RU2781549C1 - Измеритель тока протекторной защиты морских сооружений - Google Patents
Измеритель тока протекторной защиты морских сооружений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781549C1 RU2781549C1 RU2021132007A RU2021132007A RU2781549C1 RU 2781549 C1 RU2781549 C1 RU 2781549C1 RU 2021132007 A RU2021132007 A RU 2021132007A RU 2021132007 A RU2021132007 A RU 2021132007A RU 2781549 C1 RU2781549 C1 RU 2781549C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corrosion
- ammeter
- protection
- meter
- current
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001681 protective Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 2
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 2
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 102200056156 PMS2P1 C23F Human genes 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к системе мониторинга коррозионных процессов на стальных подводных сооружениях с протекторной защитой для определения коррозионной опасности и эффективности электрохимической защиты. Измеритель тока состоит из диэлектрического водонепроницаемого корпуса с конусным пластиковым окончанием, на котором установлен стальной контакт из неподверженного морской коррозии металла, при этом контакт внутри диэлектрического водонепроницаемого корпуса подключен к выключателю, который подключен к цифровому амперметру с вынесенным дисплеем, амперметр подключен к элементу питания, а элемент питания к измерительному электроду, изготовленному из сплава, не подверженного коррозии. Изобретение позволяет определять степень износа протекторного сплава в системе протекторной защиты при помощи получения данных о плотностях тока защиты. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к системе мониторинга коррозионных процессов на стальных подводных сооружениях с протекторной защитой, для определения коррозионной опасности и эффективности электрохимической защиты.
Известна полезная модель «Блок контроля и измерения тока анодного заземления для системы электрохимической защиты металлических трубопроводов от коррозии» (см. патент RU №181690, МПК G01R 19/15 C23F 13/20 от 26.07.2018) подобная заявленному техническому решению. В ней описывается блок контроля и измерения тока анодного заземления для системы электрохимической защиты металлических трубопроводов от коррозии который подключен к кабельному выводу от станции электрохимической защиты. Блок оснащен амперметром и шунтами с возможностью регулировки тока в цепи. Техническим результатом данного технического решения является повышение надежности контроля и измерения с визуализацией токовых параметров при эксплуатации контрольно-измерительных пунктов.
Недостатками указанного технического решения являются:
- невозможность использования технического решения на морских объектах;
- метод предназначен только для использования со станциями катодной защиты.
Известен способ контроля режима работы протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов (см. патент RU №2589246, МПК G01N 17/00 от 10.07.2016 г.). Суть изобретения состоит в том, что при помощи переносного электрода сравнения и электроизмерительного прибора производится периодическое измерение потенциала и силы тока между электродом сравнения и корпусом судна в контрольных точках. Оценку состояния протекторов определяют по значению полученного потенциала, который должен лежать в пределах от минус 0,75 до минус 1,05 В, а сила тока в этой цепи должна соответствовать 60-66 мА.
Недостатками вышеописанного технического решения являются:
- субъективность оценки состояния протектора по косвенным признакам, таким, как потенциал корпуса судна относительно электрода сравнения;
- невозможность оценки поляризационного потенциала подводных сооружений при изолированной от внешней среды стальной поверхности;
- малоинформативный (т.к. не учитывается контактирующая с водой площадь судна) и спорный показатель оценки состояния протекторного материала на основе силы тока между корпусом судна и электродом сравнения;
- неоправданность использования графитового электрода в качестве электрода сравнения.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности определения степени износа протекторного сплава в системе протекторной защиты. Основным критерием, который применяется для определения достаточной степени электрохимической защиты подводных морских сооружений является потенциал относительно электрода сравнения. Этот показатель зачастую является неинформативным вследствие того, что при критическом расходе сплава протектора его потенциал так же остается в нормативных пределах. Вторым основным критерием является плотность тока защиты. Но из-за отсутствия возможности фиксации данного параметра в морских условиях этот важнейший параметр не проверяется. Данное техническое решение позволяет решить эту проблему и получить данные о плотностях тока защиты.
