RU2359251C1 - Corrosion control device of underground metal structure - Google Patents
Corrosion control device of underground metal structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359251C1 RU2359251C1 RU2007138161/28A RU2007138161A RU2359251C1 RU 2359251 C1 RU2359251 C1 RU 2359251C1 RU 2007138161/28 A RU2007138161/28 A RU 2007138161/28A RU 2007138161 A RU2007138161 A RU 2007138161A RU 2359251 C1 RU2359251 C1 RU 2359251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corrosion
- corrosion rate
- block
- detachable connection
- central processor
- Prior art date
Links
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 118
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 118
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 abstract 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229960000355 copper sulfate Drugs 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 3
- 241000238876 Acari Species 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к контролю коррозии подземных металлических сооружений, контактирующих с электропроводными средами, например с грунтом, в частности к устройствам контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения, и может быть использовано при определении опасности коррозии и эффективности защиты подземных металлических сооружений.The invention relates to corrosion control of underground metal structures in contact with electrically conductive media, such as soil, in particular, to devices for monitoring the corrosion state of an underground metal structure, and can be used to determine the risk of corrosion and the effectiveness of protection of underground metal structures.
Уровень техникиState of the art
Известен измеритель скорости коррозии, содержащий электрохимическую ячейку, двухчастотный генератор синусоидальных сигналов, преобразователь проводимости в напряжение, два детектора активной составляющей сигнала и суммирующий усилитель, выходы генератора соединены с управляющими входами соответствующих детекторов активной составляющей сигнала и через преобразователь проводимости в напряжение - с электрохимической ячейкой, а выход преобразователя - через первый детектор активной составляющей сигнала с входом суммирующего усилителя, второй вход которого соединен с выходом второго детектора активной составляющей сигнала, при этом он снабжен вторым суммирующим усилителем, регулируемым усилителем, третьим детектором активной составляющей сигнала и тремя детекторами реактивной составляющей сигнала, первый выход генератора соединен с управляющими входами первого и третьего детекторов реактивной составляющей сигнала и третьего детектора активной составляющей сигнала, второй выход генератора - с управляющим входом второго детектора реактивной составляющей сигнала, выход преобразователя - с входом третьего детектора реактивной составляющей сигнала и через регулируемый усилитель - с входами первого и второго детекторов реактивной составляющей сигнала и второго - третьего детектора активной составляющей сигнала, выход последнего детектора соединен с третьим входом суммирующего усилителя, а выходы трех детекторов реактивной составляющей сигнала через второй суммирующий усилитель - с управляющим входом регулируемого усилителя (см. а.с. SU №1491142, кл. G01N 17/00, опубл. 15.04.1992 г.).A known corrosion rate meter containing an electrochemical cell, a two-frequency generator of sinusoidal signals, a conductivity to voltage converter, two detectors of the active component of the signal and a summing amplifier, the outputs of the generator are connected to the control inputs of the respective detectors of the active component of the signal and through the conductivity to voltage converter with an electrochemical cell, and the output of the Converter through the first detector of the active component of the signal with the input of the summing amplifier For the second input of which is connected to the output of the second detector of the active component of the signal, while it is equipped with a second summing amplifier, an adjustable amplifier, a third detector of the active component of the signal and three detectors of the reactive component of the signal, the first output of the generator is connected to the control inputs of the first and third detectors of the reactive component the signal and the third detector of the active component of the signal, the second output of the generator with the control input of the second detector of the reactive component of the signal la, the converter output - with the input of the third detector of the reactive component of the signal and through the adjustable amplifier - with the inputs of the first and second detectors of the reactive component of the signal and the second - third detector of the active component of the signal, the output of the last detector is connected to the third input of the summing amplifier, and the outputs of three reactive detectors signal component through the second summing amplifier - with the control input of an adjustable amplifier (see A.S. SU No. 1491142, class G01N 17/00, publ. April 15, 1992).
Недостатком данного измерителя коррозии является невысокая точность определения скорости коррозии.The disadvantage of this corrosion meter is the low accuracy of determining the corrosion rate.
Известно устройство для контроля степени локальной коррозии металлических сооружений, обеспечивающее дистанционное обнаружение опасного проникновения локальной коррозии, состоящее из электрически замкнутого на сооружение корпуса, изготовленного из того же материала, что и сооружение. Контактирующая со средой часть корпуса имеет меньшую толщину, чем стенка сооружения. Герметичная полость корпуса заполнена сухим непроводящим капиллярно-пористым материалом, в который введен металлический электрод с выводимым наружу изолированным проводником. При коррозионной перфорации тонкой стенки корпуса среда под действием капиллярных сил проникает по заполнителю полости к электроду, замыкая электрическую цепь «корпус (сооружение) - электрод», что регистрируется внешним измерительным прибором по сопротивлению или напряжению данной цепи (см. пат. RU №2143107, кл. G01N 17/00, G01N 17/02, опубл. 20.12.1999 г.).A device for controlling the degree of local corrosion of metal structures, providing remote detection of dangerous penetration of local corrosion, consisting of an electrically closed to the structure of the housing, made of the same material as the structure. The body part in contact with the medium has a smaller thickness than the wall of the structure. The sealed cavity of the housing is filled with a dry, non-conductive capillary-porous material, into which a metal electrode is introduced with an insulated conductor brought out. In case of corrosive perforation of a thin wall of a casing, the medium penetrates through the cavity filler to the electrode under the action of capillary forces, closing the electrical circuit "casing (structure) - electrode", which is registered by an external measuring device for the resistance or voltage of this circuit (see Pat. RU No. 2143107, CL G01N 17/00, G01N 17/02, publ. 12/20/1999).
