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.