ЭЛЕКТРОД СРАВНЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2001 года по МПК G01N17/02 C23F13/00 

Изобретение относится к приборам коррозионных измерений на подземных стальных трубопроводах и может быть использовано для определения опасности электрохимической коррозии подземных металлических сооружений и эффективности действия электрохимической защиты.

Известен неполяризующийся медносульфатный электрод длительного действия с датчиком электрохимического потенциала МЭСД-АКХ (1), состоящий из керамического корпуса, заполненного электролитом повышенной вязкости, стержня из красной меди, установленного в электролите, датчика потенциала, соединительных проводников и предохранительной трубки длиной 1,5 м.

Из-за применения керамического корпуса электрод МЭСД-АКХ создает определенные трудности при транспортировке и хранении, кроме того, к недостаткам можно отнести необходимость использования загустителя в составе электролита для предотвращения утечек.

Известен электрод сравнения длительного действия (2), содержащий токонепроводящий корпус с пористым дном, заполненный электролитом, расположенный в корпусе медный стержень и смонтированный на корпусе датчик потенциала. Между пористым дном, закрепленным в посадочном гнезде, и электролитом установлена ионообменная мембрана, что позволяет повысить стабильность потенциала электрода за счет предотвращения проникновения грунтовых вод в корпус и проникновения электролита в грунт. Медный стержень и датчик потенциала присоединены к измерительному прибору соответствующими проводниками.

В указанном электроде установлена гомогенная мембрана толщиной 30-60 мкм, в то время как на практике используются и более прочные гетерогенные мембраны толщиной до 900 мкм, обеспечивающие необходимые параметры по потенциалу и сопротивлению; место соединения проводников с медным стержнем создает дополнительное сопротивление, влияющее на точность показаний, а также вызывает некоторые технологические трудности, кроме того, установка датчика на корпусе специальными креплениями не обеспечивает как достаточной механической прочности, так и изоляции пяти его сторон от внешней среды.

Задача изобретения состояла в создании электрода сравнения с повышенной надежностью, увеличенным сроком службы и в унификации по используемым электролитам и, как следствие, по типу ионообменной мембраны.

Поставленная задача решается следующим образом.

В электроде сравнения с корпусом из диэлектрического материала, медным стержнем и датчиком потенциала, присоединенными к измерительному прибору соответствующими проводниками, и мембраной, установленной между пористым дном (диафрагмой) в посадочном гнезде и электролитом медный стержень является продолжением медного проводника, а именно, выполнен с ним заодно, что позволяет повысить стабильность потенциала электрода за счет снижения переходного сопротивления. Стержень имеет форму спирали. В корпусе электрода выполнена установочная ниша, куда помещен датчик потенциала, представляющий собой стальную пластину размером 25 • 25 мм, ниша заполнена антикоррозионной смесью, например, резиново-битумной мастикой, обеспечивающей надежную гидроизоляцию пяти сторон пластины (тыльную и четыре торцевые) и удешевляющую конструкцию в целом. Ионообменная мембрана размещена в уступе посадочного гнезда корпуса и поджата решетчатой втулкой, находящейся в резьбовом соединении с корпусом. Уступ выполнен из расчета возможного использования любого типа мембраны. Для защиты гетерогенной мембраны толщиной 200-900 мкм достаточно решетчатой втулки. При применении гомогенной мембраны (до 30 мкм) в паре с мембраной устанавливается пористая диафрагма. Такое выполнение электрода расширяет его функциональные возможности при обеспечении требуемой надежности и срока службы.

Автору не известны электроды сравнения длительного действия, обладающие совокупностью существенных признаков, аналогичных признакам предлагаемого изобретения.

Заявляемый электрод сравнения поясняется чертежами:
На фиг. 1 изображен электрод с гетерогенной мембраной.

На фиг. 2 изображен электрод с гомогенной мембраной и пористой диафрагмой.

