RU2109086C1

RU2109086C1 - Device for measurement of polarization potential of underground metal structures

Info

Publication number: RU2109086C1
Application number: RU95121503A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Хмельницкий; А.С. Соколов; В.А. Сурова; Н.А. Петров
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1998-04-20

Abstract

FIELD: monitoring of polarization potential of steel underground pipelines with electrochemical protection; may be used in determination of polarization potentials of structures without special measurement points. SUBSTANCE: device is made in the form of probe whose measuring part consists of comparison electrode and auxiliary electrode. The device is a sleeve filled with electrolyte and closed with cover made of dielectric material. Auxiliary electrode is accommodated inside the sleeve and is continuously connected during measurement to structure. Auxiliary electrode is a flat steel ring with porous diaphragm in the middle. Comparison electrode is located between sleeve cover and auxiliary electrode. Polarizing electrode is attached between auxiliary electrode and porous sealed end connected to sleeve bottom and filled with ground. Space between auxiliary electrode and sealed end is also filled with ground. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к контролю поляризационного потенциала стальных подземных трубопроводов с электрохимической защитой и может быть использовано при определении поляризационного потенциала на сооружениях, не оборудованных специальными контрольно-измерительными пунктами (КИП). The invention relates to the control of the polarization potential of steel underground pipelines with electrochemical protection and can be used to determine the polarization potential at structures not equipped with special control and measuring points (instrumentation).

Известно устройство для измерения поляризационного потенциала трубопроводов, состоящее из переносного вспомогательного электрода и электрода сравнения. М. А.Сурис, Л.А.Сосин. К вопросу повышения точности контроля эффективности электрохимической защиты подземных трубопроводов. "Повышение эффективности защиты от внутренней и внешней коррозии коммунальных трубопроводов", М. , 1984, с. 51-54, рис.2). Устройство работает следующим образом: над трубопроводом делается шурф глубиной 0,3. ..0,35 м, в который помещается вспомогательный электрод, и электрод сравнения и подключается к схеме измерения, состоящей из прерывателя и вольтметра, после чего шурф засыпается и измеряется потенциал вспомогательного электрода в момент отключения его от трубопровода. A device for measuring the polarization potential of pipelines, consisting of a portable auxiliary electrode and a reference electrode. M.A. Suris, L.A. Sosin. On the issue of improving the accuracy of monitoring the effectiveness of the electrochemical protection of underground pipelines. "Improving the effectiveness of protection against internal and external corrosion of utility pipelines", M., 1984, p. 51-54, Fig. 2). The device works as follows: a pit is made over the pipeline with a depth of 0.3. ..0.35 m, into which the auxiliary electrode is placed, and the reference electrode and is connected to a measurement circuit consisting of a chopper and a voltmeter, after which the pit is filled up and the potential of the auxiliary electrode is measured when it is disconnected from the pipeline.

Недостатком известного устройства является больший объем строительно-монтажных работ, связанный с отрытием шурфа и установкой электродов, а также снижение точности измерений из-за смещений грунта. A disadvantage of the known device is the large amount of construction and installation work associated with the opening of the pit and the installation of electrodes, as well as a decrease in measurement accuracy due to ground displacements.

Наиболее близким является устройство, выполненное в виде зона, измерительная часть которого состоит из электрода сравнения и вспомогательного электрода (Авт. св. СССР N 1738873, кл. C F 13,O, 1992). The closest is a device made in the form of a zone, the measuring part of which consists of a reference electrode and an auxiliary electrode (Aut. St. USSR N 1738873, class C F 13, O, 1992).

Устройство работает следующим образом: зонд помещают в специально пробитый шурф, после чего подключают к схеме измерения. Схема измерения содержит прерыватель и вольтметр. Измерение потенциала вспомогательного электрода производится в момент отключения его от сооружения. The device works as follows: the probe is placed in a specially punched hole, and then connected to the measurement circuit. The measurement circuit contains a chopper and a voltmeter. The potential measurement of the auxiliary electrode is made at the time of disconnection from the structure.

Цель изобретения - уменьшение времени при измерении поляризационного потенциала и повышение точности измерения. The purpose of the invention is to reduce the time when measuring the polarization potential and increase the accuracy of the measurement.

Цель достигнута тем, что в устройстве, выполненном в виде зонда, измерительная часть которого состоит из электрода сравнения и вспомогательного электрода, причем измерительная част зонда представляет собой заполненный электролитом стакан с крышкой, выполненный из диэлектрического материала, внутри стакана расположены вспомогательный электрод, постоянно подключенный при измерении к сооружению и представляющий собой плоское стальное кольцо с пористой диафрагмой в середине, электрод сравнения, расположенный между крышкой стакана и вспомогательным электродом, и поляризующий электрод, закрепленный между вспомогательным электродом и пористой капой, подсоединенной к днищу стакана и заполненной грунтом, причем пространство между вспомогательным электродом и капой также заполнено грунтом. The goal is achieved in that in a device made in the form of a probe, the measuring part of which consists of a reference electrode and an auxiliary electrode, the measuring part of the probe being a glass filled with an electrolyte and a lid made of dielectric material; an auxiliary electrode is located inside the glass and is constantly connected to measurement to the structure and representing a flat steel ring with a porous diaphragm in the middle, a reference electrode located between the glass lid and the sun omogatelnym electrode and the polarizing electrode is mounted between the auxiliary electrode and the porous Capa connected to the bottom of the glass and filled with soil, and the space between the auxiliary electrode and Capa is also filled with soil.

