection (RF patent for the invention №1429591, C23F13 / 02, 1994), containing the cathodic protection station associated with the anode ground and protected underground structure, the unit measuring the polarization potential. The measurement unit with one input is connected with the reference electrode, and the other through the master oscillator and switch with current sensors and with the corresponding polarization potential sensors. In addition, the installation is equipped with comparison units and matching unit.

Недостатком известной установки является сложность, невозможность контроля защитного потенциала протяженных металлических сооружений.The disadvantage of the known installation is the complexity, the inability to control the protective potential of the extended metal structures.

Известно устройство для катодной защиты протяженного участка подземного сооружения (патент на полезную модель №120655, С23F13/02, 2006), выбранное в качестве ближайшего аналога. Устройство содержит катодную станцию, выполненную с возможностью подключения к защищаемому сооружению через датчик выходного тока, снабженную датчиком выходного напряжения, анодный заземлитель, связанные между собой каналом связи измерительные пункты, блок контроля. Каждый измерительный пункт, расположенный вблизи катодной станции, включает медно-сульфатный электрод сравнения (ЭНЕС) и измеритель потенциала, соединенный с датчиком потенциала, сооружением и блоком контроля.A device for cathodic protection of a lengthy section of an underground structure (utility model patent No. 120655, C23F13 / 02, 2006), selected as the closest analogue, is known. The device contains a cathode station, configured to be connected to the protected structure via an output current sensor, equipped with an output voltage sensor, an anode earthing switch, measuring points interconnected by a communication channel, and a control unit. Each measuring point located near the cathode station includes a copper-sulphate reference electrode (ENES) and a potential meter connected to a potential sensor, a building and a control unit.

Недостатком ближайшего аналога является недостаточная эффективность контроля защитных параметров катодной защиты за счет зависимости измерительных пунктов от автономных источников питания, низкая скорость передачи данных. Наличие приемо-передатчиков на базе GSM-модемов делает канал связи чувствительным к помехам.The disadvantage of the closest analogue is the lack of effective monitoring of the protective parameters of cathodic protection due to the dependence of the measuring points on independent power sources, low data transmission rate. The presence of transceivers based on GSM modems makes the communication channel sensitive to interference.

Техническим результатом является повышение эффективности контроля электрических параметров катодной защиты.The technical result is to increase the efficiency of monitoring the electrical parameters of cathodic protection.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для катодной защиты подземных сооружений, содержащем станцию катодной защиты, выполненную с возможностью подключения к защищаемому сооружению, соединенные с ней блок контроля, анодный заземлитель, измерительные блоки с электродом сравнения, канал передачи данных, отличающееся тем, что каждый измерительный блок снабжен оптическим датчиком напряжения, соединенным с электродом сравнения, защищаемым сооружением и каналом передачи данных, при этом канал передачи данных выполнен оптоволоконным.The technical result is achieved due to the fact that in the device for cathodic protection of underground structures containing a cathodic protection station, made with the ability to connect to the protected structure, connected to it is a control unit, an anode earthing switch, measuring units with a reference electrode, a data transmission channel, characterized by that each measuring unit is equipped with an optical voltage sensor connected to the reference electrode, protected by the building and the data transmission channel, while the data transmission channel is ying fiber.

Технический результат обеспечивается за счет установки в каждом измерительном блоке оптического датчика напряжения, связанного с электродом сравнения, защищаемым объектом и оптоволоконным каналом передачи данных, что повышает эффективность контроля защитных параметров подземного металлического сооружения за счет увеличения объема, повышения скорости и точности передачи данных, поскольку оптоволоконный канал связи обладает широким диапазоном частот, является высокоскоростным и помехоустойчивым. Большой диапазон частот оптоволоконных средств измерения и передачи данных позволяет передавать на блок контроля данные одновременно с множества измерительных блоков с привязкой к географическому положению или номеру измерительного блока в каждой контролируемой точке. Применение оптического датчика напряжения не требует электропитания, что позволяет эффективно контролировать защитные параметры подземного сооружения в любых удаленных точках, что особенно актуально для протяженных подземных сооружений. The technical result is ensured by the installation in each measuring unit of an optical voltage sensor connected with a reference electrode, a protected object and a fiber optic data transmission channel, which increases the efficiency of monitoring the protective parameters of an underground metal structure by increasing the volume, speed and accuracy of data transmission, because fiber optic The communication channel has a wide frequency range, is high-speed and noise-resistant. The large frequency range of the fiber-optic measurement and data transmission means allows data to be transmitted to the control unit simultaneously from multiple measurement units with reference to the geographical location or number of the measurement unit at each controlled point. The use of an optical voltage sensor does not require electrical power, which makes it possible to effectively monitor the protective parameters of the underground structure at any remote points, which is especially important for extended underground structures.

