ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ С КОНТРОЛЕМ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ ГРУППЫ ПОДЗЕМНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2022 года по МПК C23F13/02 

Изобретение относится к технике защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений и может быть использовано для защиты газопроводов, нефтепроводов и других подземных металлических сооружений.

Известно адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений, состоящее из основного и дополнительных металлических сооружений и содержащее трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого через фильтр выпрямленного напряжения подсоединена к анодному заземлителю, последовательно соединенные силовые ключи, вентили и фильтры основного и N дополнительных защищаемых сооружений, усилители, интеграторы, широтно-импульсные модуляторы и блоки управления силовыми ключами основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчик разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчик величины защитного потенциала основного защищаемого сооружения, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения, блок сравнения основного защищаемого сооружения (Пат. RU №2440442, C23F 13/02, 2012 г.).

Недостатком известного аналога является низкая эффективность катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений при их пролегании в зоне движения рельсового электротранспорта.

Известно адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений, содержащее трансформатор, выпрямитель, соединений через фильтр выпрямленного напряжения с анодными заземлителями основного и N дополнительных металлических сооружений, последовательно соединенные силовые ключи, вентили и фильтры основного и N дополнительных защищаемых сооружений, усилители, интеграторы, широтно-импульсные модуляторы и блоки управления силовыми ключами основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения, блоки сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, масштабирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений (Пат. RU №2491373, C23F 13/02, 2013 г.).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений при отсутствии контроля величины коррозии в реальном времени и коррекции значений защитных токов в защищаемой зоне подземных металлических сооружений.

Наиболее близким к изобретению является интеллектуальное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений, содержащее трансформатор, выпрямитель, соединенный через фильтр выпрямленного напряжения с анодными заземлителями основного и N дополнительных металлических сооружений, последовательно соединенные силовые ключи, вентили и фильтры основного и N дополнительных защищаемых сооружений, усилители, интеграторы, широтно-импульсные модуляторы и блоки управления силовыми ключами основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения, блоки сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, масштабирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения соединен с первыми входами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений через соответствующие масштабирующие усилители соединены со вторыми входами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений соответственно, первые входы блоков сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с выходами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы с усилителями основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй датчики вхождения и первый и второй датчики покидания зоны защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений электротранспортом, первый и второй блоки радиопередачи, блок радиоприема, первый и второй триггеры, первый и второй задатчики коррекции защитного потенциала, первый и второй ключи коррекции, сумматор задатчика, первые и вторые ключи основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые корректирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений, сумматоры коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй блоки радиопередачи соединены с блоком радиоприема по радиоканалу, первый датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» первого триггера, второй датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» второго триггера, выход первого триггера соединен с управляющими входами первых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первых корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первого ключа коррекции, выход второго триггера соединен с управляющими входами вторых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторых корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и второго ключа коррекции, выходы первого и второго задатчиков коррекции защитного потенциала через первый и второй ключи коррекции и сумматор задатчика соединены с корректирующим входом задатчика потенциала основного защищаемого сооружения, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с информационными входами первых и вторых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы первых ключей через первые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первые корректирующие усилители соединены с первыми входами сумматоров коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы вторых ключей через вторые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и вторые корректирующие усилители соединены с вторыми входами сумматоров коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы сумматоров коррекции соединены с вторыми входами корректоров потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы корректоров потенциалов соединены со вторыми входами блоков сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений (Пат. RU №2741398, C23F 13/02, 2021 г.).

Недостатком известного прототипа является низкая эффективность катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений без учета контроля величины коррозии в реальном времени и коррекции значений защитных токов в защищаемой зоне подземных металлических сооружений от величины реальной коррозии и характера движения рельсового электротранспорта в зоне их пролегания.

Задачей изобретения является повышение эффективности катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений посредством контроля величины коррозии в реальном времени и коррекции значений защитных токов в защищаемой зоне подземных металлических сооружений от величины реальной коррозии и характера движения рельсового электротранспорта в зоне их пролегания.