Указанная задача решается тем, что для определения рабочего тока протекторной защиты морских сооружений устройством создается дополнительная электрическая цепь, включающая в себя цифровой амперметр с дисплеем, измерительный электрод и элемент питания. Дисплей цифрового амперметра установлен отдельно от амперметра в корпусе заявляемого устройства. Эффект создается в рабочей цепи электрохимической защиты труба-протектор при помощи подключения дополнительной измерительной цепи и внутреннего источника постоянного тока, который за счет создания разности потенциалов между измерительным электродом устройства и протектором сооружения генерирует ток, измеряемый цифровым амперметром, установленным в устройстве. Цифровой амперметр имеет функцию сохранения измеренных значений, а также возможность подстройки прибора под необходимый тип протектора, и оснащен интерфейсом для передачи полученных данных для последующей их обработки в систему коррозионного мониторинга или на персональный компьютер.
Применение элемента питания за счет создаваемой разности потенциалов «катод-анод» позволяет принудительно направить ток от рабочего электрода через встроенный измеритель тока на протектор, вследствие чего величина измеренного тока будет в прямой зависимости от площади измеряемого протектора.
Созданное устройство может быть применено при проверке эффективности систем электрохимической защиты (ЭХЗ) при использовании водолазного обследования и при обследовании телеуправляемыми необитаемыми подводными аппаратами (ТНПА). Для водолазного обследования устройство может быть оборудовано рукояткой с выключателем и выведенным с амперметра дисплеем, который так же может быть применен при обследовании объекта с использованием ТНПА. В устройство может быть интегрирована система беспроводной передачи данных.
На фиг. 1 представлен внешний вид измерителя тока протекторной защиты морских сооружений, а на фиг. 2 приведена схема подключения измерителя.
Измеритель тока протекторной защиты морских сооружений, изображенный на фиг. 1, состоит из диэлектрического водонепроницаемого корпуса 1 с конусным пластиковым окончанием 2 и соединительным контактом 3, подключенным к встроенному в корпус измерителя цифровому амперметру 10 с установленным отдельно от амперметра в корпусе патентуемого устройства дисплеем 4, который подключен к измерительному электроду 5, изготовленному из неподверженного коррозии сплава, имеющего потенциал положительнее протектора, и установленного на защищаемом подводном сооружении. В разрыв цепи между соединительным контактом 3 и измерительным электродом 5 установлен выключатель 6, который используется для замыкания цепи "исследуемый протектор - электрод" для возможности проведения измерений при водолазном обследовании. Измерительный электрод 5 является стационарным и устанавливается в герметичный разъем, расположенный в задней части измерителя.
Схема подключения измерителя, представленная на фиг. 2, состоит из соединительного контакта 3, встроенного в корпус заявленного устройства цифрового амперметра 10 с установленным отдельно от амперметра в корпусе патентуемого устройства дисплеем 4, измерительного электрода 5, выключателя 6, электролита (морской воды) 7, защищаемого сооружения 8, протектора 9, элемента питания 11. Под номерами 3, 4, 5, 6, 10, 11 на схеме обозначены элементы цепи измерителя тока протекторной защиты, а под номерами 7-9 элементы внешней цепи «подводное сооружение - протектор».
