SU1694698A1

SU1694698A1 - Device for measurement of maximum corrosion rate od main pipe-lines

Info

Publication number: SU1694698A1
Application number: SU894635007A
Authority: SU
Inventors: Юрий Алексеевич Иванов; Сергей Витальевич Чертов; Валентин Игнатьевич Хижняков
Original assignee: Томский политехнический институт
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к защите от коррозии и может быть использовано дл количественного определени максимальной скорости коррозии по глубине проникновени подземных стальных сооружений по предельному току кислорода, а также дл определени их надежности, срока службы и выбора режимов их электрохимической защиты. Цель изобретени -упрощение, повышение точности и производительности измерений путем их автоматизации. УстИзобретение относитс к эксплуатации подземных магистральных и технологических трубопроводов и других стальных сооружений и может быть использовано дл Определени их надежности, срока службы и выбора режимов их электрохимической защиты. Цель изобретени - упрощение, повышение производительности и точности измерений путем их автоматизации. ройство содержит источник 1 пол ризующего напр жени , переключател 2 на два положени , конденсатор 3, потенциостат 4, датчик 5, катод которого подключен к входу измерительного преобразовател 6, нагруженный измерительным прибором 8. Общий контакт переключател первой группы подключен к аноду датчика, первый контакт группы - к выходу потенциостата 4, между вторым контактом первой группы и общим контактом второй группы включен конденсатор 3, первый и второй контакты второй группы соединены соответственно с выходом источника 1 и общей точкой схемы, а в качестве измерительного резистора 7 используетс потенциометр. Устройство работает на принципе того, что потенциал полуволны вольтамперограммы восстановлени кислорода определ ют путем измерени собственного потенциала датчика, погруженного в грунт, между его анодом и катодом при разомкнутой цепи и увеличени его на 0,2 В. Затем при этом потенциале регистрируют установившеес значение предельного тока кислорода, по плотности которого суд т о максимально возможной скорости коррозии. 2 ил. На фиг.1 представлена электрическа схема устройства; на фиг.2 - график зависимости тока датчика от его потенциала. Устройство, содержит источник 1 посто нного напр жени , переключатель 2 на два положени , конденсатор 3, усилитель-по- тенциостат 4, датчик 5, имеющий анод и катод, который подключен к входу измерительного преобразовател 6, между входом и выходом которого включен измеритель (Л С о ю N о ю 00 The invention relates to corrosion protection and can be used to quantify the maximum corrosion rate by the depth of penetration of underground steel structures by the limiting oxygen flow, as well as to determine their reliability, service life and choice of their electrochemical protection modes. The purpose of the invention is to simplify, improve the accuracy and performance of measurements by automating them. The Invention relates to the operation of underground trunk and technological pipelines and other steel structures and can be used to determine their reliability, service life and choice of their electrochemical protection modes. The purpose of the invention is to simplify, increase productivity and accuracy of measurements by automating them. The device contains a source of 1 polarizing voltage, a switch 2 for two positions, a capacitor 3, a potentiostat 4, a sensor 5, the cathode of which is connected to the input of the measuring converter 6, loaded with a measuring device 8. The common contact of the switch of the first group is connected to the anode of the sensor, the first contact group - to the output of potentiostat 4, between the second contact of the first group and the common contact of the second group included a capacitor 3, the first and second contacts of the second group are connected respectively to the output of source 1 and the common one circuit, and a potentiometer is used as the measuring resistor 7. The device operates on the principle that the half-wave potential of an oxygen reduction voltammogram is determined by measuring the intrinsic potential of a sensor immersed in the ground between its anode and cathode with an open circuit and increasing it by 0.2 V. Then, at this potential, the steady-state current value is recorded oxygen, the density of which is judged on the maximum possible corrosion rate. 2 Il. Figure 1 shows the electrical circuit of the device; figure 2 - a graph of the current sensor from its potential. The device contains a source of constant voltage 1, a switch 2 for two positions, a capacitor 3, an amplifier-potentiostat 4, a sensor 5 having an anode and a cathode that is connected to the input of the measuring converter 6, between the input and output of which the meter is turned on ( L S o y N o y 00

Description

ный резистор 7 и нагруженный измерительным прибором 8. Переключатель выполнен с двум группами контактов, причем общий контакт первой группы подключен к аноду датчика.первый контакт первой группы - к выходу потёнциостата 4, к которому подключен также его инвертирующий вход, между вторым контактом 6 первой группы и общим контактом второй группы включен конденсатор 3, первый и второй контакты (а, б) второй группы соединены соответственно с выходом источника 1 и общей точкой схемы, а измерительный резистор выполнен в виде потенциометра.the first resistor 7 and loaded with a measuring device 8. The switch is made with two groups of contacts, the common contact of the first group connected to the sensor anode. The first contact of the first group is connected to the output of the potentiostat 4, to which its inverting input is also connected, between the second contact 6 of the first group and a common contact of the second group includes a capacitor 3, the first and second contacts (a, b) of the second group are connected respectively to the output of source 1 and the common point of the circuit, and the measuring resistor is made in the form of a potentiometer.

Св зи с помощью двух контактных групп, конденсатора, источника посто нного напр жени и датчика - с входом и выходом потёнциостата обеспечивает установку потенциала полуволны, при котором происходит более точное измерение максимальной скорости коррозии по предельному значению тока кислорода и тем самым достижени цели изобретени .Communication using two contact groups, a capacitor, a constant voltage source and a sensor with the input and output of the potentiostat provides for the installation of the half-wave potential, at which a more accurate measurement of the maximum corrosion rate by the limiting value of the oxygen current and thereby the achievement of the objective of the invention takes place.