Поставленная задача достигается тем, что в интеллектуальное устройство катодной защиты с контролем процесса коррозии группы подземных металлических сооружений, содержащее трансформатор, выпрямитель, соединенный через фильтр выпрямленного напряжения с анодными заземлителями основного и N дополнительных металлических сооружений, последовательно соединенные силовые ключи, вентили и фильтры основного и N дополнительных защищаемых сооружений, усилители, интеграторы, широтно-импульсные модуляторы и блоки управления силовыми ключами основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения, блоки сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, масштабирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения соединен с первыми входами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений через соответствующие масштабирующие усилители соединены со вторыми входами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений соответственно, первые входы блоков сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с выходами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы с усилителями основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй датчики вхождения и первый и второй датчики покидания зоны защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений электротранспортом, первый и второй блоки радиопередачи, блок радиоприема, первый и второй триггеры, первый и второй задатчики коррекции защитного потенциала, первый и второй ключи коррекции, сумматор задатчика, первые и вторые ключи основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые корректирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений, сумматоры коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй блоки радиопередачи соединены с блоком радиоприема по радиоканалу, первый датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» первого триггера, второй датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» второго триггера, выход первого триггера соединен с управляющими входами первых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первых корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первого ключа коррекции, выход второго триггера соединен с управляющими входами вторых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторых корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и второго ключа коррекции, выходы первого и второго задатчиков коррекции защитного потенциала через первый и второй ключи коррекции и сумматор задатчика соединены с корректирующим входом задатчика потенциала основного защищаемого сооружения, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с информационными входами первых и вторых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы первых ключей через первые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первые корректирующие усилители соединены с первыми входами сумматоров коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы вторых ключей через вторые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и вторые корректирующие усилители соединены с вторыми входами сумматоров коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы сумматоров коррекции соединены с вторыми входами корректоров потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы корректоров потенциалов соединены со вторыми входами блоков сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений, дополнительно введены первые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие наименьшее сечение, вторые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие среднее сечение, третьи элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие наибольшее сечение, первые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигнал на выходе при коррозионном разрушении первого элемента контроля действия коррозии имеющего наименьшее сечение, вторые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигнал на выходе при коррозионном разрушении второго элемента контроля действия коррозии имеющего среднее сечение, третьи корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигнал на выходе при коррозионном разрушении третьего элемента контроля действия коррозии имеющего наибольшее сечение, сумматоры расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, интегральные корректоры действия коррозии по потенциалу основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй таймеры контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, первый и второй элементы «ИЛИ», причем первые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений через первые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении первых элементов контроля действия коррозии, имеющих наименьшее сечение, соединены с первыми входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений через вторые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении вторых элементов контроля действия коррозии, имеющих среднее сечение, соединены с вторыми входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, третьи элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений через третьи корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении третьих элементов контроля действия коррозии, имеющих наибольшее сечение, соединены с третьими входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, общие выходы третьих элементов контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с общими входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с вторыми входами интегральных корректоров действия коррозии по потенциалу основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с первыми входами интегральных корректоров действия коррозии по потенциалу основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы которых соединены с первыми входами корректоров потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом запуска первого таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, второй датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом запуска второго таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, выход первого таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» первого триггера, выход второго таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» второго триггера, первый датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через первый блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу, второй элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» второго триггера, второй датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через второй блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу, первый элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» первого триггера.

На фигуре представлена схема интеллектуального устройства катодной защиты с контролем процесса коррозии группы подземных металлических сооружений.