Недостатком данного устройства является низкая информативность и ограниченный срок действия.The disadvantage of this device is the low information content and the limited duration.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является блок индикаторов скорости коррозии подземных металлических сооружений, содержащий не менее трех индикаторов скорости коррозии различной толщины и шириной не более 2 мм, изготовленных из того же материала, что и подземные металлические сооружения, и присоединенных одним концом к контрольной пластине, которая изготовлена из того же материала, что и подземные металлические сооружения, на расстоянии не менее 3 мм друг от друга, к контрольной пластине и противоположным концам индикаторов присоединены контрольные проводники с указателями толщины индикаторов скорости коррозии, внутренняя поверхность индикаторов скорости коррозии изолирована антикоррозионным покрытием, а сам блок индикаторов скорости коррозии и контрольная пластина вмонтированы в диэлектрический корпус (см. пат. RU №2161789, кл. G01N 17/00, G01N 27/30, опубл. 10.01.2001 г.).The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the authors for the prototype is a block of indicators of the rate of corrosion of underground metal structures, containing at least three indicators of the rate of corrosion of various thicknesses and widths of not more than 2 mm, made of the same material as underground metal structures , and attached at one end to a control plate, which is made of the same material as underground metal structures, at a distance of at least 3 mm from on the other hand, control wires with thickness gauges for corrosion rate indicators are connected to the control plate and opposite ends of the indicators, the inner surface of the corrosion rate indicators is insulated with a corrosion-resistant coating, and the block of corrosion rate indicators and the control plate are mounted in a dielectric casing (see US Pat. RU No. 2161789, class G01N 17/00, G01N 27/30, publ. 10.01.2001).
Недостатком данного блока индикаторов скорости коррозии является то, что применение блока индикаторов скорости коррозии подземных металлических сооружений не позволяет оценить степень опасности локальной коррозии, а также низкая информативность и ограниченный срок действия.The disadvantage of this block of indicators of corrosion rate is that the use of a block of indicators of corrosion rate of underground metal structures does not allow to assess the degree of danger of local corrosion, as well as low information content and a limited duration.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства контроля, с помощью которого можно производить получение наиболее полного объема данных о коррозионном состоянии подземного сооружения, возможность оценки глубины и скорости коррозии, динамики развития коррозионного процесса в период эксплуатации сооружения, с момента установки блока индикаторов устройства контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения. Если блок индикаторов устанавливается одновременно с подземным сооружением, то с его помощью можно выявить критический момент эксплуатации, после которого требуется замена, или капитальный ремонт сооружения.The objective of the invention is to develop a monitoring device with which you can obtain the most complete amount of data on the corrosion state of an underground structure, the ability to assess the depth and speed of corrosion, the dynamics of the development of the corrosion process during the operation of the structure, from the moment the indicator block of the device for monitoring the corrosion status of the underground metal construction. If the indicator block is installed simultaneously with the underground structure, then it can be used to identify the critical moment of operation, after which replacement or overhaul of the structure is required.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к возможности получения наиболее полного объема данных о коррозийном состоянии подземного сооружения, точной оценки глубины и скорости коррозии, полной динамики развития коррозийного процесса в период эксплуатации сооружения.The technical result that can be obtained using the present invention is reduced to the possibility of obtaining the most complete amount of data on the corrosion state of an underground structure, an accurate estimate of the depth and rate of corrosion, the full dynamics of the development of the corrosion process during the operation of the structure.
