Способ определения потенциалапОдзЕМНОгО СООРужЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 C23F13/00 

Изобретение относится к электрозащите от коррозии подземных металлических сооружений, например трубопроводов, а точнее к способам измерения потенциала этих сооружений. Известны способы измерения потенциала подземных металлических сооружений, заключагациеся в том, что на уровне заложения подземного сооружения на некотором расстоянии от него закладывают вспомогательный электрод который электрически соединяют с сооружением через специальный прерыватель, позволяющий отключать вспомогательный электрод от сооружения на короткие промежутки времени. Вблизи вспомогательного электрода под землей устанавливают электрод сравнения и с помощью этого электрода измеряют потенциал вспомогательного элект ода в периоды его отключения от сооружения 1}.д Основные недостатки способов следующие. Поскольку вспомогательный электро находится на некотором расстоянии от исследуемого сооружения, между иссле дуемым сооружением и вспомогательным электродом неизбежно возникает градиент потенциала, вспомогательный электрод поляризуется по-другому, чем основное сооружение, и в момент выключения вспомогательного электрода его потенциал не будет равен потенциалу основного сооружения. Указанный способ требует сложной аппаратуры (быстродействующих переключателей, специального вольтметра или осциллографа), что затрудняет его применение в полевых условиях и влечет за собой, возможность- появления дополнительных ошибок. Этот способ, кроме того, требует стационарного помещения электрода сравнения под землей, так как производить земляные работы при каждом измерении слишком трудоемко. Но электроды сравнения с течением времени, как показала практика, изменяют .свой потенциал. Таким образом, в измерения вкрадывается еще одна методическая погрешность. Известен также способ, заключающийся в том, что измеряют потенциал вспомогательного электрода по электроду сравнения и в процессе этих измерений исключают величину омического падения напряжения между сооружением и электродом сравнения, установленным на поверхности земли над вспомогательным электродом 2j. При реализации этого способа возможны два варианта. 1)Вспомогательный электрод располагают у поверхности сооружения. 2)Вспомогательный электрод располагают на некотором расстоянии от под земного сооружения. В первом варианте вспомогательный электрод находится в условиях, близких к условиям исследуемого сооружения. Однако, так как электрическое поле в грунте в основном вызывается токами, втекакщими в само сооружение, то с прекращением тока в цепи вспомогательно 7О электрода омическое Псщение напряжения в грунте не исчез нет, хотя, возможно, оно будет несколько меньше. Во втором варианте при достаточно удалении вспомогательного электрода от сооружения это электрод может ок заться на одной эквипотенциальной по верхности с электродом сравнения, и при выключении тока вспомогательного электрода омическое падение напряжения между вспомогательным электродом и электродом сравнения будет отсутствовать. Но при этом потенциал вспо могательного электрода будет значительно отличаться от потенциала иссл дуемого сооружения. Таким образом, в любом случае по описанному способу измерение не может быть точным. Цель изобретения - повышение точности измерения потенциала подземных сооружений, поляризуемых внешним источником тока для защиты от коррозии Поставленная цель достигается тем что при реализации способа определения потенциала подземного сооружения заключающегося в том, что измеряют потенциалы вспомогательного электрода по электроду сравнения и в процессу измерений исключают величину омического падения напряжения между сооружением и электродом сравнения, устанавливаемым на поверхности земли над вспомогательным электродом, вспо могательный электрод электроизолируют от металлического сооружения и располагают непосредственно на нем потенциал сооружения измеряют при включенной электрозащите, а потенциал вспомогательного электрода измеряют при включенной и при выключен ной электрозащите сооружения, после чего потенциал подземного сооружения определяют из выражения -(Uecп. где Ч - фактический потенциал подзе ного сооружения} и - потенциал сооружения, измеренный по электроду сравнения, находящемуся на поверхности земли над сооружением потенциал вспомогательного электрода, измеренный по тому же электроду сравйения при включенной электрозащите подземного сооружения; потенциал вспомогательного электрода, 1змеряемый по тому же электроду сравнения при выключенной электрозащите. . Кроме того, при определении потениала протяженного сооружения на поерхности земли на одной линии с усановленным электродом сравнения ерпендикулярно сооружению устанавивают дополнительный электрод сравнения, измеряют разность потенциалов ежду электродами сравнения при включенной электрозащите ди и при выклюенной электрозащите ли , вычисляют поправочный коэффициент k по формуле и разность потенциалов вспомогательного электрода, измеренную при включенной и выключенной защите, умножают на К. На чертеже показано расположение электродов по отношению к исследуемому сооружению. На схеме изображены трубопровод 1, электрически изолированный от него вспомогательный