Устройство содержит трансформатор 1, выпрямитель 2, соединений через фильтр 3 выпрямленного напряжения с анодными заземлителями 4 основного и N дополнительных металлических сооружений, последовательно соединенные силовые ключи 5, вентили 6 и фильтры 7 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, усилители 8, интеграторы 9, широтно-импульсные модуляторы 10 и блоки управления 11 силовыми ключами основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов 12 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики величины защитного потенциала 13 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала 14 основного защищаемого сооружения, блоки сравнения 15 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры задатчиков 16 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, масштабирующие усилители 17 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала 14 основного защищаемого сооружения соединен с первыми входами корректоров задатчиков 16 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов 12 основного и N дополнительных защищаемых сооружений через соответствующие масштабирующие усилители 17 соединены со вторыми входами корректоров задатчиков 16 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соответственно, первые входы блоков сравнения 15 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с выходами корректоров задатчиков 16 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы блока сравнения основного и N блоков сравнения дополнительных защищаемых сооружений соединены с усилителями основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый 18 и второй 19 датчики вхождения и первый 20 и второй 21 датчики покидания зоны защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений электротранспортом, первый 22 и второй 23 блоки радиопередачи, блок радиоприема 24, первый 25 и второй 26 триггеры, первый 27 и второй 28 задатчики коррекции защитного потенциала, первый 29 и второй 30 ключи коррекции, сумматор 31 задатчика, первые 32 и вторые 33 ключи основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые 34 и вторые 35 блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые 36 и вторые 37 корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые 38 и вторые 39 корректирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений, сумматоры коррекции 40 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры потенциалов 41 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые элементы контроля действия коррозии 42 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие наименьшее сечение, вторые элементы контроля действия коррозии 43 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие среднее сечение, третьи элементы контроля действия коррозии 44 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие наибольшее сечение, первые корректоры действия коррозии 45 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающий сигнал на выходе при коррозионном разрушении первого элемента контроля действия коррозии имеющего наименьшее сечение, вторые корректоры действия коррозии 46 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающий сигнал на выходе при коррозионном разрушении второго элемента контроля действия коррозии имеющего среднее сечение, третьи корректоры действия коррозии 47 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающий сигнал на выходе при коррозионном разрушении третьего элемента контроля действия коррозии имеющего наибольшее сечение, сумматор расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, интегральный корректор действия коррозии по потенциалу 49 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый таймер 50 контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, второй таймер 51 контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, первый 52 и второй 53 элементы «ИЛИ».

Первый 22 и второй 23 блоки радиопередачи соединены с блоком радиоприема 24 по радиоканалу.

Первый 18 датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый 22 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» первого 25 триггера, второй 21 датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через второй 23 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу соединен с входом сброса в «0» первого 25 триггера.

Второй 19 датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй 23 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» второго 26 триггера, первый 20 датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через первый 22 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу соединен с входом сброса в «0» второго 26 триггера.

Выход первого 25 триггера соединен с управляющими входами первых 32 ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первых 36 корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первого 29 ключа коррекции.

Выход второго 26 триггера соединен с управляющими входами вторых 33 ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторых 37 корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и второго 30 ключа коррекции.

Выходы первого 27 и второго 28 задатчиков коррекции защитного потенциала через первый 29 и второй 30 ключи коррекции и сумматор 31 задатчика соединены с корректирующим входом задатчика потенциала 14 основного защищаемого сооружения.

Датчики величины защитного потенциала 13 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с информационными входами первых 32 и вторых 33 ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Выходы первых 32 ключей через первые 34 блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые 36 корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первые 38 корректирующие усилители соединены с первыми входами сумматоров коррекции 40 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Выходы вторых 33 ключей через вторые 35 блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторые 37 корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и вторые 38 корректирующие усилители соединены с вторыми входами сумматоров коррекции 40 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Выходы сумматоров коррекции 40 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с вторыми входами корректоров потенциалов 41 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Выходы корректоров потенциалов 41 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены со вторыми входами блоков сравнения 15 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Первые элементы контроля действия коррозии 42 основного и N дополнительных защищаемых сооружений через первые корректоры действия коррозии 45 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении первых элементов контроля действия коррозии, имеющих наименьшее сечение, соединены с первыми входами сумматоров расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Вторые элементы контроля действия коррозии 43 основного и N дополнительных защищаемых сооружений через вторые корректоры действия коррозии 46 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении вторых элементов контроля действия коррозии, имеющих среднее сечение, соединены с вторыми входами сумматоров расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Третьи элементы контроля действия коррозии 44 основного и N дополнительных защищаемых сооружений через третьи корректоры действия коррозии 47 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении третьих элементов контроля действия коррозии, имеющих наибольшее сечение, соединены с третьими входами сумматоров расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений,