Технический результат достигается с помощью устройства контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения, содержащего блок индикаторов скорости коррозии, состоящий из расположенных параллельно и изолированных по периметру прямоугольных пластин, изготовленных из того же материала, что и подземное металлическое сооружение, и включающий плоское разъемное соединение со штыревой частью, предназначенной для соединения с подземным сооружением посредством гнездовой части разъемного соединения с перемычками, и соединенное контрольными проводниками с прямоугольными пластинами, заключенными в герметизирующий корпус, при этом оно снабжено портативным анализатором, выполненным с возможностью подсоединения с помощью штыревой части разъемного соединения блока индикаторов скорости коррозии, а блок индикаторов скорости коррозии снабжен энергонезависимой микросхемой памяти, установленной на печатной плате в штыревой части разъемного соединения, причем выводы микросхемы соединены печатными проводниками со штырями разъемного соединения, входящего в состав блока индикаторов скорости коррозии для соединения с портативным анализатором, который состоит из гнездовой части разъемного соединения, предназначенного для подключения к прямоугольным пластинам блока индикаторов скорости коррозии, и энергонезависимой микросхемой памяти блока индикаторов скорости коррозии, электронного коммутатора, центрального процессора, компаратора, источника опорного напряжения, клавиатуры, литиевого элемента для питания устройства реального времени, энергонезависимой памяти анализатора, кодирующего устройства с разъемом, жидкокристаллического дисплея, автономного источника питания, разъемного соединения для подсоединения медно-сульфатного электрода к портативному анализатору, при этом один вход компаратора через резистор R соединен с общим проводом портативного анализатора и с неполяризующимся медно-сульфатным электродом сравнения, не входящим в состав устройства, второй вход компаратора соединен с источником опорного напряжения, а выход компаратора соединен с центральным процессором, который соединен с клавиатурой, устройство реального времени двусторонней связью соединено с центральным процессором и литиевым элементом, кодирующее устройство соединено с центральным процессором для преобразования в стандартный код RS232 и передачи данных с портативного анализатора на компьютер через разъем, при этом центральный процессор также соединен с жидкокристаллическим дисплеем, электронным коммутатором, энергонезависимой памятью анализатора и гнездовой частью разъемного соединения, а автономный источник питания обеспечивает питанием все активные элементы портативного анализатора и энергонезависимую микросхему памяти.The technical result is achieved using a device for monitoring the corrosion state of an underground metal structure, containing a block of corrosion rate indicators, consisting of rectangular plates located parallel and isolated along the perimeter, made of the same material as the underground metal structure, and including a flat detachable connection with the pin part intended for connection with an underground structure by means of a female part of a detachable connection with jumpers, and a connection equipped with control conductors with rectangular plates enclosed in a sealing case, and it is equipped with a portable analyzer configured to connect the corrosion rate indicator block using the pin part of the plug-in connector, and the corrosion rate indicator block is equipped with a non-volatile memory chip mounted on the printed circuit board in the pin parts of the detachable connection, and the terminals of the microcircuit are connected by printed conductors to the pins of the detachable connection included in becoming a block of corrosion rate indicators for connection with a portable analyzer, which consists of a female part of a detachable connection designed to connect a corrosion rate indicator block to rectangular plates, and a non-volatile memory chip of the corrosion rate indicator block, electronic switch, central processor, comparator, and voltage reference , keyboard, lithium cell for powering the real-time device, non-volatile memory of the analyzer encoding a device with a connector, a liquid crystal display, an autonomous power supply, a detachable connection for connecting a copper sulfate electrode to a portable analyzer, while one comparator input through a resistor R is connected to a common wire of the portable analyzer and to a non-polarizing copper sulfate reference electrode, not included devices, the second input of the comparator is connected to a reference voltage source, and the output of the comparator is connected to a central processor, which is connected to the keyboard, devices real-time two-way communication is connected to the central processor and a lithium cell, the encoder is connected to the central processor for conversion to standard RS232 code and data transfer from the portable analyzer to the computer via a connector, while the central processor is also connected to a liquid crystal display, electronic switch, non-volatile analyzer memory and the socket part of the detachable connection, and an autonomous power supply provides power to all active port elements A true analyzer and non-volatile memory chip.
Таким образом, технический результат достигается с помощью устройства контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения, состоящего из двух частей: блока индикаторов с энергонезависимой микросхемой памяти, который устанавливают в грунт в непосредственной близости от сооружения или на его поверхности, и портативного анализатора. Блок индикаторов состоит из расположенных параллельно прямоугольных пластин из того же металла, что и сооружение. Пластины заключены в герметизирующий корпус из токонепроводящего материала, при этом пластины по периметру изолированы друг тот друга. Поверхность внешней пластины через окно в корпусе контактирует с грунтом, а поверхность крайней внутренней пластины, обращенная от остальных пластин, покрыта материалом корпуса. Пластины расположены на расстоянии 0,5-1 мм друг от друга и имеют одинаковую толщину, от которой зависит дискретность устройства, например при толщине пластин 0,1 мм - дискретность устройства 0,1. Количество пластин зависит от толщины стенки сооружения и дискретности устройства. Пластины электрически соединены с контрольными проводниками, выходящими на поверхность земли. На поверхности контрольные проводники соединены со штыревой частью плоского разъемного соединения, причем проводники позиционируются в том же порядке, в котором пластины расположены в корпусе блока. Ответная, гнездовая часть разъемного соединения имеет вывод проводника, предназначенного для подсоединения к подземному сооружению и соединенного перемычками со всеми гнездами разъемного соединения, контактирующими с контрольными проводниками от пластин блока. В штыревой части разъемного соединения установлена печатная плата с расположенной на ней энергонезависимой микросхемой памяти. Выводы микросхемы соединены печатными проводниками со штырями разъемного соединения для обмена данными с анализатором и подачи питания на микросхему.Thus, the technical result is achieved using the device for monitoring the corrosion state of an underground metal structure, which consists of two parts: a block of indicators with a non-volatile memory chip, which is installed in the ground in the immediate vicinity of the structure or on its surface, and a portable analyzer. The indicator block consists of parallel rectangular plates of the same metal as the structure. The plates are enclosed in a sealing case made of a non-conductive material, while the plates are insulated on the perimeter of each other. The surface of the outer plate through the window in the housing is in contact with the ground, and the surface of the outermost inner plate, facing away from the remaining plates, is coated with the material of the housing. The plates are located at a distance of 0.5-1 mm from each other and have the same thickness, on which the discreteness of the device depends, for example, with a plate thickness of 0.1 mm, the discreteness of the device is 0.1. The number of plates depends on the thickness of the wall of the structure and the resolution of the device. The plates are electrically connected to control conductors that extend to the surface of the earth. On the surface, the control conductors are connected to the pin part of a flat detachable connection, and the conductors are positioned in the same order in which the plates are located in the block body. The reciprocal, female part of the detachable connection has a conductor terminal intended for connection to the underground structure and connected by jumpers to all the connectors of the detachable connection in contact with the control conductors from the block plates. A circuit board with a non-volatile memory chip located on it is installed in the pin part of the detachable connection. The findings of the microcircuit are connected by printed conductors to the pins of the detachable connection for exchanging data with the analyzer and supplying power to the microcircuit.