Скорость коррозии определ етс по следующей формуле:The corrosion rate is determined by the following formula:

онов и дл посто нного типа изол ции трубопровода , что имеет место на практике, используетс показывающий приборе плавной регулировкой чувствительности, ofrpaдуированный в размерности скорости коррозии, мм/год.Onions and for the permanent type of pipeline insulation, which is the case in practice, the instrument uses a continuously adjustable sensitivity, measured in the dimension of corrosion rate, mm / year.

Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии переключатель находитс в положении б, а датчик введенThe device works as follows. In the initial state, the switch is in position b, and the sensor is entered

в грунт к поверхности контролируемого трубопровода . Усилитель 3 имеет высокое входное сопротивление, а его входной ток практически равен нулю. Поэтому при подключении датчика, введенного с помощьюinto the ground to the surface of the controlled pipeline. Amplifier 3 has a high input impedance, and its input current is almost zero. Therefore, when connecting a sensor entered using

зонда в грунт, на конденсаторе 7 устанавливаетс потенциал (). Затем переключатель 2 переводитс в положение а, при этом конденсатор 7 остаетс зар женным до lo и последовательно с ним включаетс источник 1 с напр жением, равным 0,2 В. Поэтому к аноду датчика 4 с выхода усилител 3 прикладываетс напр жение полуволны (в соответствии с (2):probe into the ground, on the capacitor 7 sets the potential (). Then switch 2 is turned to position a, while the capacitor 7 remains charged to lo and in series with it source 1 is turned on with a voltage equal to 0.2 V. Therefore, a half-wave voltage is applied to the anode of sensor 4 from the output of amplifier 3 (according to with (2):

2525

Р1/2 ро -0,2 В ,P1 / 2 po -0.2 V,

(3)(3)

V-K-VV-K-V

прetc

(1)(one)

где 1дпр-значение предельного тока кислорода;30where 1dpr-value of the limiting current of oxygen; 30

К- коэффициент пересчета, определ емый экспериментально.K - conversion factor determined experimentally.

Визуальное определение потенциала полуволны снижает точность и производительность измерений.35The visual determination of the half-wave potential reduces the accuracy and performance of measurements.35

Экспериментальными исследовани ми было установлено, что дл всех типов грунтов соблюдаетс следующее условие:Experimental studies have found that for all types of soil the following condition is met:

Vl/l-Vo- - 0,2 В ,Vl / l-Vo- - 0.2 V,

(2)(2)

где ро - стационарный потенциал датчика при Ig 0, в то врем как величина 0 может существенно измен тьс в зависимости от типа грунта, у 1/2 потенциал полуволны.where ro is the stationary potential of the sensor at Ig 0, while the value of 0 can vary significantly depending on the type of soil, at 1/2 the potential of the half-wave.

С другой стороны, было установлено, что если на датчик поддать сразу потенциал Ф1/2 то его ток э скачком возрастает до большого значени и быстро падает до величины lgnp (фиг.2).On the other hand, it was found that if the potential of F1/2 is immediately applied to the sensor, then its current e increases abruptly to a large value and quickly drops to the value lgnp (Fig. 2).

Дл определени скорости коррозии измер ют автоматически величину р0 согласно (2) уменьшают его на (-0,2 В), подают это .полученное значение на датчик и измер ют дпр с помощью обычного показывающего прибора, например вольтметра . Причем, учитыва , что коэффициент К в (1) остаетс посто нным дл обширных райПри этом ток датчика I (фиг.2) скачком возрастает до некоторого максимального значени и затем в течение 1-3 мин падает до некоторого установившегос значени предельного тока ignp. которое преобразуетс усилителем 6 в пропорциональное напр жениеTo determine the corrosion rate, the value of p0 is automatically measured according to (2) by decreasing it (-0.2 V), the value obtained is fed to the sensor and the dpr is measured using a normal indicating instrument, for example a voltmeter. Moreover, taking into account that the coefficient K in (1) remains constant for vast regions. At the same time, the current I of the sensor (Fig. 2) increases abruptly to a certain maximum value and then within 1-3 min falls to some steady value of the limit current ignp. which is converted by the amplifier 6 into a proportional voltage

Ue lgp Rb .Ue lgp rb.

(4)(four)

00

5five

л l

5 five

где Rbr величина сопротивлени измерительного резистора 7 (потенциометра). Напр жение Us поступает на показывающий прибор 8, с которого отсчитывают показание в размерности скорости коррозии мм/год. Калибровку измерител производ т регулировкой потенциометра.where Rbr is the resistance value of the measuring resistor 7 (potentiometer). The voltage Us is supplied to the indicating device 8, from which the reading is measured in terms of the corrosion rate mm / year. Calibration of the meter is performed by adjusting the potentiometer.

Предлагаемое устройство позвол ет по сравнению с существующими существенно упростить и автоматизировать методику измерений , повысить их производительность и точность.The proposed device allows, in comparison with the existing ones, to simplify and automate the measurement technique significantly, to increase their productivity and accuracy.

Claims

Invention Formula

An apparatus for measuring the maximum corrosion rate of main pipelines containing a source of DC voltage, a converter, a two position switch, a capacitor, an amplifier-potentiostat, a sensor including an anode and a cathode, the cathode connected to the input of a converter,

between the input and output of which a measuring resistor is included, and a measuring device, characterized in that, in order to simplify and improve the measurement accuracy and productivity by automating them, the switch is made with two groups of contacts, the common contact of the first group connected to the sensor anode, the first contact the first group - to

the potentiostat output, to which its inverting input is connected, connects the capacitor between the second contact of the first group and the common contact of the second group, the first and second contacts of the second group are connected to the source output and the common point of the circuit, respectively, and the measuring resistor is in the form of a potentiometer.

Thebes /

Vf / t

FIG ..

fd