Общие выходы третьих элементов контроля действия коррозии 44 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с общими входами сумматоров расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Выходы сумматоров расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с вторыми входами интегральных корректоров действия коррозии по потенциалу 49 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Датчики величины защитного потенциала 13 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с первыми входами интегральных корректоров действия коррозии по потенциалу 49 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Выходы интегральных корректоров действия коррозии по потенциалу 49 основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с первыми входами корректоров потенциалов 41 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Первый 18 датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый 22 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу соединен с входом запуска первого таймера 50 контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений.

Второй 19 датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй 23 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу соединен с входом запуска второго 51 таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений.

Выход первого 50 таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый 52 элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» первого 25 триггера,

Выход второго 51 таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений 51 через второй 53 элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» второго 26 триггера.

Первый 20 датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через первый 22 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу, второй 53 элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» второго 26 триггера.

Второй 21 датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через второй 23 блок радиопередачи и блок радиоприема 24 по радиоканалу, первый 52 элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» первого 25 триггера.

Устройство работает следующим образом.

Величины защитного потенциала измеряется непосредственно в зоне пролегания объектов защиты основного (О ЗС) и N дополнительных защищаемых сооружений (ЗС 1, ЗС N,). Этим обеспечивается контроль величин защитных потенциалов непосредственно в зоне пролегания объектов защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений. Значения разностей потенциалов между подземными металлическими сооружениями измеряются датчиками разности потенциалов 12 основного и N дополнительных защищаемых сооружений. Уровень защитного потенциала устанавливается посредством задатчика потенциала 14 основного защищаемого сооружения.

Корректор задатчика 16 основного и N дополнительных защищаемых сооружений обеспечивает коррекцию требуемых защитных потенциалов.

В установившемся режиме величины защитных потенциалов основного защищаемого сооружения установлены с учетом компенсации взаимного влияния основного и дополнительных защищаемых сооружений. На выходах блоков сравнения 15 основного и N защищаемых сооружений напряжение равно нулю. Величины протекающих защитных токов основного и дополнительных защищаемых сооружений определяются уровнями напряжений на интеграторах 9, которые через широтно-импульсные модуляторы 10 и блоки управления 11 управляют силовыми ключами 5 основного и N дополнительных защищаемых сооружений. Этим поддерживается текущее значение защитных токов.

Въезд рельсового электротранспорта зону пролегания группы защищаемых металлических подземных сооружений фиксируется первым 18 или вторым 19 датчиком вхождения в зону защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений в зависимости направления движения электротранспорта. При одновременном въезде рельсового электротранспорта зону пролегания группы защищаемых металлических подземных сооружений с двух сторон, въезд фиксируется как первым 18, так и вторым 19 датчиком вхождения в зону защиты металлических сооружений.

Первый 18 и второй 19 датчики вхождения в зону защиты через первый 22 и второй 23 блоки радиопередачи, блок радиоприема 24 переводят первый 25 и второй 26 триггеры в состояние «1», причем если въезд рельсового электротранспорта был с одной стороны, то срабатывает один из триггеров, если с двух сторон, то срабатывают оба триггера. Первый 25 и второй 26 триггер формируют на выходе сигнал «1», который открывает первый 29 и второй 30 ключи коррекции. При этом величины напряжений с первого 27 и второго 28 задатчиков коррекции защитного потенциала суммируются не сумматоре 31 задатчика. Этот сигнал коррекции подается на задатчик потенциала 14 основного защищаемого сооружения.

