Устройство для катодной защиты от коррозии металлического объекта с тепловой изоляцией

 

Изобретение относится к электрохимическим методам защиты плоских металлических конструкций, в частности, к катодной защите стальных конструкций мембранного покрытия при нарушениях режима нормальной эксплуатации, связанных с повышением влагосодержания утеплителя. Цель изобретения - повышение эффективности защиты путем локальной работы анодной системы и дискретного контроля. Устройство содержит катодную станцию 1, анодную систему в виде дискретных Z-образных элементов 2, сигнальную систему 3, измеритель 4 расхода энергии, распределительный регулировочный блок 5, электрические линии 6 и 7 для подключения блока 5 и защищаемой мембраны 11 к станции 1. Каждый элемент 2 смонтирован на мембране посредством изолирующих элементов, размещен в слое тепловой изоляции и подключен одному из выходов блока 5. Необходимый защитный ток в анодной системе возникает при влагонасыщении утеплителя после отказа лакокрасочного покрытия. Характеристика отказа или разрушения устанавливается по моменту времени, при котором наблюдается диффузионная проницаемость лакокрасочного покрытия. Таким образом, в режиме нормальной эксплуатации показатели долговечности мембранной оболочки определяются защитной способностью лакокрасочного покрытия. Использование катодной защиты при повышенном влагосодержании утеплителя представляет возможность обеспечить заданный уровень надежности /резерв/ для нормальной эксплуатации сооружений до выполнения ремонтно-восстановительных работ. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (111 (51)5 С 23 F 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГННТ СССР к лвтоиномм свидктильствм

1 (21) 4392591/31-02 (22) 16.03.88 (46) 30.04.90. Бюл. Ф 16 (71) Макеевский ииженерно-строительный институт (72) Е.В.Горохов, В.П.Королев, Б.Б.Заикин, С.Н.Демыгина, 3.Н.Козырев, В.Д.Петров и А.Н.Гибаленко (53) 620. 197.5(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1008280, кл. С 23 Р 13/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

9 198883, кл. С 23 Р 13/00, 1967. (54) устРОЙстВО для кАтОднОЙ зАциты

ОТ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА С

ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится, к электрохимическим методам защиты плоских

» l

2 металлических конструкций, в частности к катодной защите стальных конструкций мембранного покрытия при нарушениях режима нормальной эксплуатации, связанных с повьппением влагосодержания утеплителя. Цель изобретения " повьппение эффективности защиты путем локальной работы анодной системы и дискретного контроля. Устройство содержит катодную станцию I, анодную систему в виде дискретных Z-образных элементов 2, сигнальную систему 3, измеритель 4 расхода энергии, распределительный регулировочный блок 5, электрические линии 6 и 7 для подключения блока 5 и защищаемой мембраны ,11 к станции 1. Каждый элемент 2 смонтирован на мембране посредством

156О628 изолирующих элементов, размещен в слое тепловой изоляции и подключен к одному из выходов блока 5. Необходимый защитный ток в анодной системе возникает при влагонасыщении утеплителя после отказа лакокрасочного покрытия, Характеристика отказа или разрушения устанавливается r o моменту времени, при котором наблюдается диффузионная проницаемость лакокра,сочного покрытия, Таким образом, Изобретение относится к электрохимическим методам защиты плоских металлоконструкций, в частности к катодной защите стальных конструкций мембранного покрытия при нарушениях режима нормальной эксплуатации, связанных с повышенным влагосодержанием утеплителя.

Цель изобретения — повышение эф- 25 фективности защиты путем обеспечения локальной работы анодной системы и дискретного контроля.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства защиты провисающей 3С1 мембраны с положительной rayссовой кривизной круглого в плане здания; на фиг. 2 — мембранное покрытие и узел крепления кольцевого анодного элемента, поперечный разрез; на фиг. 3 — образец для лабораторных испы г аний.

Устройство содержит катодную станцию 1, анодную систему в виде дискретных Е-образных элементов 2, сиг- 40 напьную систему 3, измеритель 4 расхода электроэнергии, распределитель" нкй регулировочный блок 5 и электрические линии 6 и 7, при этом каждый анодный элемент 2 укреплен посредст" вом болтового крепления 8 с изоляционными втулкой 9 и кольцом 10 на поверхности защищаемой мембраны 11 и размещен в слое тепловой изоляции (утеплит ле 1*2), покрытой гидроизоля-,, ционным ковром 13. Электрические линии 7 соединяют анодные элементы 2 с выходами блока 5 для установки расчетных значений защитного тока и потенциала. Блок 5 подключен к поло55 жительной клемме кат одной станции l отрицательная клемма которой соединена с мембраной ll электрической линией б, Выбор Z-образной формы анодв режиме нормальной эксплуатации показатели .долговечности мембранной оболочки определяются защитной способностью лакокрасочного покрьггия, Использование катодной защиты при повышенном влaroсодержании утеплителя представляет .возможность обеспечить заданный уровень надежности (резерв) для нормальной эксплуатации сооружений до выполнения ремонтновосстановительных работ. 3 ил.! ных элементов 2 определяется двояковогнутой поверхностью мембраны 11 для обеспечения расчетных параметров каъ тодной защиты при проникновении атмосферной влаги (кольцевые элементы ,анодов) и влагонасыщении утеплителя со стороны .внутренней поверхности мембраны (радиальные элементы анодов, расположенные вдоль стыков нахлестки). Дискретное расположение Z""oáðàçных анодов позволяет использовать систему катодной защиты для дифферен-, цированного контроля и диагностики мембранного покрытия с учетом эксплуатационных свойств гидро- и теплоизоляции, а -акие противокоррозионной зашиты, Продолжительность работы анодных элементов в режиме резервирования определяется по показателчм расхода электроэнергии и позволяет обоснованно производить выборочный момент гидроизоляционного ковра, смену утеплителя и восстановление защитного покрытия, Устройство работает следующим образом.