На фиг.1 изображена общая схема устройства для катодной защиты подземных металлических сооружений.Figure 1 shows the General scheme of the device for the cathode protection of underground metal structures.

Устройство для защиты подземных металлических сооружений содержит станцию катодной защиты (СКЗ) 1, связанную с анодным заземлителем 2 и защищаемым металлическим сооружением 3, блок контроля 4, содержащий компьютер, измерительные блоки 5, связанные между собой оптоволоконным каналом 6. Каждый измерительный блок 5 включает электрод сравнения 7, оптический датчик напряжения 8. The device for protection of underground metal structures contains a cathodic protection station (RMS) 1 connected with an anode earthing switch 2 and a protected metal structure 3, a control unit 4 containing a computer, measuring blocks 5 interconnected by an optical fiber channel 6. Each measuring unit 5 includes an electrode Comparison 7, optical voltage sensor 8.

В качестве станции катодной защиты 1 и анодного заземлителя 2 могут быть использованы любые известные устройства. В качестве электрода сравнения 7 предпочтительно использование неполяризующегося медно-сульфатного электрода сравнения в связи с тем, что он имеет фиксированное значение напряжения независимо от вида грунта, в котором он установлен. В качестве оптического датчика напряжения 8 может быть использован оптический датчик напряжения на основе жидких кристаллов. Оптический датчик напряжения 8 принимает оптические сигналы от оптического генератора светового потока, например, источника лазерного излучения небольшой мощности, установленного на блоке контроля 4. Оптический датчик напряжения 8, находясь в электрическом поле, преобразует сигналы, принятые от генератора светового потока, в зависимости от величины защитного потенциала защищаемого сооружения 3, и передает преобразованный сигнал, соответствующий величине защитного потенциала металлической конструкции по оптическому каналу связи на блок контроля 4.As a station of cathodic protection 1 and anode earthing 2 can be used any known device. As a reference electrode 7, it is preferable to use a non-polarizable copper sulphate reference electrode due to the fact that it has a fixed voltage value regardless of the type of soil in which it is installed. As an optical voltage sensor 8, an optical voltage sensor based on liquid crystals can be used. The optical voltage sensor 8 receives optical signals from an optical generator of the luminous flux, for example, a low-power laser source installed on the control unit 4. The optical voltage sensor 8, being in an electric field, converts signals received from the luminous flux generator, depending on the protective potential of the protected structure 3, and transmits the converted signal corresponding to the protective potential of the metal structure through the optical communication channel to the bl ok control 4.

Устройство для катодной защиты подземных металлических конструкций работает следующим образом.Device for cathodic protection of underground metal structures works as follows.

