Устройство и проверка работоспособности электрода сравнения
Электроды сравнения разделяются на стационарные и переносные.
Стационарный электрод сравнения неполяризующийся (рис.5.11), предназначен для создания электролитического контакта с грунтом в схемах при определении эффективности противокоррозийной защиты подземных металлических сооружений.
Электроды устанавливаются стационарно в грунт на глубину от 0,8 до 3 м с выводом проводников в КИП, а также могут быть использованы в качестве переносных.
Рисунок 5.11 – Медносульфатные электроды сравнения
Устройство электрода показано на рисунке 5.12.
Рисунок 5.12 – Конструкция электрода сравнения:
1 – керамический корпус (покрыты глазурью все наружные поверхности, кроме днища, которое является ионообменной мембраной);
2 – насыщенный раствор сернокислой меди (электролит повышенной вязкости);
3 – контактный стержень из красной меди; 4 – уплотнитель из пористой резины;
5 – битумный герметик; 6 – кабель; 7 – очковый наконечник на проводнике от медного стержня; 8 – вилочный наконечник на проводнике от датчика потенциала;
9 – проводник к датчику потенциала; 10 – датчик потенциала;
11 – герметичная оправка датчика потенциала
Электрод состоит из пластмассового или керамического корпуса 1, в верхнюю часть которого установлен стационарно медный стержень (электрод) 3, осуществляющий электрический контакт с электролитом 2. К внешнему выводу медного стержня припаян соединительный провод 7 для присоединения электрода к измерительному устройству.
На корпусе электрода установлен датчик потенциала 10 с соединительным проводом 9 для присоединения датчика потенциала к измерительному устройству.
Переносной электрод сравнения (рис.5.13) используется для измерения суммарного потенциала в любом месте, где есть металлическая связь с трубопроводом.
а) б)
Рисунок 5.13 – Переносной электрод сравнения:
а) с наконечником в виде конуса; б) с наконечником в виде плоской пробки
Классическая конструкция переносного МЭС весьма проста и выглядит так (рис.5.14):
Рисунок 5.14 – Конструкция переносного электрода сравнения:
1 - цилиндрический полый корпус из диэлектрика; 2 - стержень из чистой меди;
3 - насыщенный раствор медного купороса CuSO4; 4 - кристаллы медного купороса CuSO4;
5 - пробка из пористого материала; 6 - грунт
Перед оборудованием контрольно-измерительных пунктов стационарными медно-сульфатными электродами сравнения необходимо проводить лабораторный предустановочный контроль последних, в процессе которого проверяется переходное сопротивление «электрод - влагонасыщенный песок».
С этой целью до начала измерений электроды выдерживают в нормальных климатических условиях не менее 3 ч.
Измерение переходного электрического сопротивления электродов типа ЭНЕС-1 производят по схеме, приведенной на рисунке 5.15.
Рисунок 5.15 – Схема измерения переходного электрического сопротивления электродов сравнения:
1 - проверяемый электрод сравнения; 2 - омметр; 3 - металлическая кювета;
4 - песок, увлажненный раствором NaCl в дистиллированной воде
Кювету из нержавеющей стали или алюминия, размерами 30´30´10 см заполняют песком на высоту 9 см. Песок увлажняют до полного насыщения раствором NaCl (соль) с концентрацией 500 мг на 1 литр воды.
Электроды устанавливают поочередно на поверхность песка в средней части кюветы.
Через 10 ± 1 мин после установки электродов в кювету измеряют переходное сопротивление электродов омметром. Измерительные проводники от омметра присоединяют к электроду сравнения и кювете.
Переходное сопротивление «электрод - влагонасыщенный песок» должно быть не более тех значений, которые указаны в паспорте.
Дополнительным критерием оценки работоспособности электродов сравнения является разность потенциалов между двумя стационарными МЭС (из одной партии) в водопроводной воде не более 15 мВ.
Стационарный электрод сравнения с датчиком потенциала устанавливают в КИПе так, чтобы дно корпуса и датчик находились на уровне нижней образующей трубопровода и на расстоянии не более 100 мм от его боковой поверхности.
Перед установкой датчик электрохимического потенциала (вспомогательный электрод) зачищают наждачной бумагой зернистостью 40 и меньше и насухо протирают. Предварительно из взятой со дна шурфа части грунта, контактирующего с ВЭ, должны быть удалены твердые включения размером более 3 мм.
Затем в основание электрода втирают размоченную, до состояния сметаны, глину, предварительно из которой должны быть удалены твердые включения размером более 2 мм.
На выровненное дно подготовленного шурфа насыпают слой размоченной глины толщиной 30 мм, из которой должны быть удалены твердые включения размером более 3 мм и устанавливают МЭС.
Стационарный МЭС подлежит отбраковке, если разность потенциалов стационарного МЭС и исправного переносного МЭС, установленного на максимально близком расстоянии к стационарному, в увлажненном грунте превышает 100 мВ.
Переносной МЭС считается исправным, если он в составе группы из пяти переносных МЭС, установленных в ванну с 3 %-ым раствором NaCl имеет разность потенциалов между каждым из этих пяти МЭС не более 3 мВ. МЭС из группы с выявленной разностью потенциалов более чем 3 мВ является неисправным.
5.4 Контрольные вопросы
1. Перечислить требования, предъявляемые к приборам для измерения потенциала.
2. Привести схему измерения поляризационного потенциала.
3. С какой целью проводятся интенсивные измерения по двухэлектродному методу?
4. Критерии отбраковки электродов сравнения.