металлический элект- род 2, электрод 3, дополнительный электрод сравнения 4, вольтметр 5 и катодная станция б. При включенной электрозащите (что является, нормальным состоянием защищаемого трубопровода) измеряют потенциал трубопровода и потенциал вспомогательного электрода 2. Затем выключают электрозащиту трубопровода и повторно измеряют потенциал вспомо- гательного электрода 2. Все три измерения должны проводиться с использованием одного и того же экземпляра электрода сравнения 3 без изменения его расположения. Измерение при выключенной защите сооружения целесообразно производить через несколько минут после выключения, чтобы снизились уравнительные токи, которые могут возникать на магистральных трубопроводах и других протяженных сооружениях. На непротяженных сооружениях уравнительные токи возникать не будут. Принцип способа заключается в том, что вспомогательный электрод все время находится при своем естественном потенциале. При измерении этого потенциала с помощью .электрода сравнения 3, расположенного на поверх.ности земли, в измеряемую величину входит омическое падение напряжения дЗ R между электродом сравнения 3 и вспомогательным электродом 2. Поскольку электрод 2 расположен на поверхности Трубопровода, падение нап ряжения между электродами 2 и 3 по существу равно величине омического падения напряжения в грунте между электродом 3 и трубопроводом. При выключении электрозащиты изображенное на чертеже электрическое поле исчезнет, и с помощью элек рода сравнения 3 будет измеряться и тинный естественный потенциал вспомогательного электрода 2. Сам естес венный потенциал электрода 2 при выключении защитного тока трубопровода, не имеющего электрического ко такта с электродом 2, изменяться не будет. Потенциал подземного трубопровод вычисляют по формуле Ч U-ДЗR-U-CUgc.n..9 где Ч - фактический потенциал трубо провода 1; и - потенциал трубопровода, измеренный по электроду сравнения 3, находящемуся на по верхности земли над трубопроводом;- потенциал вспомогательного электрода 2, измеренный по тому же электроду сравнения 3 при включенной электрозащите подземного трубопрово, да Ug, - потенциал вспомогательного электрода 2, измеренный по тому же электроду сравнения 3 при выключенной электроза щите. Если трубопровод имеет большую протяженность, например, если он магистральный, то на тех участках, на которых могут присутствовать уравнительные токи, для повышения точности определения потенциала на поверхности земли на линии, перпендикулярной трубопроводу, .проведенной из рас положения электрода сравнения 3, устанавливают дополнительный электрод сравнения 4, аналогичный .электроду сравнения 3. Измеряют разность потенциалов между электродами сравнения 3 и 4 при включенной защите трубопровода (а U) и выключенной (ли ). Из полученных данных вычисляют поправочный коэффициент k по форму.ле На этот коэффициент умножают разность потенцисшов вспомогательного электрода, измеренных при включенной и выключенной защите. Если коэффициент , это указывает на отсутствие уравнительных токов. Простота способа и отсутствие каких-либо сложных устройствобеспечивает возможность его широкого внедрения. Возможность использовать в качестне вспомогательного электрода любые металлы, в том числе и коррозионностойкие, обеспечивает несменяемость этого электрода. Формула изобретения 1. Способ определений потенциала подземного сооружения, заключающийся в том, что измеряют потенциал вспомогательного электрода по электроду сравнения и в процессе измерения исключают величину омического падения напряжения между сооружением и электродом сравнения, устанавливаемым на поверхности земли над вспомогательным электродом, о т л и ч а Юг Ц и и с я тем, что, с целью повышения точности определения потенциала, вспомогательный электрод электроизолируют от металлического сооружения и располагают его непосредственно на сооружении. Потенциал сооружения измеряют при включенной электрозащите, а потенциал вспомогательного электрода измеряют при включенной и при выключенной электрозащите сооружения, после чего потенциал подземного сооружения определяют из выражения -и - V йгп э I есп.9 бсп.э где Ч - фактический потенциал подземного сооружения; и - потенциал сооружения, измеренный по электроду сравнения, находящемуся на поверх V ности земли над сооружением; Ug - потенциал вспомогательного электрода, измеренный по тому же электроду сравнения при вклк)ченной электрозащите подземного сооружения; Ug - потенциал вспомогательного электрода, измеренный по тому же электроду сравнения при выключенной электрозащите. 2. Способ по п.1,0 т л и ч а юи и с я тем, что при определении потенциала протяженного сооружения на поверхности земли на одной линии установле нным электродом сравнения перпендикулярно сооружению устанавлиают дополнительный электрод сравнеия, измеряют разность потенциалов ежду электродами сравнения при вклюейной электрозащите ди и при выклюенной электрозащите лu и вычисляют оправочный коэффициент k по формуле

И разности потенциалов вспомогательного электрода, измеренных при включенной и выключенной защите умножают на k.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 305423, кл. Q 01 R 27/20, 26.02.70.

2,Авторское свидетельство СССР

№ 277502, кл. С.23 F 13/00, 15.12.66 (прототип.