Измеритель тока протекторной защиты морских сооружений может быть оснащен стационарным измерительным электродом 5 из различных некорродирующих сплавов. Также в корпусе 1 может быть установлена рукоятка с выключателем 6 для возможности измерения рабочего тока протекторной защиты методом водолазного обследования. В частном случае корпус 1 измерителя тока протекторной защиты морских сооружений может быть изменен и установлен в ТНПА или в другую измерительную аппаратуру с возможностью бесконтактной передачи данных. В другом частном случае измеритель тока протекторной защиты морских сооружений может быть без дисплея 4. Также измеритель может быть выполнен в произвольном корпусе с возможностью использования совместно с другой аппаратурой. Цифровой амперметр 10 имеет функцию сохранения измеренных значений и возможность подстройки прибора под необходимый тип протектора 9. Данные с цифрового амперметра 10 для последующей обработки с помощью интерфейса передаются в систему коррозионного мониторинга или на персональный компьютер, установленный внутрь герметичного корпуса 1 устройства, и амперметр может иметь сменный или перезаряжаемый источник питания 11. В одном из частных случаев измеритель тока протекторной защиты морских сооружений может быть оборудован датчиками электропроводности и температуры воды, а также индикатором напряжения элемента питания. В частном случае измеритель тока протекторной защиты морских сооружений может иметь один или несколько перезаряжаемых источников энергии (аккумуляторов) для осуществления энергопитания измерительной цепи и работоспособности измерителя. Элементы питания могут находится снаружи корпуса 1 или питание может осуществляться от подводного аппарата.
Перед началом измерений осуществляют проверку работоспособности элементов 3, 4, 5, 6, 10 измерителя и его элементов питания 11. Для этого, при помощи омметра проводят проверку целостности цепи при замкнутом выключателе 6. Далее, при помощи подключения измерителя к любому внешнему источнику постоянного тока осуществляют контроль работоспособности цифрового амперметра 10 и дисплея 4 для обеспечения индикации измеренного тока. Герметичность корпуса 1 измерителя проверяют визуально. Для проведения измерений непосредственно на подводном защищаемом объекте 8 необходимо обеспечить электрическое соединение измерителя тока и протектора 9, обеспечивающего защиту сооружения 8, к которому необходимо приложить устройство соединительным контактом 3. Далее, необходимо замкнуть цепь внутри измерителя при помощи выключателя 6, после чего на дисплее 4 цифрового амперметра 10 отобразится значение силы тока, которое указывает на состояние анодного материала данного протектора 9. При повышенном расходе протекторного материала на протекторе 9, вследствие увеличенной величины тока во времени измеряемая измерителем сила тока будет иметь повышенные значения по сравнению с нормальными показателями.
Экспериментально определен рабочий ток протекторной защиты алюминиевого сплава. Для этого в модельной морской воде были сымитированы две системы катодной защиты с площадью протекторного сплава 19,6 см2 и 3,9 см2. При соотношении этих площадей 5/1, напряжении последовательно подключенных двух литиевых измерительных элементов питания 7,8 вольт и одинаковой площади катодов для каждой системы 42 см2, ток в системе «протектор сооружения» - «измерительный электрод» составил 1,39 А и 1,15 А соответственно. Эти показатели говорят о том, что в данной системе при соотношении площадей протекторов 5/1 отношение силы токов составило 1,2 (1,39/1,15), то есть разность полученных токов в данной системе составила 20% (5/1[площадь]=1/5[ток]). Для исключения возможности неравномерного наложения тока катоды в двух системах меняли между собой, при этом измеренный ток в цепи существенно не менялся и был привязан к площадям протектора.
Claims (5)
1. Измеритель тока протекторной защиты морских сооружений состоит из диэлектрического водонепроницаемого корпуса с конусным пластиковым окончанием, в корпусе которого установлен стальной контакт из неподверженного морской коррозии металла, этот контакт подключен к выключателю, выключатель подключен к цифровому амперметру с дисплеем, амперметр в свою очередь подключен к элементу питания, а элемент питания - к измерительному электроду, изготовленному из сплава, не подверженного коррозии, при этом цифровой амперметр выполнен с функцией сохранения измеренных значений и дисплей установлен отдельно от амперметра в корпусе заявленного устройства.
2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что в корпус установлена рукоятка с выключателем.
3. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что он имеет один или несколько внутренних или внешних источников питания, в том числе перезаряжаемых, для снабжения энергией измерительной цепи и осуществления работоспособности измерителя.
4. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что в нем установлены датчики электропроводности и температуры воды, а также индикатор напряжения элемента питания измерительной цепи.
5. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что цифровой амперметр имеет возможность подстройки прибора под необходимый тип протектора, а также имеет интерфейс для передачи полученных данных в систему коррозионного мониторинга или на персональный компьютер.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781549C1 true RU2781549C1 (ru) | 2022-10-13 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004029590A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-08 | Guldager A/S | Method for measuring and controlling corrosion protection in a pipe system |
| RU2471171C1 (ru) * | 2011-05-31 | 2012-12-27 | Дмитрий Сергеевич Сирота | Устройство для оценки защищенности от коррозии по величине смещения от естественного потенциала |
| RU2589246C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камчатский государственный технический" | Способ контроля режима работы протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов |
| RU181690U1 (ru) * | 2018-03-21 | 2018-07-26 | Акционерное общество "Делан" | Блок контроля и измерения тока анодного заземления для системы электрохимической защиты металлических трубопроводов от коррозии |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004029590A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-08 | Guldager A/S | Method for measuring and controlling corrosion protection in a pipe system |
| RU2471171C1 (ru) * | 2011-05-31 | 2012-12-27 | Дмитрий Сергеевич Сирота | Устройство для оценки защищенности от коррозии по величине смещения от естественного потенциала |
| RU2589246C1 (ru) * | 2015-02-10 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камчатский государственный технический" | Способ контроля режима работы протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов |
| RU181690U1 (ru) * | 2018-03-21 | 2018-07-26 | Акционерное общество "Делан" | Блок контроля и измерения тока анодного заземления для системы электрохимической защиты металлических трубопроводов от коррозии |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2019049060A (ja) | 陰極防食の監視プローブ | |
| US20150198518A1 (en) | Cathodic protection reference cell article and method | |
| US4078510A (en) | Relating to the cathodic protection of structures | |
| US20050006250A1 (en) | Method and apparatus for instrumental analysis in remote locations | |
| KR101680798B1 (ko) | 극한지 파이프라인의 부식을 실시간 모니터링하는 외부전원방식 시스템 및 그 방법 | |
| CN207760428U (zh) | 一种燃气管道阀门阴极保护监测装置 | |
| CN213142201U (zh) | 一种压载水舱腐蚀监测系统 | |
| US4051436A (en) | Apparatus for and method of measuring polarization potential of a metallic structure | |
| US20220128454A1 (en) | Potential measuring device and method | |
| RU2781549C1 (ru) | Измеритель тока протекторной защиты морских сооружений | |
| WO2008110625A1 (en) | Apparatus for measuring sacrificial anode wear | |
| US4489277A (en) | Cathodic protection monitoring system | |
| US6662632B1 (en) | Lined tank equipped with leak detection and monitoring system | |
| RU208301U1 (ru) | Измеритель тока протекторной защиты морских сооружений | |
| US4639677A (en) | Cathodic protection monitoring system | |
| JP2009204593A (ja) | 電解液中での電気化学測定用プローブ及び電気化学測定装置並びにそれを用いた電気化学測定方法 | |
| RU2791558C1 (ru) | Модульная система протекторной защиты для морских сооружений | |
| RU2651634C2 (ru) | Способ определения удельного поперечного сопротивления электроизолирующего покрытия в различных местах подводной части корпуса корабля, находящегося на плаву | |
| RU2625696C1 (ru) | Комплекс дистанционного коррозионного мониторинга подводных трубопроводов | |
| CN209296544U (zh) | 水下设备腐蚀电位数据探测系统 | |
| WO2014174253A1 (en) | Method and apparatus for evaluating cathodic protection | |
| RU2816821C1 (ru) | Система мониторинга технического состояния подводных морских объектов с протекторной защитой в реальном времени | |
| JP2019215290A (ja) | 鋼構造物の腐食検知装置 | |
| TWI797805B (zh) | 陰極防蝕設備的檢測裝置及其檢測方法 | |
| WO2015108525A1 (en) | Cathodic protection reference cell article and method |