Анализатор состоит из гнездовой части разъемного соединения, предназначенного для подключения к пластинам блока электронного коммутатора. Также через разъемное соединение происходит подача напряжения питания на энергонезависимую микросхему памяти, входящую в состав блока пластин-индикаторов, и обмен данными между этой микросхемой и центральным процессором, управляющим работой анализатора по специальной программе. Под управлением центрального процессора электронный коммутатор последовательно, начиная со следующей за внешней пластины, подключает их к общему проводу анализатора. Один вход компаратора через резистор R соединен с общим проводом анализатора и с неполяризующимся медно-сульфатным электродом сравнения, не входящим в состав устройства. На второй вход компаратора подают напряжение с источника опорного напряжения. Выход компаратора соединен с центральным процессором. Оперативное управление центральным процессором производится соединенной с ним клавиатурой. Литиевый элемент предназначен для питания устройства реального времени, имеющего связь для обмена данными с центральным процессором. Энергонезависимая память соединена с центральным процессором для обмена данными. Кодирующее устройство предназначено для преобразования в стандартный код RS232 и передачи данных с анализатора на компьютер. Информация отображается на жидкокристаллическом дисплее. Автономный источник питания обеспечивает питанием все активные элементы анализатора и микросхему памяти, входящую в состав блока индикаторов.The analyzer consists of a female part of a detachable connection intended for connection to the plates of the electronic switch block. Also, through a detachable connection, a supply voltage is applied to a non-volatile memory microcircuit, which is part of the indicator plate block, and data is exchanged between this microcircuit and the central processor that controls the analyzer according to a special program. Under the control of the central processor, the electronic switch sequentially, starting from the next external plate, connects them to the analyzer common wire. One input of the comparator through a resistor R is connected to a common wire of the analyzer and to a non-polarizing copper-sulfate reference electrode, which is not part of the device. At the second input of the comparator, voltage is supplied from the reference voltage source. The output of the comparator is connected to the central processor. Operational control of the central processor is performed by a keyboard connected to it. The lithium cell is designed to power a real-time device that has a connection for exchanging data with the central processor. Non-volatile memory is connected to the central processor for data exchange. The encoding device is designed to be converted to standard RS232 code and transfer data from the analyzer to a computer. Information is displayed on the LCD. An autonomous power supply provides power to all active elements of the analyzer and a memory chip, which is part of the indicator block.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 дано устройство контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения, общий вид блока пластин-индикаторов с энергонезависимой микросхемой памяти.Figure 1 shows a device for monitoring the corrosion state of an underground metal structure, a general view of a block of indicator plates with a non-volatile memory chip.
На фиг.2 - то же, структурная схема портативного анализатора.Figure 2 is the same structural diagram of a portable analyzer.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения содержит блок индикаторов скорости коррозии с энергонезависимой микросхемой памяти, который устанавливают в грунт в непосредственной близости от сооружения или на его поверхности, и входящего в состав устройства, портативного анализатора. Блок индикаторов скорости коррозии, изображенный на фиг.1, состоит из расположенных параллельно прямоугольных пластин 1-3, изготовленных из того же металла, что и подземное металлическое сооружение. Прямоугольные пластины 1-3 заключены в герметизирующий корпус 4 из токонепроводящего материала, при этом прямоугольные пластины 1-3 по периметру изолированы друг от друга. Поверхность внешней прямоугольной пластины 2 через окно (на фиг. не показано) в корпусе 4 контактирует с грунтом (на фиг. не показано), а поверхность крайней внутренней прямоугольной пластины 3, обращенная от прямоугольных пластин 1, 2, покрыта токонепроводящим материалом корпуса 4.The device for monitoring the corrosion state of an underground metal structure contains a block of corrosion rate indicators with a non-volatile memory chip, which is installed in the soil in the immediate vicinity of the structure or on its surface, and a portable analyzer included in the device. The block of corrosion rate indicators depicted in figure 1, consists of parallel rectangular plates 1-3, made of the same metal as the underground metal structure. Rectangular plates 1-3 are enclosed in a sealing housing 4 of non-conductive material, while rectangular plates 1-3 are insulated around the perimeter from each other. The surface of the outer