При влагонасыщении утеплителя катодная станция I работает в режиме резервирования,, т. е. катодной поляризации с помощью зашитного тока. На поврежденных участках лакокрасочного покрытия 14 происходит торможение анодных коррозионных процессов разрушения стальной мембраны, Снижение влагосодержания и повышение удельного сопротивления утеплителя 12 переводит работу катодной станций I в ре-, жим холостого хода. 1:онтроль и учет продолжительности работы катодной защиты в режиме резервирования производится с помощью сигнальной системы 3 и измерителя 4 расхода электроэнергии, 5 1 6

Определение основных параметров устройства для локальной катодной защиты стальной оболочки мембранного покрытия выполняется на основе существующих методик расчета. 1(онтроль защитного потенциала производится стационарно установленными хлорсеребряными электродами сравнения.

Пример 1. Проводили лабораторные испытания катодной защиты стальных образцов при периодическом увлажнении утеплителя, Для определения защитного эффекта образцы устанавливали в кассеты 15 (фиг. 3). Кор розионные испытания выполняли на стальных образцах, аналогичных мембране 11 с рабочей поверхностью S

2 1

100 см . В качестве утеплителя 12 использовали жесткие минераловатные плиты (ГОСТ 9573-82) . Анодный элемент 2, изготовленный из алюминиевой, пластинки с рабочей поверхностью

S = 50 см, располагали на расстоя2 нии А = 5,0 см относительно поверхности защищаемого металла.

Испытания проводили по методу периодического погружения в водную ванну, Для влагонасыщения утеплителя кассету с образцами выдерживали в воде при полном погружении в течение двух часов ежедневно. Напряжение на клеммах источника питания U = 2B

0628 пенополистиролцементным утеплитс— лем 12.

Напряжение на клеммах источника питания U--48 принято с учетом средней

5 удельной проводимости пенополистиролцемента - = 0,01 см/м и расстояния

А=2,0 см.

Режим проведения испытания и оценки результатов соответствуют условиям примера 1.

Показатель рН водной ванны для кассет с катодной защитой увеличился от значений 7,7-S,2 до 9,8-10,1. Степень защиты образцов при катодной поляризации составила 73,5-76,7 ..

Таким образом, предлагаемое устройство локальной катодной защиты при влагонасыщении утеплителя позво2Q ляет снизить степень агрессивности воздействий коррозионной среды и обеспечить высокую степень защиты стальной мембраны в период резервиро— вания. 1(роме того, устройство позволяет осуществлять эффективный контроль коррозионного состояния с учетом дефектов и повреждений мембранного покрытия. Подвод электрических цепей осуществляется с внутренней стороны мембраны, что обеспечивает удобство и простоту технического обслуживания системы катодной защиты. устанавливали на основании экспериментальной оценки средней удельной электрической проводимости минеральной ваты = 0 05 см/м. Общач продолжительность испытаний составила

720 ч.

Результаты испытаний контролировали на пяти стальных образцах с катодной защитой и без нее гравиметрическим методом. На протяжении всего периода испытаний измеряли концентрацию водородных ионов (рН) в водной ванне, В период коррозионных испытаний показатель рН водной ванны для кассет с катодной защитой увеличился от значений 6,8-7, ) до 9,9-10, 2.

Значения показателя рН водной ванны для стальных образцов с катодной защитой свидетельствуют о снижении степени агрессивности воздействия среды.

Степень защиты образцов при периодическом погружении с учетом установленного режима катодной поляризации составила 80,7-83,2 .

Пример 2. 1(оррозионные испытания кассет (фиг. 3) производили с формула изобретения

Устройство для катодной защиты от коррозии металлического объекта с тепловой изоляцией, например стальной оболочки мембранного покрытия, содержащее катодную станцию, анодную сис4Q тему, сигнальную систему и измеритель расхода электроэнергии, о т л ич ающе е с я тем, что, с целью повынения эффективности защиты путем обеспечения локальной работы анодной

45 системы и дискретного контроля, оно снабжено распределительным регулировочным блоком, подключенным к положительной клемме катодной станции, анодная система выполнена в виде рас5Q положенных по линиям концентрических окружностей относительно центра мембранной оболочки дискретных элементов Z-образной формы, причем каждый анодный элемент укреплен посредством болтового крепления с изоляционными элементами на стальной оболочке, размещен в слое тепловой изоляции и подключен к соответствующему выходу распределительного блока, 256062 S

Составитель Л. Груднева

Техред M.Дидык

Корректор Н.Ренская

Редактор А.Лежнина

Заказ 955

Тираж 825

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1