автоматическая станция катодной защиты металлических сооружений от коррозии

Формула изобретения

Автоматическая станция катодной защиты металлических сооружении от коррозии, содержащая вентильные разрядники, защитный автомат, силовой блок, шунт, первый датчик защитного потенциала и анод, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит второй датчик защитного потенциала, первый блок сравнения, инвертор, первый и второй аналоговые ключи, сумматор, масштабирующий усилитель, задатчики максимальной и минимальной величины защитного потенциала, первый и второй компараторы, генератор, первый и второй элементы «И», реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, задатчик тока, второй блок сравнения, ограничитель тока, датчик сетевого напряжения, датчик напряжения на силовом блоке, датчик тока, датчик защитного напряжения, датчик открытия дверей, модем сотовой связи с набором информационных входов, причем вход вентильного разрядника соединен с сетью, выход вентильного разрядника соединен с входом защитного автомата и через датчик сетевого напряжения с информационным входом модема сотовой связи, выход защитного автомата соединен с входом силового блока и через датчик напряжения на силовом блоке с информационным входом модема сотовой связи, выход датчика открытия дверей соединен с информационным входом модема сотовой связи, выход задатчика тока через первый вход второго блока сравнения и ограничитель тока соединен с входом ограничения по току силового блока и информационным входом модема сотовой связи, отрицательный выход силового блока через шунт соединен с защищаемым трубопроводом, шунт через датчик тока соединен со вторым входом второго блока сравнения и информационным входом модема сотовой связи, положительный выход силового блока соединен с анодом, входы датчика защитного напряжения соединены с положительным выходом и через шунт с отрицательным выходом силового блока, выход датчика защитного напряжения соединен с информационным входом модема сотовой связи, выход задатчика максимальной величины защитного потенциала соединен через первый компаратор с входом первого элемента «И», выход задатчика минимальной величины защитного потенциала соединен через второй компаратор с входом второго элемента «И», выход генератора соединен с входами первого и второго элемента «И», выходы первого и второго элементов «И» соединены со счетными суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика соответственно, информационный выход реверсивного счетчика через цифроаналоговый преобразователь соединен с входом управления по потенциалу силового блока, выход первого датчика защитного потенциала соединен с входом первого аналогового ключа, с первым входом первого блока сравнения и информационным входом модема сотовой связи, выход второго датчика защитного потенциала соединен с входом второго аналогового ключа, со вторым входом первого блока сравнения и информационным входом модема сотовой связи, выход первого блока сравнения соединен с управляющим входом первого аналогового ключа непосредственно, а с управляющим входом второго аналогового ключа через инвертор, выходы первого и второго аналоговых ключей соединены с входами сумматора, выход которого через масштабирующий усилитель соединен со вторыми входами первого и второго компараторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике защиты от коррозии металлических сооружений, а именно катодной зашиты металлических объектов, например трубопроводов, и может быть использовано для защиты газопроводов и нефтепроводов.

Известно устройство катодной защиты металлоконструкций от коррозии, содержащее источник питания, схему управления, выполненную в виде последовательно включенных увеличителя напряжения, электронного ключа и блока контроля напряжения, причем вход увеличителя напряжения соединен с источником питания, а выход с первым входом электронного ключа, выход которого соединен с анодом и первым входом блока контроля, выход которого соединен с вторым входом электронного ключа, а второй вход подключен к источнику питания (Патент РФ № 2041290, Кл. G23F 13/00, 1995).

Данное устройство не обеспечивает контроль нахождения технологических параметров коррозионной защиты трубопроводов в допустимых пределах.

Известна станция катодной защиты, которая содержит трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого подсоединена к анодному заземлителю, два кремниевых вентиля, два регулируемых сопротивления, причем минусовая клемма выпрямителя подсоединена к общей точке соединенных между собой катодов кремниевых вентилей, аноды которых подсоединены к каждому из защищаемых сооружений через регулируемые балластные сопротивления (Патент РФ № 2151218, Кл. G23F 13/02, 2003).