Прямоугольные пластины 1-3 электрически соединены с контрольными проводниками 5, выходящими на поверхность земли. На поверхности контрольные проводники 5 соединены со штыревой частью плоского разъемного соединения 6, причем проводники 5 позиционируются в том же порядке, в котором прямоугольные пластины 1-3 расположены в корпусе 4 блока индикаторов скорости коррозии - внешняя прямоугольная пластина 2 соединяется со штырем 7, следующая пластина со штырем 9 и т.д., до штыря 15, в том же порядке. Ответная, гнездовая часть разъемного соединения 16 имеет вывод проводника 17, соединенного перемычками со всеми гнездами разъемного соединения 16, контактирующими с контрольными проводниками 5 от прямоугольных пластин 1-3 блока индикаторов скорости коррозии. В штыревой части разъемного соединения 6 установлена печатная плата 18 с расположенной на ней энергонезависимой микросхемой памяти 19. Выводы микросхемы 19 соединены печатными проводниками (на фиг. не показаны), расположенными на плате 18 со штырями 20 разъемного соединения 16, для обмена данными с портативным анализатором и подачи питания на микросхему 19. Портативный анализатор состоит из гнездовой части разъемного соединения 21, предназначенного для подключения к пластинам электронного коммутатора 22. Также через разъемное соединение 21 происходит подача напряжения питания на энергонезависимую микросхему памяти 19, входящую в состав блока индикаторов скорости коррозии и обмена данными между этой микросхемой памяти 19 и центральным процессором 23, управляющим работой портативного анализатора по специальной программе. Под управлением центрального процессора 23 электронный коммутатор 22, последовательно, начиная со следующей за внешней пластины 2, подключает их к общему проводу портативного анализатора. Один вход компаратора 24 через резистор R соединен с общим проводом портативного анализатора и с неполяризующимся медно-сульфатным электродом сравнения 25, не входящим в состав устройства. На второй вход компаратора 24 подают напряжение с источника опорного напряжения 26. Выход компаратора 24 соединен с центральным процессором 23. Оперативное управление центральным процессором 22 производится соединенной с ним клавиатурой 27. Литиевый элемент 28 предназначен для питания устройства реального времени 29, имеющего связь для обмена данными с центральным процессором 23. Энергонезависимая память 30 портативного анализатора соединена с центральным процессором 23 для обмена данными. Кодирующее устройство 31 предназначено для преобразования в стандартный код RS232 и передачи данных с портативного анализатора на компьютер через разъем 32. Информация отображается на жидкокристаллическом дисплее 33 по командам центрального процессора 23. Автономный источник питания 34 обеспечивает питанием все активные элементы портативного анализатора и микросхему памяти 19, входящую в состав блока индикаторов скорости коррозии. Разъемное соединение 35 служит для подключения медно-сульфатного электрода сравнения 25 к портативному анализатору.Rectangular plates 1-3 are electrically connected to the
Устройство контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения работает следующим образом.A device for monitoring the corrosion state of an underground metal structure works as follows.
Блок индикаторов скорости коррозии устройства контроля коррозионного состояния подземного металлического сооружения (фиг.1), состоящий из расположенных параллельно и изолированных по периметру прямоугольных пластин 1-3, изготовленных из того же материала, что и подземное металлическое сооружение, заключенных в герметизирующий корпус 4, устанавливают в грунт в непосредственной близости от подземного металлического сооружения или на его поверхности, при этом внешняя прямоугольная пластина 2 должна быть обращена от подземного металлического сооружения. Контрольные проводники 5 выводятся на поверхность земли. Там же располагается разъемное соединение 6, 16 с установленной на нем печатной платой 18 с микросхемой энергонезависимой памяти 19. Гнездовая часть разъемного соединения 16 перемычками замыкает все прямоугольные пластины между собой и имеет вывод 17, который подключают к контролируемому сооружению для выравнивания потенциалов сооружения и пластин блока индикаторов скорости коррозии. Таким образом, пластины блока индикаторов скорости коррозии имитируют состояние участка подземного металлического сооружения, имеющего повреждение изоляции, и подвержены коррозионным процессам в той же степени, что и подземное металлическое сооружение в наиболее критичном участке с повреждением изоляции. При коррозионной перфорации внешней прямоугольной пластины 2, контактирующей с грунтом, через продукты коррозии образуется контакт с грунтом изначально изолированной от него следующей прямоугольной пластиной, которая также становится подвержена коррозионным процессам. Далее коррозионный процесс распространяется в глубину устройства до внутренней прямоугольной пластины 3. Зная толщину и количество прямоугольных пластин, подвергшихся коррозионному разрушению, можно определить глубину коррозии, а если известен период времени, за который прямоугольные пластины были подвергнуты коррозионному разрушению, можно вычислить скорость коррозионного процесса. Если регулярно контролировать состояние прямоугольных пластин блока индикаторов скорости коррозии, можно оценить динамику коррозионного процесса - его замедление или ускорение и принять меры, связанные с оптимизацией защиты сооружения. Если блок установлен одновременно с монтажом сооружения и общая толщина прямоугольных пластин составляет 15% от исходной толщины стенки подземного металлического сооружения, то момент контакта с грунтом последней прямоугольной пластины 3 является сигналом к принятию экстренных мер, связанных с капитальным ремонтом или заменой контролируемого участка сооружения, так как дальнейшая эксплуатация подземного металлического сооружения становится опасной.The block of indicators of the corrosion rate of the device for monitoring the corrosion state of an underground metal structure (Fig. 1), consisting of rectangular plates 1-3 located parallel to the perimeter and isolated along the perimeter, made of the same material as the underground metal structure, enclosed in a sealing case 4, is installed into the ground in the immediate vicinity of the underground metal structure or on its surface, while the outer