На фиг.1 изображен внешний вид устройства; на фиг.2 - поперечное сечение блока электродов; на фиг.3 - электрическая схема работы устройства. Figure 1 shows the appearance of the device; figure 2 is a cross section of a block of electrodes; figure 3 is an electrical diagram of the operation of the device.

Предложенное устройство состоит из трубчатой штанги 1, измерительной части 2, коммутационного блока 3 и рукоятки 4. Измерительная часть 2 представляет собой стакан 5, заполненный электролитом (насыщенный раствор сульфата натрия) и выполненный из диэлектрического материала. Внутри стакана расположен вспомогательный электрод 6, представляющий собой плоское стальное кольцо с пористой диафрагмой 7 в середине, электрод сравнения 8 расположен между крышкой стакана 9 и вспомогательным электродом 6. Поляризующий электрод 10 закреплен между вспомогательным электродом 6 и капой 11, выполненной из пористого керамического материала. Капа 11 подсоединена к стакану 5 и заполнена грунтом. Пространство между вспомогательным электродом 6 и капой 11 также заполнено грунтом. Поляризующий 10 и вспомогательный 6 электроды проводами 12 соединены с коммутационным блоком 3. На фиг.3 представлено устройство, состоящее из измерительной части 2, коммутационного блока 3 вместе с переключателями 13,14, источником тока 15, вольтметром 16 и исследуемым сооружением 17. The proposed device consists of a tubular rod 1, the measuring part 2, the switching unit 3 and the handle 4. The measuring part 2 is a glass 5 filled with electrolyte (saturated sodium sulfate solution) and made of dielectric material. An auxiliary electrode 6 is located inside the glass, which is a flat steel ring with a porous diaphragm 7 in the middle, a comparison electrode 8 is located between the glass cover 9 and the auxiliary electrode 6. A polarizing electrode 10 is fixed between the auxiliary electrode 6 and the cap 11 made of porous ceramic material. Capa 11 is connected to the glass 5 and is filled with soil. The space between the auxiliary electrode 6 and the cap 11 is also filled with soil. The polarizing 10 and auxiliary 6 electrodes are connected by wires 12 to the switching unit 3. FIG. 3 shows a device consisting of a measuring part 2, a switching unit 3 together with switches 13,14, a current source 15, a voltmeter 16 and the structure under study 17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В момент касания капой 11 грунта вспомогательный электрод 6, соединенный с сооружением 17, начинает поляризоваться аналогично дефекту на сооружении, равному с ним по площади. Так как медно-сульфатный электрод сравнения расположен за вспомогательным электродом 6, который его экранирует, ток катодной защиты на него не течет и не создает омическую составляющую, которая обычно вносит существенную погрешность в измерения поляризационного потенциала. At the moment of contact by the burl 11 of the soil, the auxiliary electrode 6 connected to the structure 17 begins to polarize similarly to a defect in the structure, which is equal in area to it. Since the copper-sulfate reference electrode is located behind the auxiliary electrode 6, which shields it, the cathodic protection current does not flow to it and does not create an ohmic component, which usually introduces a significant error in the measurement of the polarization potential.

В то же время медно-сульфатный электрод сравнения 8 через электролит в стакане 5 контактирует с грунтом, находящимся в капе 11, т.е. с тем же грунтом, что и вспомогательный электрод 6, и тем самым создается возможность измерить разность потенциалов между вспомогательным электродом и грунтом. At the same time, the copper-sulfate reference electrode 8, through the electrolyte in the glass 5, is in contact with the soil located in the tray 11, i.e. with the same soil as the auxiliary electrode 6, and thereby creates the opportunity to measure the potential difference between the auxiliary electrode and the soil.

Пред началом измерения вспомогательный электрод 6 через выключатель 13 подключают к сооружению 17 и измерительному вольтметру 16 и выключателем 14 отключают поляризующий электрод 10 от источника тока 15. Before starting the measurement, the auxiliary electrode 6 is connected through a switch 13 to the structure 17 and a measuring voltmeter 16 and a switch 14 disconnects the polarizing electrode 10 from the current source 15.

При переходе от одной точки измерения к другой вспомогательный электрод 6 подключают к поляризующему электроду 10 выключателем 14 к источнику тока 15, а выключатель 13 устанавливают в положение откл. When moving from one measuring point to another, the auxiliary electrode 6 is connected to the polarizing electrode 10 by a switch 14 to a current source 15, and the switch 13 is set to the off position.

Опыт использования указанного устройства на газопроводах России и стран СНГ показал, что в грунтах с удельным электросопротивлением более 50 Ом•м время измерения за счет предварительной поляризации вспомогательного электрода сокращается в 3-4 раза, в грунтах с меньшим удельным электросопротивлением - в 1,5-2 раза. Точность измерения повышается на 5-10%. The experience of using this device on gas pipelines in Russia and the CIS countries showed that in soils with a specific electrical resistance of more than 50 Ohm • m, the measurement time due to preliminary polarization of the auxiliary electrode is reduced by 3-4 times, in soils with a lower specific electrical resistance - by 1.5- 2 times. Measurement accuracy is increased by 5-10%.

Claims

A device for measuring the polarization potential of underground metal structures made in the form of a probe, the measuring part of which consists of a reference electrode and an auxiliary electrode, characterized in that the measuring part of the probe is a glass filled with an electrolyte with a lid made of dielectric material, an auxiliary electrode is located inside the glass permanently connected during the measurement to the structure and representing a flat steel ring with a porous diaphragm in Redinov, reference electrode positioned between the nozzle cap and the auxiliary electrode and the polarizing electrode is mounted between the auxiliary electrode and the porous Capa connected to the bottom of the glass and filled with soil, and the space between the auxiliary electrode and Capa is also filled with soil.