Устройство для катодной защиты от коррозии металлического объекта с тепловой изоляцией Советский патент 1990 года по МПК C23F13/00 

Изобретение относится к электрохимическим методам зациты плоских металлоконструкций, в частности к катодной защите стальных конструкций мембранного покрытия при нарушениях режима нормальной эксплуатации, связанных с повышенным влагосодержанием утеплителя.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты путем обеспечения локальной работы анодной системы и дискретного°контроля.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства защиты провисающей мембраны с положительной гауссовой кривизной круглого в плане здания; на фиг. 2 - мембранное покрытие и узел крепления кольцевого анодного элемента, поперечный разрез; на фиг. 3 - образец для лабораторных испытаний,

Устройство содержит катодную станцию 19 анодную систему в виде дискретных Z-образных элементов 2, сигнальную систему 35 измеритель 4 расхода электроэнергии, распределительный регулировочный блок 5 и электрические линии 6 и 7, при этом каждый анодный элемент 2 укреплен посредством болтового крепления 8 с изоляционными втулкой 9 и кольцом 10 на поверхности защищаемой мембраны 11 и размещен в слое тепловой изоляции (утеплителе Г2), покрытой гидроизоляционным ковром 13. Электрические линии 7 соединяют анодные элементы 2 с выходами блока 5 для установки расчетных значений защитного тока и потенциала. Блок 5 подключен к положительной клемме катодной станции 1, отрицательная клемма которой соединена с мембраной 11 электрической линией 6. Выбор Z-образной формы анодных элементов 2 определяется двояковогнутой поверхностью мембраны 11 для обеспечения расчетных параметров ка0 тодной защиты при проникновении атмосферной влаги (кольцевые элементы анодов) и влагонасыщении утеплителя со стороны внутренней поверхности мембраны (радиальные элементы анодов,

5 расположенные вдоль стыков нахлестки) . Дискретное расположение Z-образных анодов позволяет использовать систему катодной защиты для дифференцированного контроля и диагностики

Q мембранного покрытия с учетом эксплуатационных свойств гидро- и теплоизоляции, а также противокоррозионной защиты. Продолжительность работы анодных элементов в режиме резервиc рования определяется по показателям расхода электроэнергии и позволяет обоснованно производить выборочный момент гидроизоляционного ковра, смену утеплителя и восстановление

Q защитного покрытия

Устройство работает следующим образом.

При влагонасыщении утеплителя катодная станция 1 работает в режиме

с резервирования, т.е. катодной поляризации с помошью защитного тока. На поврежденных участках лакокрасочного покрытия 14 происходит торможение анодных коррозионных процессов разрушения стальной мембраны. Снижение влагосодержания и повышение удельного сопротивления утеплителя 12 переводит работу катодной станций 1 в ре-, жим холостого хода. Контроль и учет продолжительности работы катодной защиты в режиме резервирования производится с помощью сигнальной системы 3 и измерителя 4 расхода электроэнергии.

0

5

51

Определение основных параметров устройства для локальной катодной защиты стальной оболочки мембранного покрытия выполняется на основе существующих методик расчета. Контроль защитного потенциала производится стационарно установленными хлорсереб ряными электродами сравнения.

Пример 1. Проводили лабораторные испытания катодной защиты стальных образцов при периодическом увлажнении утеплителя. Для определения защитного эффекта образцы устанавливали в кассеты 15 (фиг. 3). Коррозионные испытания выполняли на стальных образцах, аналогичных мембране 11 с рабочей поверхностью S 100 см . В качестве утеплителя 12 использовали жесткие минераловатные плиты (ГОСТ 9573-32). Анодный элемент 2, изготовленный из алюминиевой пластинки с рабочей поверхностью S 50 см , располагали на расстоянии А 5,0 см относительно поверхности защищаемого металла.

Испытания проводили по методу периодического погружения в водную ванну. Для влагонасыщения утеплителя кассету с образцами выдерживали в воде при полном погружении в течение двух часов ежедневно. Напряжение на клеммах источника питания U 2В устанавливали на основании экспериментальной оценки средней удельной электрической проводимости минеральной ваты у 0,05 см/м. Общая продолжительность испытаний составила 720 ч.