Станцию катодной защиты 1 отрицательным выходом соединяют с защищаемым сооружением 3, например трубопроводом. Положительный выход станции 1 соединяют с анодным заземлителем 2. По цепи «анодный заземлитель – защищаемый трубопровод» начинает протекать защитный ток, благодаря чему на трубопроводе 3 создается защитный потенциал. Измерение поляризационного потенциала на трубопроводе 3 осуществляется с помощью измерительных блоков 5, установленных рядом с трубопроводом 3 по его длине. Каждый измерительный блок 5 включает оптический датчик напряжения 8, связанный с электродом сравнения 7, защищаемым сооружением 3 и оптоволоконным каналом связи 6. Электрод сравнения 7 и оптический датчик напряжения 8 устанавливают около защищаемого объекта 3. Электрод сравнения 7 устанавливают, как правило, под землей, а оптический датчик напряжения 8 размещают на поверхности в корпусе измерительного блока 5. Оптоволоконный канал связи 6 связывает все измерительные блоки 5 и подсоединен к блоку контроля 4. Оптический датчик напряжения 8 не требует подключения автономных источников питания, за счет чего измерительный блок 5 является энергонезависимым. Оптический датчик напряжения 8 измеряет и передает на блок контроля 4 информацию о поляризационном потенциале защищаемого металлического сооружения 3. Station cathodic protection 1 negative output connected to the protected structure 3, for example a pipeline. The positive output of station 1 is connected to the anode earthing switch 2. A protective current begins to flow through the chain “anode earthing - protected pipeline”, which creates a protective potential on pipeline 3. Measurement of the polarization potential on the pipeline 3 is carried out using measuring units 5 installed near the pipeline 3 along its length. Each measuring unit 5 includes an optical voltage sensor 8 connected to a reference electrode 7, protected by a building 3 and a fiber-optic communication channel 6. A reference electrode 7 and an optical voltage sensor 8 are installed near the object to be protected 3. The reference electrode 7 is installed, as a rule, underground, and an optical voltage sensor 8 is placed on the surface in the case of the measuring unit 5. The fiber-optic communication channel 6 connects all the measuring units 5 and is connected to the control unit 4. The optical voltage sensor 8 is not connection of autonomous power supplies, due to which the measuring unit 5 is non-volatile. The optical voltage sensor 8 measures and transmits to the control unit 4 information about the polarization potential of the protected metal structure 3.

Использование оптического канала связи позволяет блоку контроля 4 осуществлять удаленный прием и обработку данных, поступающих одновременно со всех измерительных блоков 5, установленных вдоль защищаемой протяженной конструкции 3, производить сравнение полученных данных и регулирование защитных параметров устройства. Благодаря быстродействию, помехоустойчивости оптоволоконного канала связи 6, точности измерений и энергонезависимости измерительных блоков 5, содержащих оптические датчики напряжения 8, повышается эффективность контроля, измерения и корректировки защитного потенциала в любой удаленной точке подземного сооружения 3. Большой диапазон передаваемых по оптоволоконному каналу частот позволяет передавать на контрольный пункт 4 большие объемы информации. Поэтому, кроме значений защитного потенциала металлического сооружения 3, на контрольный блок 4 передается информация о номере или географическом положении каждого измерительного блока 5. Благодаря чему возможно автоматическое осуществление мониторинга защитного потенциала по всей длине любого протяженного металлического сооружения.The use of an optical communication channel allows the control unit 4 to remotely receive and process data coming simultaneously from all measuring units 5 installed along the protected extended structure 3, to compare the obtained data and adjust the protective parameters of the device. Thanks to the speed, noise immunity of the fiber optic communication channel 6, measurement accuracy and non-volatility of measuring units 5 containing optical voltage sensors 8, the efficiency of monitoring, measuring and adjusting the protective potential at any remote point of the underground structure 3 is improved. checkpoint 4 large amounts of information. Therefore, in addition to the protective potential values of the metal structure 3, information on the number or geographical location of each measuring unit 5 is transmitted to the control unit 4, which makes it possible to automatically monitor the protective potential along the entire length of any extended metal structure.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность контроля и регулирования защитного потенциала металлического подземного сооружения.Thus, the claimed invention allows to increase the efficiency of control and regulation of the protective potential of a metal underground structure.

Claims (1)

Устройство для катодной защиты подземных металлических сооружений, содержащее станцию катодной защиты, выполненную с возможностью подключения к защищаемому сооружению, соединенные с ней блок контроля, анодный заземлитель, измерительные блоки с электродом сравнения и канал передачи данных, отличающееся тем, что каждый измерительный блок снабжен оптическим датчиком напряжения, соединенным с электродом сравнения, защищаемым сооружением и каналом передачи данных, при этом канал передачи данных выполнен оптоволоконным.Device for cathodic protection of underground metal structures, containing a cathodic protection station, configured to be connected to the protected structure, connected to it is a control unit, an anode earthing, measuring units with a reference electrode and a data transmission channel, characterized in that each measuring unit is equipped with an optical sensor voltage connected to the reference electrode, protected by the building and the data transmission channel, while the data transmission channel is made of fiber optic.
RU2018132939A 2018-09-18 2018-09-18 Device for cathodic protection of underground metal structures RU2691917C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132939A RU2691917C1 (en) 2018-09-18 2018-09-18 Device for cathodic protection of underground metal structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018132939A RU2691917C1 (en) 2018-09-18 2018-09-18 Device for cathodic protection of underground metal structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691917C1 true RU2691917C1 (en) 2019-06-18

