ЭЛЕКТРОД СРАВНЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ СО СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЙ ЗАСЫПКОЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к защите от коррозии подземных металлических сооружений, в частности к неполяризующимся электродам сравнения длительного действия и может быть использована для увеличения долговечности электродов.
Уровень техники
Известен электрод сравнения неполяризующийся, содержащий токонепроводящий корпус с муфтой, заполненный электролитом из насыщенного раствора сульфата меди в смеси воды и этиленгликоля, расположенный в корпусе медный стержень, ионообменную мембрану, смонтированный на корпусе датчик потенциала, при этом датчик потенциала снабжен съемной насадкой, на корпусе электрода смонтированы, по крайней мере две ионообменные мембраны, а дно муфты, монтируемой на корпусе, имеет перфорации.
В электроде съемная насадка устанавливается в зависимости от толщины слоя изоляции на подземном металлическом сооружении (см. пат. RU №2122047, кл. С23F 13/00, опубл. 20.11.1988 г.).
Недостатком данного электрода являются невысокие долговечность и стабильность потенциала электрода при сезонном изменении влажности грунта.
Известны стационарные медносульфатные электроды длительного действия типа ЭНЕС и ЭСН-МС, состоящие из пластмассового корпуса, заполненного в заводских условиях электролитом, не замерзающем при температуре окружающий среды до минус 40°С, медного стержня,
ионообменной мембраны (одной или двух) с защитной сеткой, предохранительной трубки с проводниками от медного стержня и наконечников. Электроды оснащены датчиком потенциала, представляющим собой пластину из Ст3 размером 25×25 мм, вмонтированную в пластмассовое гнездо, закрепленное на корпусе электрода (см. РД 153-39.4-091-01 «Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии». Приложение Н, М. 4-й филиал Воениздата 2002 г).
Недостатком данных электродов является невысокая их долговечность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип, является электрод сравнения длительного действия, содержащий медный стержень, расположенный в корпусе из диэлектрического материала, керамическую пористую диафрагму и ионообменную мембрану. На корпусе смонтирован датчик потенциала. Корпус заполнен электролитом, состоящим из насыщенного раствора сульфата меди в смеси воды и этиленгликоля в соотношении 3:2-2:1. Ионообменная мембрана получена радиационной привитой сополимеризацией акриловой или метакриловой кислоты в количестве 100-170% на двуосноорентированную полипропиленовую пленку (см. авт. св. №1601199, кл. С23F 13/00, опубл. 23.10.1990 г. «Электрод сравнения длительного действия»).
Недостатком данного электрода является невысокие долговечность и стабильность потенциала электрода при сезонном изменении влажности грунта.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка средства, позволяющего увеличить долговечность электродов сравнения.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к получению электрода сравнения
длительного действия, пригодного для установки в грунт при производстве работ по электрохимической защите подземных металлических сооружений от коррозии, имеющего стабильный потенциал, увеличенный срок службы и не критичного к химическому составу и влажности грунта, в котором он устанавливается.
Технический результат достигается применением водопроницаемого чехла, заполненного стабилизирующей засыпкой, состоящей из смеси бентонитовой глины и кизельгура, в которую погружается неполяризующийся электрод сравнения длительного действия, содержащий токонепроводящий корпус, заполненный электролитом из насыщенного раствора сульфата меди в смеси воды и этиленгликоля, расположенный в центральной части корпуса медный стержень, соединенный медным проводником с клеммой электрода сравнения, ионообменную мембрану, прижатую муфтой с перфорацией к корпусу.
Размещение электрода сравнения в водопроницаемом чехле, заполненном стабилизирующей засыпкой, обеспечивает то, что во влажный период года в стабилизирующей засыпке аккумулируется грунтовая влага, необходимая для обеспечения надежного электролитического контакта с грунтом, в котором установлен электрод, сохраняя электролитический контакт электрода с грунтом в засушливый период года за счет ранее накопленной влаги, кроме того, стабилизирующая засыпка является дополнительным барьером для химически активных веществ, содержащихся в грунте, способных привести к истощению и замещению электродного электролита в процессе ионного обмена, тем самым, повышая стабильность потенциала и долговечность электрода.
Краткое описание чертежей
На фиг. дан медносульфатный неполяризующийся электрод сравнения длительного действия в чехле со стабилизирующей засыпкой, общий вид.