Результаты испытаний контролировали на пяти стальных образцах с катодной защитой и без нее гравиметрическим методом. На протяжении всего периода испытаний измеряли концентрацию водородных ионов (рИ) в водной ванне. В период коррозионных испытаний показатель рН водной ванны для кассет с катодной защитой увеличился от значений 6,8-7,1.до 9,9-10,2. Значения показателя рН водной ванны для стальных образцов с катодной защитой свидетельствуют о снижении степени агрессивности воздействия среды

Степень защиты образцов при периодическом погружении с учетом установленного режима катодной поляризации составила 80,7-83,2%.

Пример 2. Коррозионные испытания кассет (фиг. 3) производили с

пенополистиролцементным утеплителем 12.

Напряжение на клеммах источника питания принято с учетом средней удельной проводимости пенополистироп- цемента % 0,01 см/м и расстояния ,0 см.

Режим проведения испытания и оценQ ки результатов соответствуют условиям примера 1.

Показатель рН водной ванны для кассет с катодной защитой увеличился от значений 7,7-8,2 до 9,8-10,1. Сте5 пень защиты образцов при катодной поляризации составила 73,5-76,7%.

Таким образом, предлагаемое устройство локальной катодной защиты при влагонасыщении утеплителя позво0 ляет снизить степень агрессивности воздействий коррозионной среды и обеспечить высокую степень защиты стальной мембраны в период резервирования. Кроме того, устройство позво5 ляет осуществлять эффективный контроль коррозионного состояния с учетом дефектов и повреждений мембранного покрытия. Подвод электрических цепей осуществляется с внутренней стороны

Q мембраны, что обеспечивает удобство и простоту технического обслуживания системы катодной защиты.

Формула изобретения

c Устройство для катодной защиты от коррозии металлического объекта с тепловой изоляцией, например стальной оболочки мембранного покрытия, содержащее катодную станцию, анодную сис0 тему, сигнальную систему и измеритель расхода электроэнергии, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты путем обеспечения локальной работы анодной

5 системы и дискретного контроля, оно снабжено распределительным регулировочным блоком, подключенным к положительной клемме катодной станции, анодная система выполнена в виде рас0 положенных по линиям концентрических окружностей относительно центра мембранной оболочки дискретных элементов Z-образной формы, причем каждый анодный элемент укреплен посредг ством болтового крепления с изоляционными элементами на стальной оболочке, размещен в слое тепловой изоляции и подключен к соответствующему выходу распределительного блока.

13

12

11

Фиг. Z

Изобретение относится к электрохимическим методам защиты плоских металлических конструкций, в частности, к катодной защите стальных конструкций мембранного покрытия при нарушениях режима нормальной эксплуатации, связанных с повышением влагосодержания утеплителя. Цель изобретения - повышение эффективности защиты путем локальной работы анодной системы и дискретного контроля. Устройство содержит катодную станцию 1, анодную систему в виде дискретных Z-образных элементов 2, сигнальную систему 3, измеритель 4 расхода энергии, распределительный регулировочный блок 5, электрические линии 6 и 7 для подключения блока 5 и защищаемой мембраны 11 к станции 1. Каждый элемент 2 смонтирован на мембране посредством изолирующих элементов, размещен в слое тепловой изоляции и подключен одному из выходов блока 5. Необходимый защитный ток в анодной системе возникает при влагонасыщении утеплителя после отказа лакокрасочного покрытия. Характеристика отказа или разрушения устанавливается по моменту времени, при котором наблюдается диффузионная проницаемость лакокрасочного покрытия. Таким образом, в режиме нормальной эксплуатации показатели долговечности мембранной оболочки определяются защитной способностью лакокрасочного покрытия. Использование катодной защиты при повышенном влагосодержании утеплителя представляет возможность обеспечить заданный уровень надежности /резерв/ для нормальной эксплуатации сооружений до выполнения ремонтно-восстановительных работ. 3 ил.

1112

Фиг.З

Редактор А.Лежнина

Составитель Л.Груднева Техред М.Дидык

Заказ 955

Тираж 825

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор Н.Ревская ,

Подписное