Электрод сравнения длительного действия содержит диэлектрический корпус 1, заполненный электролитом 2, дно корпуса состоит из пористой керамической диафрагмы 3 и ионообменной мембраны 4, поджатых решетчатой втулкой 5 (фиг. 2). В случае использования гетерогенной мембраны диафрагма 3 не устанавливается (фиг. 1). В установочной нише корпуса 1 размещен датчик потенциала 6, соединенный с одним из проводников 7. Другой проводник 7 пропущен через изолирующий участок корпуса 1, выполнен в виде вытянутой спирали 8 и погружен в электролит 2.

Неполяризующийся медносульфатный электрод сравнения обладает свойством не изменять свой потенциал. Это свойство используется при замерах уровня защищенности трубопровода от коррозии (при использовании метода катодной защиты). Для этого электрод сравнения устанавливается на стационарном контрольно-измерительном пункте так, чтобы дно корпуса 1 находилось на уровне нижней образующей трубопровода и на расстоянии 50-100 мм от его боковой поверхности, при этом плоскость датчика должна быть перпендикулярна к оси трубопровода. При этом проводник в виде спирали через электролит 2, мембрану 4, диафрагму 3 оказывается связан со средой, в которой находится защищаемый объект. С помощью соответствующих приборов (например, прерывателя тока и вольтметра) сравниваются потенциалы электрода сравнения и защищаемого трубопровода (через датчик потенциала 6). Рекомендуемый потенциал, обеспечивающий полную защиту, находится в пределах (-0,85)-(-1,1)В для стальных труб.

Опытные образцы электрода сравнения длительного действия были изготовлены и прошли испытания на предприятиях г. Нижнего Новгорода при измерении поляризационного потенциала подземных трубопроводов. Стабильная работа, механическая прочность и удовлетворительные показатели по точности измерений позволяют сделать вывод о востребованности электрода, как в коммунальных службах городов, так и на промышленных предприятиях.

Источники информации
1. Сборник нормативных документов для работников строительных и эксплуатационных организаций газового хозяйства РСФСР. Защита подземных трубопроводов от коррозии - Л.: Недра, 1991 г., стр. 11, 14-16 (аналог).

2. А.С. СССР N 1601199 "Электрод сравнения длительного действия", кл. C 23 F 13/00, заявл.12.01.89, опубл. 23.10.90, БИ N 39 (прототип).

Изобретение относится к приборам коррозионных измерений на подземных стальных трубопроводах и может быть использовано для определения опасности электрохимической коррозии подземных металлических сооружений и эффективности действия электрохимической защиты. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности, увеличении срока службы, в унификации по используемым электролитам и, как следствие, по типу ионообменной мембраны. Сущность изобретения: в электроде сравнения с корпусом из диэлектрического материала, медным стержнем и датчиком потенциала, присоединенными к измерительному прибору соответствующими проводниками, и мембраной, установленной между пористым дном корпуса и электролитом, медный стержень является продолжением медного проводника, а именно выполнен с ним за одно целое в виде спирали, в корпусе электрода выполнена установочная ниша для установки датчика потенциала, а дно корпуса установлено в ступенчатом посадочном гнезде с возможностью использования различных типов ионообменных мембран. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электрод сравнения длительного действия, содержащий заполненный электролитом токонепроводящий корпус с пористым дном, закрепленным в посадочном гнезде и несущим ионообменную мембрану, расположенный в электролите медный стержень и смонтированный на корпусе датчик потенциала, присоединенный к измерительному прибору соответствующими проводниками, отличающийся тем, что медный стержень выполнен за одно целое с проводником в виде спирали, датчик потенциала помещен в установочную нишу, выполненную в корпусе и заполненную антикоррозионной смесью, а посадочное гнездо корпуса выполнено с уступом. 2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что ионообменная мембрана поджата к корпусу решетчатой втулкой, закрепленной в гнезде посредством резьбового соединения. 3. Электрод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между ионообменной мембраной и решетчатой втулкой размещена пористая диафрагма.