После установки блока индикаторов скорости коррозии в грунт к штыревой части разъемного соединения подключают гнездовую часть разъемного соединения 21 портативного анализатора, который является портативным устройством с автономным питанием (фиг.2). При этом через контакты разъемного соединения подают питание на микросхему энергонезависимой памяти, расположенную в штыревой части разъемного соединения. С помощью клавиатуры 27 вводят данные о толщине и количестве прямоугольных пластин 1-3 блока индикаторов скорости коррозии и его идентификационный номер, который выбирают произвольно и фиксируют документально службами эксплуатации подземного металлического сооружения. Центральный процессор 23 по команде оператора загружает данные в ячейки микросхемы памяти блока индикаторов скорости коррозии, автоматически в эту же микросхему загружают информацию о дате установки блока индикаторов скорости коррозии, которая генерируется устройством реального времени 29. Параллельно происходит загрузка этого же объема данных в энергонезависимую память анализатора 30. С этого момента блок индикаторов скорости коррозии подготовлен к работе. Портативный анализатор отсоединяют от гнездового разъемного соединения 6 и к указанному соединению подключают гнездовую часть разъемного соединения 16, подключающей прямоугольные пластины 1-3 блока индикаторов скорости коррозии проводником 17 (см. фиг 1) к подземному металлическому сооружению, для выравнивания потенциалов. Прямоугольные пластины блока индикаторов скорости коррозии должны быть соединены с подземным металлическим сооружением в течение всего периода эксплуатации, то есть прямоугольные пластины должны находиться под потенциалом контролируемого подземного металлического сооружения. Отключение прямоугольных пластин от подземного металлического сооружения производится только на время работы блока индикаторов скорости коррозии с портативным анализатором. Аналогично производят подготовку к работе других идентичных блоков индикаторов скорости коррозии, с помощью одного портативного анализатора возможно обслуживание до 200 блоков индикаторов скорости коррозии.After installing the block of indicators of the rate of corrosion in the soil to the pin part of the detachable connection, connect the socket part of the
В период эксплуатации через определенные отрезки времени, длительность которых зависит от степени коррозионной опасности и устанавливается эксплуатирующей подземное сооружение организацией, но не реже чем через 3 месяца, производят контроль состояния прямоугольных пластин блока индикаторов скорости коррозии. Для этого к портативному анализатору, используя разъемное соединение 35, подключают медно-сульфатный электрод сравнения 25. Если блок индикаторов скорости коррозии установлен в зоне, оборудованной контрольно-измерительным пунктом, укомплектованным стационарным электродом сравнения, то используют этот электрод, если же в зоне установки блока индикаторов скорости коррозии нет стационарного электрода, на поверхности земли над блоком устанавливают переносной медно-сульфатный электрод сравнения. От блока индикаторов скорости коррозии отключают гнездовую часть разъемного соединения, соединяющую прямоугольные пластины 1-3 с подземным металлическим сооружением и к штыревой части 6 (фиг.2) подключают гнездовую часть разъемного соединения 21 портативного анализатора, который считывает данные из микросхемы энергонезависимой памяти 19, установленной на плате 18, и идентифицирует блок индикаторов скорости коррозии. Идентификация заключается в сопоставлении блока данных, введенных в микросхему памяти блока индикаторов скорости коррозии с данными, хранящимися в энергонезависимой памяти 30 портативного анализатора. После этого производят сканирование прямоугольных пластин блока. По команде центрального процессора 23, разделенной на такты, электронный коммутатор 22 последовательно подключает прямоугольные пластины к общему проводу портативного анализатора. За время действия первого такта к общему проводу подключают следующую за внешней прямоугольную пластину блока индикаторов скорости коррозии. Если внешняя прямоугольная пластина подвергнута сквозной коррозионной перфорации, через продукты коррозии и среду, анализируемая прямоугольная пластина имеет контакт с грунтом. В цепи общий провод - верхний по фиг.2 вывод электронного коммутатора 22 - соединение 8 разъемного соединения 6, 21 - продукты коррозии и среда - грунт - медно-сульфатный электрод сравнения 25 возникает потенциал, равный потенциалу металла, из которого изготовлены прямоугольные пластины блока индикаторов скорости коррозии. Через разъемное соединение 35 данный потенциал поступает на вход компаратора 24. На втором входе компаратора 24 источник опорного напряжения 26 формирует опорное напряжение величиной 50 мВ относительно общего провода портативного анализатора. Так как потенциал металла более 50 мВ, на входе компаратора 24, соединенного с медно-сульфатным электродом сравнения 25, потенциал превышает опорное напряжение, на выходе компаратора 24 формируется логический сигнал высокого уровня, который передается на центральный процессор 23, что служит сигналом к началу следующего такта. В период действия второго такта электронным коммутатором 22 к общему проводу подключается следующая прямоугольная пластина со штырем 9. Если предыдущая прямоугольная пластина, соединенная со штырем 8, подвергнута сквозной коррозионной перфорации, через продукты коррозии и среду анализируемая прямоугольная пластина, соединенная со штырем 9, имеет контакт с грунтом, на входе компаратора 24, соединенного с медно-сульфатным электродом сравнения 25, присутствует потенциал, превышающий опорное напряжение. На выходе компаратора 24 формируется логический сигнал высокого уровня и передается на центральный процессор 23, который посылает команду электронному коммутатору 22 на подключение к общему проводу портативного анализатора следующей прямоугольной пластины, соединенной со штырем 10 блока, при этом в центральном процессоре 23 сохраняется информация о количестве тактов. Если же предыдущая прямоугольная пластина, соединенная со штырем 9, не имеет сквозной коррозионной перфорации, она изолирует анализируемую прямоугольную пластину, соединенную со штырем 10 от грунта, на входе компаратора 24, соединенного с медно-сульфатным