В результате производится коррекция задатчика потенциала 14 основного защищаемого сооружения. Значения уровней коррекции первого 27 и второго 28 задатчиков коррекции защитного потенциала устанавливаются в зависимости от степени изменения электрических полей от прохождения рельсового электротранспорта. При нахождении одной единицы электротранспорта в зоне пролегания металлических сооружений, коррекция производится на величину уровня первого 27 или второго 28 задатчиков коррекции защитного потенциала, при въезде двух единиц электротранспортам с двух сторон, уровни первого 27 и второго 28 задатчиков коррекции суммируются, и величина сигнала на выходе задатчика потенциала 14 увеличивается.

Сигнал «1» от первого 25 и второго 26 триггеров также поступает на первые 32 и вторые 33 ключи основного и N дополнительных защищаемых сооружений, которые открывают запись величин защитных потенциалов непосредственно в зоне пролегания объектов защиты основного (О ЗС) и N дополнительных защищаемых сооружений (ЗС 1, ЗС N,) от датчиков величины защитного потенциала 13 в первые 34 и вторые 35 блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений. В результате в первых 34 блоках памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений записывается трек изменения текущих значений защитных потенциалов при движении рельсового электротранспорта, фиксируемого первым 18 датчиком вхождения рельсового электротранспорта.

Аналогично во вторых 35 блоках памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений записывается трек изменения текущих значений защитных потенциалов при движении рельсового электротранспорта, фиксируемого вторым 19 датчиком вхождения рельсового электротранспорта с другой стороны. Сохраненные в предыдущих периодах движения электротранспорта значения из первых 34 и вторых 35 блоков памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений при вхождении очередного электротранспорта переписываются в первые 36 и вторые 37 корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений. Эти значения через первые 38 и вторые 39 корректирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений передаются на сумматоры коррекции 40, и затем на второй вход корректоров потенциалов 41 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

После прохождения рельсовым электротранспортом зоны пролегания группы защищаемых металлических подземных сооружений, срабатывают первый 20 и второй 21 датчики покидания зоны защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений электротранспортом, которые через первый 22 и второй 23 блоки радиопередачи и блок радиоприема 24, через первый 52 и второй 53 элементы «ИЛИ» сбрасывают первый 25 и второй 26 триггеры в состояние «0» и устройство переходит в режим защиты при отсутствии электротранспорта.

В случае задержки или остановки рельсового электротранспорта в зоне пролегания группы защищаемых металлических подземных сооружений, первый 20 и второй 21 датчики покидания зоны защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений электротранспортом не срабатывают, сигнал на сброс первого 25 или второго 26 триггера не поступает, защитный потенциал остается в увеличенном состоянии, что может привести к преждевременному нарушению (растрескиванию) гидроизоляции металлических подземных сооружений.

Для сброса величины защитного потенциала в случае задержки или остановки рельсового электротранспорта в зоне пролегания группы защищаемых металлических подземных сооружений, первый 50 и второй 51 таймеры контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений срабатывают и при истечении заранее установленного времени через первый 52 и второй 53 элементы «ИЛИ» производят принудительный сброс первого 25 или второго 26 триггера. Время срабатывания первого 50 и второго 51 таймеров устанавливается как максимальное время прохождения электротранспортом зоны защищаемых подземных металлических сооружений. Запуск первого 50 и второго 51 таймеров производится при вхождении электротранспорта в зону защищаемых сооружений и срабатывании первого 18 или второго 19 датчика с передачей сигналов через первый 22 или второй 23 блоки радиопередачи и блок радиоприема 24.

Этим достигается снижение защитного потенциала и повышение эффективности катодной защиты в зависимости от характера движения рельсового электротранспорта в зоне пролегания подземных металлических сооружений.

