система катодной защиты от коррозии металлоконструкций

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.

Описание изобретения к патенту

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.