Недостатком устройства является низкая эффективность защиты трубопроводов от коррозии ввиду возможных отклонений значений защитного потенциала по длине трубопровода.

Наиболее близким к изобретению является система катодной защиты магистральных трубопроводов от коррозии, включающая вентильные разрядники, защитный автомат, силовой блок, шунт, измеритель защитного поляризационного потенциала (Патент РФ № 2161663, Кл. G23F 13/02, 2001).

Недостатком устройства является низкая эффективность защиты трубопроводов от коррозии ввиду возможных отклонений значений защитного потенциала по длине трубопровода, приводящих к нарушению процесса коррозионной защиты и выходу величины защитного потенциала за допустимые пределы.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты трубопроводов от коррозии путем автоматической коррекции возможных отклонений значений защитного потенциала по длине трубопровода и поддержки величины защитного потенциала в допустимых пределах.

Поставленная цель достигается тем, в автоматическую станцию катодной защиты металлических сооружений от коррозии, содержащую вентильные разрядники, защитный автомат, силовой блок, шунт, первый датчик защитного потенциала, анод, дополнительно введены второй датчик защитного потенциала, первый блок сравнения, инвертор, первый и второй аналоговые ключи, сумматор, масштабирующий усилитель, задатчики максимальной и минимальной величины защитного потенциала, первый и второй компараторы, генератор, первый и второй элементы «И», реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, задатчик тока, второй блок сравнения, ограничитель тока, датчик сетевого напряжения, датчик напряжения на силовом блоке, датчик тока, датчик защитного напряжения, датчик открытия дверей, модем сотовой связи с набором информационных входов, причем вход вентильного разрядника соединен с сетью, выход вентильного разрядника соединен с входом защитного автомата и через датчик сетевого напряжения с информационным входом модема сотовой связи, выход защитного автомата соединен с входом силового блока и через датчик напряжения на силовом блоке с информационным входом модема сотовой связи, выход датчика открытия дверей соединен с информационным входом модема сотовой связи, выход задатчика тока через первый вход второго блока сравнения и ограничитель тока соединен с входом ограничения по току силового блока и информационным входом модема сотовой связи, отрицательный выход силового блока через шунт соединен с защищаемым трубопроводом, шунт через датчик тока соединен со вторым входом второго блока сравнения и информационным входом модема сотовой связи, положительный выход силового блока соединен с анодом, входы датчика защитного напряжения соединены с положительным выходом и через шунт с отрицательным выходом силового блока, выход датчика защитного напряжения соединен с информационным входом модема сотовой связи, выход задатчика максимальной величины защитного потенциала соединен через первый компаратор с входом первого элемента «И», выход задатчика минимальной величины защитного потенциала соединен через второй компаратор с входом второго элемента «И», выход генератора соединен с входами первого и второго элементов «И», выходы первого и второго элементов «И» соединены со счетными суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика соответственно, информационный выход реверсивного счетчика через цифро-аналоговый преобразователь соединен с входом управления по потенциалу силового блока, выход первого датчика защитного потенциала соединен с входом первого аналогового ключа, с первым входом первого блока сравнения и информационным входом модема сотовой связи, выход второго датчика защитного потенциала соединен с входом второго аналогового ключа, со вторым входом первого блока сравнения и информационным входом модема сотовой связи, выход первого блока сравнения соединен с управляющим входом первого аналогового ключа непосредственно, а с управляющим входом второго аналогового ключа через инвертор, выходы первого и второго аналоговых ключей соединены с входами сумматора, выход которого через масштабирующий усилитель соединен со вторыми входами первого и второго компараторов.

На фигуре представлена схема автоматической станции катодной защиты металлических сооружений от коррозии.