Значения защитного потенциала поступают на датчики разностей потенциалов 12 основного и N дополнительных защищаемых сооружений и через масштабирующие усилители 17 подаются на вторые входы корректоров задатчиков 16 основного и дополнительных защищаемых сооружений, на первые входы которых подается напряжение от задатчика потенциала 14 основного защищаемого сооружения, в результате чего происходит коррекция установленных потенциалов для каждого защищаемого сооружения.

Значения установленных потенциалов для каждого защищаемого сооружения сравниваются на блоке сравнения 15 основного и дополнительных защищаемых сооружений со значениями, поступающими с выходов корректоров задатчиков 16 и корректоров потенциалов 41 основного и N дополнительных защищаемых сооружений, что обеспечивает коррекцию требуемых защитных потенциалов. На выходе усилителей 8 появляется корректирующее напряжение, которое переводит интеграторы 9 на другой уровень, в результате чего широтно-импульсные модуляторы 10 через блоки управления 11 изменяют режим работы силовых ключей 5 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Контроль величины коррозии в реальном времени производится первыми 42, вторыми 43 и третьими 44 элементами контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненными из того же материала как защищаемый трубопровод и имеющие наименьшее, среднее и наибольшее сечение соответственно.

При разрушении первых 42 элементов контроля действия коррозии срабатывают первые 45 корректоры действия коррозии, при разрушении вторых 43 элементов контроля действия коррозии срабатывают вторые 46 корректоры действия коррозии, при разрушении третьих 44 элементов контроля действия коррозии срабатывают третьи 47 корректоры действия коррозии, формирующие соответствующие сигналы на входы сумматора расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

В результате на входах сумматоров расчета действия коррозии 48 основного и N дополнительных защищаемых сооружений формируются сигналы коррекции параметров защиты от коррозии в зависимости от величины реальной коррозии в реальном масштабе времени. Эти сигналы подаются на интегральный корректор действия коррозии по потенциалу 49 основного и N дополнительных защищаемых сооружений для коррекции потенциалов посредством корректоров потенциалов 41 основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Таким образом, интеллектуальное устройство катодной защиты с контролем процесса коррозии группы подземных металлических сооружений обеспечивает повышение эффективности катодной защиты от коррозии посредством контроля величины коррозии в реальном времени и коррекции значений защитных токов в защищаемой зоне подземных металлических сооружений от величины реальной коррозии и характера движения рельсового электротранспорта в зоне их пролегания.

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для защиты газопроводов, нефтепроводов и других подземных металлических сооружений при их пролегании в зоне движения рельсового электротранспорта. Устройство содержит трансформатор, выпрямитель, фильтр, анодные заземлители основного и дополнительных металлических сооружений, силовые ключи, вентили, фильтры, интеграторы, модуляторы, датчики и задатчики защитного потенциала, блоки сравнения, корректоры, масштабирующие усилители, датчики вхождения и покидания зоны защиты электротранспортом, блоки радиопередачи, триггеры, сумматор, блоки памяти, корректирующие регистры, элементы контроля коррозии, сумматоры расчета действия коррозии, интегральные корректоры коррозии по потенциалу основного и дополнительных защищаемых сооружений. Технический результат: повышение эффективности катодной защиты от коррозии посредством контроля величины коррозии в реальном времени и коррекции значений защитных токов в защищаемой зоне подземных металлических сооружений от величины реальной коррозии и характера движения рельсового электротранспорта в зоне их пролегания. 1 ил.

