173314. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés erőtérben lévő elektrolitban elhelyezett fémszerkezetek polarizációs potenciáljának mérésére
5 173314 6 da porózus edényét szigetelőbevonattal látjuk el. Célszerűen a mérőobjektum kapcsait kábellel a katódos védelem szabályozott állomásán egy automatikus érintkezés nélküli szabályozó potenciálmérő kapcsaihoz csatlakoztatjuk. A katódosan védett szerkezet korróziós állapotának és a szigetelt szerkezetek elektrokémiai védelme hatékonyságának pontos megítéléséhez rendkívül fontos és elkerülhetetlen, hogy a szigetelőbevonat hibájának alakját és nagyságát, azaz a csupasz fémfelület alakját és nagyságát és az Up polarizációs potenciál értékét a szigetelőbevonat sérülésének helyén meghatározzuk. Egy fémes segédelektródával az áram erőterében és elektrolitban elhelyezett, a gyakorlatban általában egy földalatti, katódosan védett szerkezet szigetelő bevonatának sérülése miatt keletkező csupasz felületet szimuláljuk. A segédelektróda galvanikusan össze van kötve a védett szerkezettel, és ezáltal katódosan polarizálódik. Közvetlenül a mérés előtt megszakítjuk a galvanikus kapcsolatot a segédelektróda és a védett szerkezet között. Ez a gyakorlatban a kábel lekapcsolásával történik a megfelelő csatlakozási helyről az ún. mérőobjektumban, ami a föld felett egy szekrényben elhelyezett csatlakozókat tartalmaz. Közvetlenül a segédelektródának a védett szerkezetről való lekapc.otása után mérjük a potenciálkülönbséget a segédeicktróda és egy előnyösen Cu/C'uS04 vonatkoztatási elektróda között. A mért érték a kikapcsolási potenciál. ami gyakorlatilag azonos a polarizációs potenciállal. Általában csővezetékek és földalatti henger alakú tartályok esetében a szabad felületek görbült felületeket képeznek. A szükséges összefüggések meghatározásához két szélső esetet vizsgálunk: kör alakú lemezt: kis sérülések vannak a szigetelőbevonaton és áram okozta erőtér van a sérülés közelében. félgömböt; nagyobb sérülések vannak a szigetelőbevonaton, és az áram okozta erőtér nagyobb távolságban van a sérüléstől, pl. a talaj felszínén. A polarizációs potenciált vizsgáló készülék előállításához, amelyben szimuláljuk a szigetelőbevonat sérüléseit és hibáit, műszaki okokból egyszerűbb tárcsaelektróda alkalmazása. Az egyszerű matematikai összefüggések érdekében célszerűbb a félgomb alakú elektróda használata. Ha a kör alakú lemez és a félgömb felülete egyenlő, a félgömb esetében az áramsűrűség kb. 11 %-kal nagyobb. A szígetelűbevonat valódi sérülése ebben az esetben kb. ± 5%-os tűrésen belül van. A kör alakú tárcsa esetében a védő áramsűrűség szabálytalanul oszlik el és az ekvipotenciális felületek lapított forgási ellipszoid alakúak. A legnagyobb védő áramsűrűség a széleken keletkezik, a 'egkisebb pedig a lemez közepén Ezt a körülményt a polarizációs potenciált vizsgáló készülék előállításakor figyelembe kell venni. A stabil vonatkoztatási elektródát olyan távolságban kell elhelyezni a fémes segédelektródától, hogy a potenciál átlagos értéke az ohmos komponenssel együtt egy „b” elektrolitrétegben, azaz a fémes segédelektróda legközelebbi helye & a stabil vonatkoztatási elektróda mérési felülete közötti távolságban legyen mérhető. A „b” távolságot dgy kell megválasztani, hogy az áramsűrűség a fémes •^delektróda felületén legalább 95%-a legyen annak az értéknek, amely akkor mérhető, ha a stabil vonatkoztatási elektróda nem a fémes segédelektróda közelében van elhelyezve. A találmány szerinti berendezés fontos előnye, hogy a védett fémszerkezet közvetlen közelében helyezhető el, ahol a polarizációs potenciál mérését a védett fémszerkezet áram okozta erőtere nem befolyásolja. A fémes segédelektróda lekapcsolása. azaz a védett fémszerkezetről, például egy szigetelt távolsági csővezetékről való lekapcsolása után az polarizációs potenciál értéke stabil vonatkoztatási elektróda segítségével, a katódos védelem vagy a kóbor áramok erőterének befolyása nélkül, pontosan mérhető Ha a potenciál ohmos komponensének értéke a „b” rétegben ismert, a kóbor áramok befolyása a védett fémszerkezetre nemcsak a katódos, hanem az anódos tartományban is igen pontosan elemezhető, ami az eddigi eljárásokban nem volt lehetséges. Mivel a kör alakú tárcsa felülete S = rrrJ (ahol „r” a tárcsa sugara) kisebb, mint annak a feszültségtölcsérnek ST metszeti felülete, amely a tárcsára merőlegesen „b” távolságban a stabil vonatkoztatási elektróda mérőfelületéig terjed Az ST = f(b) értéket az ekvipotenciális felületek elhelyezésére való tekintettel a következőképpen határozzuk meg: Az (] ) és (2) képlet szerint Ube = UP*AUIR|V] C) ahol Ube a bekapcsolási potenciál. Ha AUd viszonylag stabil, és az értéket a kikapcsolástól számított két másodpercen belül leolvassuk, Up-Uki[V] (4) ahol Uki a potenciálérték közvetlenül a katódos védelem kikapcsolása után A (3) képlet a következő módon is kifejezhető: Ub. = Uk)+j-b-p/ST(V] (5) ahol az áramsűrűség j = FJfi [A/m2 ] (6) ahol E a térerősség [V/m], és p a fajlagos ellenállás [Í2m]. A f6) egyenlet a következőképpen is kifejezhető: j • b = E • b/p (7) vagy j • b • p = E • b (7) A (7) egyenlet a következő alakra hozható: j/Sr • b • p = Eb = AUjr IV] «) 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