Осуществление полезной модели
4
2
4
2
Электрод сравнения длительного действия в водопроницаемом чехле со стабилизирующей засыпкой состоит из токонепроводящего корпуса 1, заполненного электролитом 2, в состав которого входят дистиллированная вода, этиленгликоль и сульфата меди (CuSO 5НО), при этом содержимое сульфата меди должно обеспечивать насыщение раствора с выделением свободных кристаллов CuSО 5НО. В центральной части токонепроводящего корпуса 1 электрода укреплен медный стержень 3, электрически соединенный медным проводником с клеммой 7, а для обеспечения ионного обмена, при сохранении герметичности, используется гомогенная ионообменная мембрана 4 толщиной 13-60 мкм на основе двуосноориентированной полипропиленовой пленки с содержанием радиационно привитой метакриловой кислотой 150%, прижатая муфтой с перфорацией 5 к токонепроводящему корпусу 1, электрод сравнения размещают в водопроницаемом чехле 6, заполненном стабилизирующей засыпкой, состоящей из смеси бентонитовой глины и кизельгура в объемном соотношении 9:1. Состав засыпки обусловлен свойствами применяемых материалов, так бентонитовая глина способна аккумулировать влагу в большом количестве, а кизельгур обладает высокой гигроскопичностью и в смеси с бентонитовой глиной обеспечивает ее полное и равномерное влагонасыщение.
Электрод сравнения длительного действия со стабилизирующей засыпкой эксплуатируется следующим образом.
4
2
4
2
Электрод сравнения длительного действия, состоящий из токонепроводящего корпуса 1, заполненного электролитом 2, в состав которого входят дистиллированная вода, этиленгликоль и сульфат меди (CuSO 5НО), при этом содержимое сульфата меди обеспечивает насыщение раствора с выделением свободных кристаллов CuSO 5НО, причем в
центральной части токонепроводящего корпуса 1 электрода укреплен медный стержень 3, электрически соединенный медным проводником с клеммой 7, который обеспечивает ионный обмен, а для сохранения герметичности используется гомогенная ионообменная мембрана 4 толщиной 13-60 мкм на основе двуосноориентированной полипропиленовой пленки с содержанием радиационно привитой метакриловой кислотой 150%, прижатая муфтой с перфорацией 5 к токонепроводящему корпусу 1, при этом для повышения долговечности электродов и стабильности их потенциала при сезонном изменении влажности грунтов электрод сравнения размещают в водопроницаемом чехле 6, заполненном стабилизирующей засыпкой и в таком виде устанавливают в грунт (на фиг. не показан), при этом стабилизирующая засыпка состоит из смеси бентонитовой глины и кизельгура в объемном соотношении 9:1. Состав засыпки обусловлен свойствами применяемых материалов, так бентонитовая глина аккумулирует влагу в большом количестве, а кизельгур обладает высокой гигроскопичностью и в смеси с бентонитовой глиной обеспечивает ее полное влагонасыщение. Во влажный период года в стабилизирующей засыпке аккумулируется влага, необходимая для обеспечения надежного электролитического контакта с грунтом, в котором установлен электрод, сохраняя контакт за счет накопленной влаги в засушливый период. Химический состав стабилизирующей засыпки нейтрален и является дополнительным барьером для химически активных веществ, содержащихся в грунте, способных привести к истощению и замещению электродного электролита в процессе ионного обмена, тем самым повышая стабильность потенциала и долговечность электрода.
Электрод сравнения длительного действия со стабилизирующей засыпкой может быть использован в качестве стационарного электрода длительного действия в системах электрохимической защиты подземных металлических сооружений, в частности - трубопроводов для создания электролитического контакта с грунтом при определении эффективности
противокоррозионной защиты указанных сооружений. Относительно электрода производятся замеры потенциалов сооружения. Также электрод может быть применен как источник потенциала в системе регулирования автоматических станций катодной защиты.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- повышение долговечности электрода сравнения длительного действия за счет использования стабилизирующей засыпки;
- повышение стабильности потенциала при сезонном изменении влажности грунтов за счет использования стабилизирующей засыпки;
- повышение экономической эффективности использования электродов;
- экологическая чистота окружающей среды при использовании электродов сравнения длительного действия.