Устройство для электротехнической защиты от коррозии параллельных трубопроводов Советский патент 1993 года по МПК C23F13/00 

Изобретение относится к оборудованию для nauiHTbi от коррозии металлических протяженных сооружений.

Цель изобретения - повьппение эф- е фективности защиты.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства

Устро11ство содержит защищаемые трубопроводы 1 и 2, регулируемые вы- 16 прямительные блоки 3, электроды анод ного заземления 4, автоматический ре- версивньй .блок 5, регулятор зйщит- ного тока 6, источник наложенного на- пря 5сения 7, регулируемый генератор 8, S5 экстремальный регулятор 9, схему измерений потенциала 10,, датчик потенциала 11 дискриминатор 12, ис точник опорного напряжения 13,

20

Устройство работает следующим образом.

Защищаемым трубопроводом 1 и 2 подключается автоматический реверсивный блок 5, соединенный через регуля-25 тор защитного тока б с источником постоянного наложенного напряжения 7. Если защищаемых трубопроводов более двух, то они объединяются элертричес- кими перемычками в две группы а ав- з0 тематический реверсивный блок включается между этими группами. Вдоль . казвдого из защищаемых трубопроводов (групп) размещают ряд электродов ано- дного заземления 4. Расстояние между электродами одного ряда электродами , и трубопроводом, размещение элекгрр- дов в межтрубном пространстве или вне его определяется из конкретных . коррозионных условий трассы и качест- п ва ИЗСМ1ЯЦИИ защищаемых трубопроводов, При установке электродов анодного за земпения должно быть обеспечено усло- виег сопротивление рйстеканига с электрода должно быть не менее чём на с порядок меньше сопротивления растеканию с трубопроводов,

Казвдый из электродов, установленных вдоль трубопровода 1, соединяют через соответствующий регулируемый выпрямительный блок 3 с трубопроводом 2„ а электроды, установленные вдоль трубопровода 2 с трубопроводом 1,

Вход управления автоматического реверсивного блока 5 соединяют с выходом генератора 8, вход управления которого соединяют с выходом экстремального регулятора 9. Вход экстремального рогуляторл 9 соединяют с

5

0 п с

выходом схемы измерения потенциала Юр который одновременно соединяют с одним из входов дискриминатора 12э второй вход которого соединяют с источником опорного иапряжени.я 13. Выход дискриминатора 12 соединяют с входом управления регулятора защитного тока 6, Вход схемы измерения потеипд ала 10 соединяют с датчиком потенциала 11, в качестве которого может быть использован медно- сульфатный неполяризуютийся электрод сравнения. В качестве схемы измерения Потенциалов JO может быть использова на любая измерительная схема аналогового напряжения, имеющая йходное сотфотивление не менее 20 кОм и чувствительность не хуже 10 мВ (например, операционный усилитель иа микросхеме) ,

В качестве экстремального регулятора 9 может быть использован любой известный дифференцирующий усилитель напряжения 5 согласующийся по вводным параметрам с выходом схемы измерения потенциала. На выходе этого усилителя, полярнбсть сигнала должна определяться направлением производной входного аналогового сигнала. При постоянном сигнале на входе усилителя на его вькоде должен быть сиг- нап, равный нулю, В качестве генератора 8 может быть использован любой известный низкочастотный генератор, управляемый по напряжению в частотном диапазоне 500-5000 Гц.

В качестве источника наложенного напряжения 7 может быть использован любой известный источник постоянного токар обеспечивающий необходимые для катодной поляризации сооружения величины тока и напрянсения,

В качестве дискриминатора 12 может быть испо1 ьэован любой известньй дифференциальный уснт1тель или компара тор (например, микросхема), Порог чувствительности используемой схемы и диапазон входных напряжений зависят от.величины коэффициента передачи К схемы измерения потенциала, на входе которой -сигнал V может Ь1еняться в пределах от до -2,0 IK Поэтому Диапазон аходпык напряжений дискриминатора KVgj, 5 а порог чуяствитапьно- сти OjOl KVj .

В качестве источника опорного напряжения 13 может быть испольяован любой стабилизированный на 14

пряжения с BbrxdniiwM напряжением (0,9- 0,95)кВ и амплитудной пульсаций не .более 0,005КУв, .

В каЧестпр регулятора загцитного тока 6 может быть использован любой токовый пропорциональный регулятор с соответствующим диапазоном регулировки тока (например, тиристор в ключевом режиме),

Работает устройство следующим образом.