электродом сравнения 25 отсутствует потенциал, так как цепь между прямоугольной пластиной и грунтом разорвана, через резистор R данный вход соединен с общим проводом портативного анализатора. Величина опорного напряжения превышает потенциал, присутствующий на входе компаратора 24, соединенного с медно-сульфатным электродом сравнения 25, и на выходе компаратора 24 формируется логический сигнал низкого уровня, который поступает на центральный процессор 23. Резистор R имеет большое сопротивление, около 1 МОм, для исключения шунтирующего воздействия на медно-сульфатный электрод сравнения 25. Поступление сигнала низкого уровня с выхода компаратора 24 на центральный процессор 23 останавливает процедуру сканирования прямоугольных пластин блока индикаторов скорости коррозии и запускает процедуру сравнения. Центральный процессор 23 сравнивает данные, полученные при идентификации блока индикаторов скорости коррозии. Данные содержат следующую исходную информацию, загруженную в микросхему памяти 19 блока индикаторов скорости коррозии при установке:During operation, over certain periods of time, the duration of which depends on the degree of corrosion hazard and is established by the organization operating the underground structure, but not less than 3 months later, the state of the rectangular plates of the corrosion rate indicator block is monitored. For this purpose, a copper-
1. Идентификационный номер блока индикаторов скорости коррозии;1. The identification number of the block of indicators of corrosion rate;
2. Толщина пластин;2. The thickness of the plates;
3. Количество пластин;3. The number of plates;
4. Дату установки блока индикаторов скорости коррозии.4. The date of installation of the block of indicators of corrosion rate.
Если процедура сканирования состояла из одного такта, то есть внешняя прямоугольная пластина, соединенная со штырем 7 блока не имеет сквозной перфорации и контакт с грунтом второй прямоугольной пластины, соединенной со штырем 8 отсутствует, состояние прямоугольных пластин не изменилось и данные, содержащиеся в энергонезависимой памяти 29 портативного анализатора и в микросхеме 19 блока индикаторов скорости коррозии, расположенной на печатной плате 18, не изменяются.If the scanning procedure consisted of one clock cycle, that is, the external rectangular plate connected to the
Ситуация, при которой процедура сканирования состоит из двух и более тактов, свидетельствует о том, что одна или более прямоугольных пластин, в соответствии с количеством тактов, были подвергнуты коррозионной перфорации, и об изменении состояния прямоугольных пластин блока. При этом центральным процессором 23 в микросхему памяти блока индикаторов скорости коррозии загружается информация о дате обнаружения коррозионной перфорации прямоугольной пластины, причем в случае, если разрушены две прямоугольные пластины, - дата загружается дважды, три прямоугольные пластины - трижды и т.д., в соответствии с количеством разрушенных прямоугольных пластин блока. Параллельно эти же данные загружают в энергонезависимую микросхему памяти 19 портативного анализатора. Информация о дате генерируется устройством реального времени 29. На практике ситуация разрушения более одной прямоугольной пластины в промежуток времени в три и менее месяцев мало вероятна и показана для наглядности в описании устройства. Таким образом, в энергонезависимую микросхему памяти 19 блока индикаторов скорости коррозии, в дополнение к перечисленной в списке выше информации, загружают и сохраняют данные о дате разрушения прямоугольных пластин, до данного момента (здесь и далее под выражением «данный момент» подразумевается момент, о котором идет описание) не подвергнутых коррозионной перфорации, коррозионная перфорация которых выявлена в данный момент. В результате за период эксплуатации коррозионная перфорация прямоугольных пластин распространяется в глубину блока до последней прямоугольной пластины 3 (фиг.1), в энергонезависимой микросхеме памяти 19 блока накапливаются, помимо исходных, данные о дате коррозионной перфорации каждой из прямоугольных пластин. Описанные процедуры идентификации и сравнения протекают очень быстро и незаметно для оператора. После подключения портативного анализатора к блоку индикаторов скорости коррозии на дисплее 33 сразу же отображаются идентификационный номер блока, глубина в миллиметрах и усредненное значение скорости коррозии в миллиметрах за период времени от установки блока до данного момента. Обработка информации, заключающаяся в вычислении глубины и скорости коррозии, производится центральным процессором 23 по специальной, загруженной в него программе, включающей формулы для расчета на основе данных о толщине прямоугольных пластин и промежутков времени между их перфорацией. После получения информации о состоянии блока индикаторов скорости коррозии, которое соответствует состоянию подземного металлического сооружения с момента установки блока, портативный анализатор отключают от медно-сульфатного электрода сравнения 25 и штыревой части разъемного соединения 6, к которому подключают ответную, гнездовую часть разъемного соединения 16 (фиг.1).The situation in which the scanning procedure consists of two or more ticks indicates that one or more rectangular plates, in accordance with the number of ticks, were subjected to corrosive perforation, and about the change in the state of the rectangular block plates. In this case, the
Все данные о состоянии блоков индикаторов скорости коррозии сохраняются в энергонезависимой памяти 30 портативного анализатора и могут быть переданы, посредством кодировки кодирующим устройством 31 в стандартный код RS232, через разъем 32 на компьютер. Данные на компьютер передают в виде таблиц, на основе которых можно строить диаграммы, отражающие динамику коррозионных процессов за период эксплуатации каждого из блоков индикаторов скорости коррозии, при этом автономный источник питания обеспечивает питанием все активные элементы портативного анализатора и энергонезависимую микросхему памяти блока индикаторов скорости коррозии при соединении посредством разъемного соединения с портативным анализатором.All data on the state of the blocks of corrosion rate indicators are stored in the
