Система катодной защиты от коррозии металлоконструкций

 

Изобретение относится к области защиты от коррозии наружной поверхности металлоконструкций, постоянно или периодически эксплуатирующихся в морской воде. В процессе работы система обеспечивает и поддерживает оптимальный режим катодной защиты от коррозии металлоконструкций из разнородных сплавов (например, стали и алюминия). Система содержит управляемый источник постоянного тока, отрицательный выход которого соединен с корпусом судна, положительный выход соединен с анодом, а вход подключен к выходу блока управления. Система содержит также электрод сравнения, дополнительный электрод сравнения, источник уставки защитного потенциала, дополнительный источник уставки защитного потенциала и регулятор источника уставки. 1 ил.

Изобретение относится к области защиты от коррозии наружной поверхности металлоконструкций, постоянно или периодически эксплуатирующихся в природных средах, преимущественно корпусов судов, находящихся в морской воде.

Для защиты от коррозии подводной части корпусов морских судов в отечественном судостроении широко используются автоматические системы катодной защиты, в которых в зависимости от изменений улучшений эксплуатации судна (скорости хода, солености и температуры морской воды, сохранности лакокрасочного покрытия и др.) осуществляется автоматическое регулирование тока для поддержания заданного защитного потенциала корпуса. Известна, например, автоматическая система катодной защиты "Луга-1" (Судостроение, N 3, 1973), состоящая из источников питания, анодов с околоанодными экранами, электродов сравнения, контактного щеточного устройства и распределительных щитов. В качестве источника питания используется полупроводниковый автоматический преобразователь серии ПАК. В качестве электродов сравнения применяются пористые хлорсеребряные электроды.

Недостаток данной системы заключается в том, что она не обеспечивает эффективную защиту для корпусов судов, выполненных из разнородных металлов, например стали и сплавов алюминия.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система катодной защиты корпусов судов от коррозии, в которой в качестве источников питания используются преобразователи типа ТПС-200-24. Такая система описана в производственно-техническом сборнике (Технология судостроения, N 3, 1990, с. 67) и принята за ближайший аналог. Это устройство содержит управляемый источник постоянного тока, отрицательный выход которого соединен с корпусом судна, а положительный выход соединен с анодами, блок управления, выход которого соединен с входом источника постоянного тока, два выхода соединены соответственно с корпусом судна и электродом сравнения, а третий - с выходом источника уставки защитного потенциала.

Ближайший аналог имеет тот же недостаток, а именно не обеспечивает эффективную защиту от коррозии корпусов судов из разнородных металлов.

Чтобы катодная защита была эффективной, необходимо обеспечивать строгое поддерживание заданных параметров защиты (защитного сдвига потенциала и плотности тока) независимо от изменения внешних факторов. Теоретические и экспериментальные данные показывают, что оптимальный сдвиг потенциала от стационарного для одновременной катодной защиты комбинированных корпусов из стали и алюминия находится в пределах 140 - 230 мВ, причем при возрастании сдвига потенциала степень защищенности стали возрастает, а алюминия снижается (Люблинский Е.Я. Приложение 1. - Л.: Судостроение, 1979, с. 38, рис. 8).

Изобретение направлено на создание эффективной системы катодной защиты от коррозии металлоконструкций из разнородных сплавов (например, стали и алюминия). Поставленная задача решается путем обеспечения и поддержания оптимального защитного потенциала для обеих металлов в пределах заданного смещения. Для этого в систему катодной защиты от коррозии металлоконструкций, преимущественно корпусов судов, содержащую управляемый источник постоянного тока, блок управления, анод, электрод сравнения и источник установки защитного потенциала, введены дополнительный электрод сравнения, регулятор источника уставки и дополнительный источник уставки защитного потенциала, выход которого соединен с первым входом регулятора источника уставки, второй и третий входы которого подключены соответственно к корпусу судна и дополнительному электроду сравнения, а его выход соединен со входом источника уставки защитного потенциала. При этом отрицательный выход источника постоянного тока соединен с корпусом судна, положительный выход соединен с анодом, а вход подключен к выходу блока управления, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с корпусом судна, электродом сравнения с источником уставки защитного потенциала. Благодаря введению в систему дополнительного электрода сравнения, регулятора источника уставки и дополнительного источника защитного потенциала в процессе работы обеспечивается и поддерживается оптимальный режим катодной защиты как для стальной части корпуса судна, так и для части, выполненной из алюминиевых сплавов.

На чертеже представлена схема системы катодной защиты корпусов судов от коррозии.

Система катодной защиты содержит управляемый источник постоянного тока 1, отрицательный выход которого соединен с корпусом судна 2, положительный выход соединен с анодом 3, а вход подключен к выходу блока управления 4, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с корпусом судна 2, электродом сравнения 5 и источником уставки защитного потенциала 6. Система содержит также дополнительный электрод сравнения 7, регулятор источника уставки 8 и дополнительный источник уставки защитного потенциала 9, выход которого соединен с первым входом регулятора источника уставки 8, второй и третий входы которого подключены соответственно к корпусу судна 2 и дополнительному электроду сравнения 7, а выход регулятора источника уставки 8 соединен со входом источника уставки защитного потенциала 6.

Система катодной защиты работает следующим образом.

Электрод сравнения 5 устанавливается вблизи стальной части корпуса судна 2, а дополнительный электрод сравнения 7 устанавливается вблизи части корпуса из алюминиевого сплава. При этом выходное напряжение источника уставки защитного потенциала 6 устанавливается в пределах 150 - 200 мВ плюс собственный потенциал электрода сравнения 5, а выходное напряжение дополнительного источника уставки защитного потенциала 9 устанавливается около 300 мВ плюс собственный потенциал дополнительного электрода сравнения 7. В процессе работы системы на первый и второй входы блока управления 4 поступает защитный потенциал от электродов сравнения 5 относительно корпуса судна 2. В блоке управления 4 эта величина сравнивается с выходным напряжением источника уставки защитного потенциала 6, по результату сравнения на выходе блока управления 4 вырабатываются импульсы управления, которые поступают на вход управляемого источника постоянного тока 1, и происходит регулировка величины защитного тока, протяженного между корпусом судна 2 и анодами 3. Если потенциал электрода сравнения 7 относительно корпуса судна 2, поступающий на первый и второй входы регулятора источника уставки 8 превысит величину напряжения, поступающего на третий вход регулятора источника уставки 8, то на его выходе вырабатывается сигнал, поступающий на вход источника уставки 6, который снижает выходное напряжение источника уставки 6 до необходимой величины, при этом снижается выходной ток управляемого источника тока 1.

Формула изобретения

Система катодной защиты от коррозии металлоконструкций, преимущественно корпуса судна, содержащая управляемый источник постоянного тока, отрицательный выход которого соединен с корпусом судна, положительный выход соединен с анодом, а вход подсоединен к выходу блока управления, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с корпусом судна, электродом сравнения и источником уставки защитного потенциала, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным электродом сравнения, регулятором источника установки и дополнительным источником уставки защитного потенциала, выход которого соединен с первым входом регулятора источника уставки, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к корпусу судна и дополнительному электроду сравнения, а его выход соединен с входом источника уставки защитного потенциала.

РИСУНКИ

Рисунок 1