Катодная поляризация трубопроводов осуществляется поочередно н различные полупериоды наложенного напряжения, При постоянстве величины сигнала на выходе схемы измерения потенциала 10 функционирует канал регулировки защитного тока. При этом величина напряжения с выхода схемы изме рения потешдиала сравнивается дискриминатором 12 с величиной напряжения, снимаемого с источника опорного напряжения 13 (заданный уровень поляризации сооружения). В случае равен- ства этих напряженич уровень сигнала на выходе дискриминатора 12 равен нулю. Если величина напряжения на выходе источника опорного напряжения 13 превьшает величину напряжения на вы- ходе схемы измерения потенциала 10, то на выходе дискриминатора 12 формируется управляющий сигнал положи- тельной полярности. Если же величина напряжения на выходе источника опор- него напряжения 13 меньше величины напряжения йа выходе схемы измерения потенциала 1.0, то формируется управляющий сигнал отрицательной полярности. Управляющий сигнал с выхо- да дискриминатора 12 воздействует на регулятор защитного тока 6. При.этом при отрицательной полярности управляющего сигнала амплитуда защитного тока уменьшается, а при положитель- ной - увеличивается. Изменения амплитуды защитного тока вызывают соответствующие пропорциональные изменения поляризации сооружения, а следовательно, и величины напряжения на вьгходе схемы измерения потенциала 10. Автоматическая регулировка амплитуды защитного тока продолжается до момента равенства напряжений на выходах источника опорного напряжения 13 и схемы измерения потенциала 10,

При изменении величины напряжения на выходе схемы измерения потенциала 10 на выходе экстремального

77

рогуляч 11.1.1 ч ф(1 1ми|1ур т с ч :ч1 и,1.м, от личны11 от ((улч. 11о 1н) ф ч миру- емого си1 нлла опрр.деляег ::я - n aKfiM производной (при уменыпонии сигмллл на выходе схемы измерения тте тешы- ала 10 формируется сигнал отриплтель ной полярности, а при упеличгнии - положительной полярности). Напряжение с выхода экстремального р гулятр ра 9 подается на вход управления генератора 8. При этом напряжение положительной полярности влечет уменьшение частоты генерируемых К(лебаний а напряжение отрицательной полярности - ее увеличение. Изменение частоты генерируемых колебаний яы:чывает изменение частоты переключений автоматического реверсивного блока 5, следовательно уровня поляризации защищаемого сооружения. Регулировка частоты генератора 8 происходит до момента равенства нулю напряжения на вьрсоде экстремального регулятора (точка экстремума, точка равенства производной нулю).

Дпя исключения самовозбуждения устройства при одновременной регулировке по двум каналам (частота и ат плнтуда) в качестве регулятора ток 6 может быть использован ПИЛ-регуля- тор, или сигнал с выхода схемы измерения потенциала 10 на вход дискриминатора 12 может подаваться через ключ, включаемый при равенстве нулю сигнала на выходе экстремального регулятора 9.При проверке работоспособности предлагаемого решения на физических моделях смежных трубопроводов изменение частоты следования импульсов защитного тока от 50 до 600 Гц влече изменение потенциала от -0,85 В До -1,35 В, Дальнейшее увеличение частоты вызывает снижение потенциала модели. На резонансной частоте (600 Гц) снижением амплитуды защитного тока от 140 до 100 мА потенциал модели снижен до -0,9 В.

Формула изобретения

Устройство для электрохи1-1ической защиты от коррозии параллельных трубопроводов, содержащее источник напр жения с автоматическим реверсинным блоком, включенным между защищаемыми трубопроводами, и соединенную с ним через регулируемые выпрямительные

блоки распределенную с:истрму электродов анодного заяймленнн, о т л.И - чающееся тем, что, с целью повьпннння чффектипности ззгакты, оно снабжено регулируемьм генератором, экстремальным регулятор(ж, схемой измерения потенциала с датчиком потенциала, дискриминатором, источником опорного напряжения, регулятором защитного тока и источником наложенного напряжения, npmieM выход генератора соединен с йходом управления

82726

лптомятического реверсивного блока, а вход - с пыходом экстремального регулятора, вход которого соединен с выходом схемы измерения потенциала, выход схемы измерения потенциала одновременно соединен с одним из входов дискриминатора, второй вход которого соединен с источником опорного на- 0 пряжения, а выход - с входом регулятора запгитного тока, включенного междУ источником наложенного напряжения и автоматическим реверсивным блоком.

Изобретение относится к оборудованию для защиты от корр.озии металли ческих протяженных сооружений. Цель изобретения - лопьпиение эффективности защи ты. Устройство содержит защищаемые параллельные трубопроводы 1, 2, регулируемые вьтрямительные блоки 3, электродь анодного заземления 4, яв- томатический реверсивный блок 5, регулятор защитного тока 6, источник наложенного напряжения 7, рет-улируе- j мый генератор 8, экстремальны лятор 9, схему измерения потенциала 10, датчик потен1у1яля 11, дискриминатор 12, источник опорного напряжения 13. Э4 фективность защиты от коррозии достигается введением я устройство регулируемого генератора, экстремального регулятора, r.xeffbi измерения потенциала с датчиком, дискриминатора, источника опорного напряжения и регулятора амплитуды защитного тока. При этом автоматически устанавливается такая частота следования импульсов защитного тока,которая обеспечивает максимальный потенциал поляризации на сооружении и tra даннойчас-- тоте поддерживает амплитуду защитного тока на таком уровне, которьгй обес- печивает минимально-необхолим ю величину потен1у1ала поляризации. 1 ил. (Л 4 оо СХ) ND ГС