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:
- возможность получения наиболее полного объема данных о коррозийном состоянии подземного металлического сооружения;- the ability to obtain the most complete amount of data on the corrosion state of an underground metal structure;
- точность оценки глубины и скорости коррозии;- the accuracy of assessing the depth and rate of corrosion;
- оценку динамики развития коррозийного процесса в период эксплуатации сооружения;- assessment of the dynamics of the development of the corrosion process during the operation of the structure;
- возможность выявления критического момента эксплуатации.- the ability to identify a critical moment of operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007138161/28A RU2359251C1 (en) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Corrosion control device of underground metal structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007138161/28A RU2359251C1 (en) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Corrosion control device of underground metal structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007138161A RU2007138161A (en) | 2009-04-20 |
| RU2359251C1 true RU2359251C1 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41017447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007138161/28A RU2359251C1 (en) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Corrosion control device of underground metal structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359251C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU237047U1 (en) * | 2025-06-26 | 2025-09-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод газовой аппаратуры "НС" | Combined corrosion rate sensor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1601199A1 (en) * | 1989-01-12 | 1990-10-23 | Академия Коммунального Хозяйства Им.К.Д.Памфилова | Prolonged-action comparison electrode |
| RU2161789C2 (en) * | 1999-04-01 | 2001-01-10 | Шевчук Александр Сергеевич | Unit of indicators of corrosion rate of underground metal structures |
| RU33229U1 (en) * | 2003-05-20 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Концерн Энергомера" | Corrosion rate sensor of underground metal structures |
-
2007
- 2007-10-15 RU RU2007138161/28A patent/RU2359251C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1601199A1 (en) * | 1989-01-12 | 1990-10-23 | Академия Коммунального Хозяйства Им.К.Д.Памфилова | Prolonged-action comparison electrode |
| RU2161789C2 (en) * | 1999-04-01 | 2001-01-10 | Шевчук Александр Сергеевич | Unit of indicators of corrosion rate of underground metal structures |
| RU33229U1 (en) * | 2003-05-20 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Концерн Энергомера" | Corrosion rate sensor of underground metal structures |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU237047U1 (en) * | 2025-06-26 | 2025-09-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод газовой аппаратуры "НС" | Combined corrosion rate sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007138161A (en) | 2009-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6987396B2 (en) | Sensor array for electrochemical corrosion monitoring | |
| US6556027B2 (en) | Low cost, on-line corrosion monitor and smart corrosion probe | |
| CN113484396A (en) | Corrosion monitoring sensor, monitoring device and monitoring method for coupling four-probe potential drop measurement and tow electrode technology | |
| KR100311631B1 (en) | Remote Corrosion Monitoring and Control System | |
| RU2359251C1 (en) | Corrosion control device of underground metal structure | |
| CN108459226A (en) | Photovoltaic DC-to-AC converter automatization test system | |
| RU2690261C1 (en) | Self-contained device for cathodic protection of underground structures | |
| CN109870610A (en) | A USB long-term security detection method for temperature-humidity biased salt pollution environment | |
| CN217504990U (en) | A non-contact bus connector infrared temperature measuring device | |
| HRP20150381T1 (en) | Method and apparatus for remote metering the consumption of electricity over power line network | |
| CN118348077A (en) | Multipolar plate capacitive monitoring device and method for detecting corrosion degree of steel bars in concrete | |
| CN113791028B (en) | A detection device and method for directly detecting soil corrosion rate of metal materials | |
| KR100569886B1 (en) | Underground Piping Corrosion Remote Monitoring System | |
| KR20060018993A (en) | Underground Piping Corrosion Remote Monitoring System | |
| RU98588U1 (en) | DISCRETE INDICATOR OF LOCAL CORROSION OF METAL STRUCTURES | |
| CN114002122A (en) | Ion invasion resistance test equipment and method for concrete under action of continuous load | |
| CN223664560U (en) | Coating failure monitoring device, monitoring system and wind generating set | |
| CN209310978U (en) | Pressure-detecting device having a display function | |
| CN119392264B (en) | A device and method for measuring the protective potential of the inner wall of a seawater pipeline based on a zinc plug anode. | |
| CN115453251A (en) | Cathode protection parameter measuring device and method | |
| CN117214076B (en) | A comprehensive analysis device and monitoring method for corrosion status of marine structures | |
| CN216484752U (en) | Miniature electrochemical detection device | |
| CN211718451U (en) | Circuit board electrical property test equipment of alternating current uninterrupted power source | |
| CN109065982A (en) | The quick-fried spray detection device of battery and electronic equipment | |
| CN111323619A (en) | Test interface conversion device for imported integrated circuit |