Автоматическая станция катодной защиты металлических сооружений от коррозии содержит вентильные разрядники 1, защитный автомат 2, силовой блок 3, шунт 4, первый датчик защитного потенциала 5, анод 6 и защищаемый трубопровод 7, второй датчик защитного потенциала 8, первый блок сравнения 9, инвертор 10, первый 11 и второй 12 аналоговые ключи, сумматор 13, масштабирующий усилитель 14, задатчики максимальной 15 и минимальной 16 величины защитного потенциала, первый 17 и второй 18 компараторы, генератор 19, первый 20 и второй 21 элементы «И», реверсивный счетчик 22, цифроаналоговый преобразователь 23, задатчик тока 24, второй блок сравнения 25, ограничитель тока 26, датчик сетевого напряжения 27, датчик напряжения на силовом блоке 28, датчик тока 29, датчик защитного напряжения 30, датчик открытия дверей 31, модем сотовой связи 32.

Автоматическая станция катодной защиты металлических сооружений от коррозии работает следующим образом.

Сетевое питающее напряжение через вентильные разрядники 1 и защитный автомат 2 поступает на силовой блок 3. Силовой блок 3 формирует требуемое значение защитного напряжения, которое подается на анод 6 и через шунт 4 защищаемый трубопровод 7.

Величина защитного потенциала измеряется первым 5 и вторым 8 датчиками защитного потенциала, которые разнесены вдоль защищаемого трубопровода 7 на некоторое расстояние, где возможно воздействие различных факторов (блуждающие токи, воздействие электротранспорта и т.д.), приводящих к выходу защитного потенциала за допускаемые пределы, что нарушает процесс защиты от коррозии. Величины защитных потенциалов сравниваются между собой на первом блоке сравнения 9, который формирует отрицательный или положительный сигнал, открывающий первый 11 или через инвертор 10 второй 12 аналоговый ключи. В результате на сумматор 13 подается наихудшее значение величины защитного потенциала, измеряемого первым 5 или вторым 8 датчиком защитного потенциала.

Также величины защитного потенциала от первого 5 и второго 8 датчиков защитного потенциала подаются на информационные входы модема сотовой связи 32 для передачи этих значений на центральный диспетчерский пункт контроля параметров защиты трубопроводов (на фигуре не показан). Сигнал с сумматора 13 через масштабирующий усилитель 14 подаются первый 17 и второй 18 компараторы, где сравнивается с минимальным и максимальным допустимыми значениями, подаваемыми от задатчиков минимальной 16 и максимальной 15 величины защитного потенциала.

В случае выхода величины защитного потенциала за допустимые значения первый 17 или второй 18 компараторы открывает первый 20 или второй 21 элемент «И», и импульсы от генератора 19 подаются на суммирующий или вычитающий вход реверсивного счетчика 22, на котором формируется требуемое значение, передаваемое через цифроаналоговый преобразователь 23 на вход управления по потенциалу силового блока 3. В результате обеспечивается автоматическая поддержка требуемого значения защитного потенциала вдоль длины трубопровода.

Величина тока измеряется шунтом 4 и через датчик тока 29 подается на второй блок сравнения 25, где сравнивается с допустимым максимальным значением, задаваемым задатчиком тока 24. При выходе величины тока за допустимое значение сигнал ограничения через ограничитель тока 26 подается на вход ограничения по току силового блока 3 и информационный вход модема сотовой связи 32 для передачи на центральный диспетчерский пункт контроля параметров защиты трубопроводов (на фигуре не показан). Величина защитного тока от датчика тока 29 подается на информационный вход модема сотовой связи 32. Значения параметров с датчиков сетевого напряжения 27, напряжения на силовом блоке 28, защитного напряжения 30 подаются на информационные входы модема сотовой связи 32.

Контроль доступа осуществляется датчиком открытия дверей 31, соединенным с информационным входом модема сотовой связи 32.

Таким образом, автоматическая станция катодной защиты металлических сооружений от коррозии обеспечивает повышение эффективности защиты трубопроводов от коррозии путем автоматической коррекции возможных отклонений значений защитного потенциала по длине трубопровода и поддержки величины защитного потенциала в допустимых пределах.