Интеллектуальное устройство катодной защиты с контролем процесса коррозии группы подземных металлических сооружений, содержащее трансформатор, выпрямитель, соединенный через фильтр выпрямленного напряжения с анодными заземлителями основного и N дополнительных металлических сооружений, последовательно соединенные силовые ключи, вентили и фильтры основного и N дополнительных защищаемых сооружений, усилители, интеграторы, широтно-импульсные модуляторы и блоки управления силовыми ключами основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения, блоки сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, масштабирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений, задатчик потенциала основного защищаемого сооружения соединен с первыми входами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики разности потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений через соответствующие масштабирующие усилители соединены со вторыми входами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений соответственно, первые входы блоков сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с выходами корректоров задатчиков основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы с усилителями основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй датчики вхождения и первый и второй датчики покидания зоны защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений электротранспортом, первый и второй блоки радиопередачи, блок радиоприема, первый и второй триггеры, первый и второй задатчики коррекции защитного потенциала, первый и второй ключи коррекции, сумматор задатчика, первые и вторые ключи основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые и вторые корректирующие усилители основного и N дополнительных защищаемых сооружений, сумматоры коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, корректоры потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй блоки радиопередачи соединены с блоком радиоприема по радиоканалу, первый датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» первого триггера, второй датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом установки в единицу «1» второго триггера, выход первого триггера соединен с управляющими входами первых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первых корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первого ключа коррекции, выход второго триггера соединен с управляющими входами вторых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторых корректирующих регистров основного и N дополнительных защищаемых сооружений и второго ключа коррекции, выходы первого и второго задатчиков коррекции защитного потенциала через первый и второй ключи коррекции и сумматор задатчика соединены с корректирующим входом задатчика потенциала основного защищаемого сооружения, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с информационными входами первых и вторых ключей основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы первых ключей через первые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и первые корректирующие усилители соединены с первыми входами сумматоров коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы вторых ключей через вторые блоки памяти значений защитных потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторые корректирующие регистры прохождения электротранспорта в зоне основного и N дополнительных защищаемых сооружений и вторые корректирующие усилители соединены со вторыми входами сумматоров коррекции основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы сумматоров коррекции соединены со вторыми входами корректоров потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы корректоров потенциалов соединены со вторыми входами блоков сравнения основного и N дополнительных защищаемых сооружений отличающееся тем, что в него дополнительно введены первые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие наименьшее сечение, вторые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие среднее сечение, третьи элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выполненные из того же материала, как защищаемый трубопровод, и имеющие наибольшее сечение, первые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигнал на выходе при коррозионном разрушении первого элемента контроля действия коррозии, имеющего наименьшее сечение, вторые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигнал на выходе при коррозионном разрушении второго элемента контроля действия коррозии, имеющего среднее сечение, третьи корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигнал на выходе при коррозионном разрушении третьего элемента контроля действия коррозии, имеющего наибольшее сечение, сумматоры расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, интегральные корректоры действия коррозии по потенциалу основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый и второй таймеры контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, первый и второй элементы «ИЛИ», причем первые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений через первые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении первых элементов контроля действия коррозии, имеющих наименьшее сечение, соединены с первыми входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вторые элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений через вторые корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении вторых элементов контроля действия коррозии, имеющих среднее сечение, соединены со вторыми входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, третьи элементы контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений через третьи корректоры действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, вырабатывающие сигналы на выходе при коррозионном разрушении третьих элементов контроля действия коррозии, имеющих наибольшее сечение, соединены с третьими входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, общие выходы третьих элементов контроля действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с общими входами сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы сумматоров расчета действия коррозии основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены со вторыми входами интегральных корректоров действия коррозии по потенциалу основного и N дополнительных защищаемых сооружений, датчики величины защитного потенциала основного и N дополнительных защищаемых сооружений соединены с первыми входами интегральных корректоров действия коррозии по потенциалу основного и N дополнительных защищаемых сооружений, выходы которых соединены с первыми входами корректоров потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений, первый датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом запуска первого таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, второй датчик вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу соединен с входом запуска второго таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений, выход первого таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через первый элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» первого триггера, выход второго таймера контроля вхождения электротранспорта в зону защищаемых сооружений через второй элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» второго триггера, первый датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через первый блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу, второй элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» второго триггера, второй датчик покидания электротранспортом зоны защищаемых сооружений через второй блок радиопередачи и блок радиоприема по радиоканалу, первый элемент «ИЛИ» соединен с входом сброса в «0» первого триггера.