Family

ID=66947520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018132939A RU2691917C1 (en) 2018-09-18 2018-09-18 Device for cathodic protection of underground metal structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691917C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3135639A1 (en) * 1980-09-12 1982-07-15 Naamloze Vennootschap Nederlandse Gasunie, Groningen Method for measuring the potential with respect to the ground of a cathodically protected metal structure
RU120655U1 (en) * 2012-03-26 2012-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-ЭС" DEVICE FOR CATHODE PROTECTION OF AN EXTENDED PLOT OF UNDERGROUND STRUCTURE
RU2506348C2 (en) * 2012-03-26 2014-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-ЭС" Device for cathode protection of extended section of underground structure
RU2639927C1 (en) * 2017-02-15 2017-12-25 Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Инженерный Центр" Method of acoustic detection and localization of knot holes in the trunk gas pipelines and control of state of insulators and disconnectors of overhead line of cathodic protection of pipelines and system for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3135639A1 (en) * 1980-09-12 1982-07-15 Naamloze Vennootschap Nederlandse Gasunie, Groningen Method for measuring the potential with respect to the ground of a cathodically protected metal structure
RU120655U1 (en) * 2012-03-26 2012-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-ЭС" DEVICE FOR CATHODE PROTECTION OF AN EXTENDED PLOT OF UNDERGROUND STRUCTURE
RU2506348C2 (en) * 2012-03-26 2014-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-ЭС" Device for cathode protection of extended section of underground structure
RU2639927C1 (en) * 2017-02-15 2017-12-25 Общество с ограниченной ответственностью "Уральский Инженерный Центр" Method of acoustic detection and localization of knot holes in the trunk gas pipelines and control of state of insulators and disconnectors of overhead line of cathodic protection of pipelines and system for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ji et al. Microwave-photonic sensor for remote water-level monitoring based on chaotic laser
CN101344217A (en) Apparatus and method for measuring earth induction current and pipe-to-soil potential of buried pipe
CN205860993U (en) Infrared type drainage pipeline networks sedimentation amount on-Line Monitor Device
CN103487836A (en) Electrical prospecting multi-electrode multi-power supply unit system and prospecting method thereof
CN203465033U (en) Brillouin distributed type optical-fiber temperature sensor based on wide-spectrum light source
CN204702807U (en) The intelligent remote monitoring regulator control system of underground utilities galvanic protection
RU2691917C1 (en) Device for cathodic protection of underground metal structures
CN103615981A (en) Bridge displacement and expansion joint width remote-measuring system based on internet of things and lasers
CN203534584U (en) Automatic monitoring early warning system of tailing pond dry beach
RU2506348C2 (en) Device for cathode protection of extended section of underground structure
Abate et al. Towards a distributed monitoring system for gas pipeline cathodic protection
CN101551280A (en) Closed ring feedback control distribution type optical fiber temperature sensing system at non-constant temperature
CN202788799U (en) Electronic circuit of dual laterolog equipment
CN104390144A (en) Urban sewerage system trench terminal beneficial to installation
CN202855052U (en) Hydrometric cableway measurement signal wireless intelligent digital transmission system
CN204255879U (en) The filthy monitoring device of a kind of passive fiber charged insulating
US20200183043A1 (en) System and methodology of cross casing resistivity tool
RU2694854C1 (en) Device for control of protective potential of underground metal structure
CN203587058U (en) Internet of things and laser-based bridge displacement and expansion joint width telemetry system
CN105092469A (en) Method and system for obtaining insulator salt density saturation coefficient based on on-line monitoring technology
KR20160041365A (en) Smart monitoring device of a anticorrosion infrastructure
CN108203833A (en) A kind of armored concrete monitoring device
RU120655U1 (en) DEVICE FOR CATHODE PROTECTION OF AN EXTENDED PLOT OF UNDERGROUND STRUCTURE
CN105973813B (en) A kind of binary channels light sensing insulator salt density monitoring system and method
CN110617401A (en) Intelligent pipeline drainage system