БЛОК КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

Полезная модель относится к оборудованию для электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использована для защиты протяженных трубопроводов.
Известно устройство для электрохимической защиты от коррозии по авторскому свидетельству SU (СССР) на изобретение №1499988, C23F 13/00, 1993. Устройство содержит источник наложенного переменного напряжения, анодные заземлители, устройство дополнительно содержит компараторы, регулируемые источники опорного напряжения, датчики потенциала, электронные ключи, аккумулирующие элементы, диоды. Недостатком данного устройства является невозможность постоянного поддержания заданной величины поляризационного потенциала на отдельно взятом защищаемом трубопроводе, что снижает эффективность катодной защиты.
Известна модульная установка для катодной защиты по патенту РФ на изобретение №2293139, C23F 13/04, 2007. Модульная установка содержит электрод сравнения, модуль преобразования, включающий источник питания, усилитель мощности, связанный с анодным заземлителем и датчиком тока, блок управления, содержащий модулятор, первый источник опорного напряжения, первый блок сравнения, установка дополнительно содержит датчик потенциала и как минимум второй модуль преобразования, идентичный первому и связанный с ним, при этом в блок управления каждого модуля преобразования дополнительно введены второй источник опорного напряжения, второй блок сравнения, коммутатор и накопитель. Недостатком модульной установки является сложность конструкции и сложность регулирования защитного потенциала.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано устройство для электрохимической защиты от коррозии параллельных трубопроводов по авторскому свидетельству SU (СССР) на изобретение №1438272, C23F 13/00, 1993. Устройство содержит источник напряжения с автоматическим реверсивным блоком, регулируемые выпрямительные блоки, анодные заземлители, регулируемый генератор, экстремальный регулятор, схему измерения потенциала с датчиком потенциала, дискриминатор, источник опорного напряжения, регулятор защитного тока, источник наложенного напряжения. Недостатком данного устройства является низкий КПД, небольшой диапазон регулирования защитного потенциала.
Технический результат заключается в повышении эффективности катодной защиты и удобства обслуживания.
Технический результат обеспечивается тем, что блок катодной защиты содержит источник опорного напряжения, дифференциальный измерительный усилитель, разъемы для подключения измерительного электрода и анодного заземлителя, согласно полезной модели, источник опорного напряжения связан с DC/DC преобразователем через дифференциальный измерительный усилитель, выполненный с разъемом для подключения измерительного электрода. DC/DC преобразователь связан с анодным заземлителем. Дифференциальный измерительный усилитель связан с измерительным электродом.
Технический результат достигается тем, что DC/DC (DC-Direct current) преобразователь позволяет в автоматическом и непрерывном режиме поддерживать поляризационный потенциал на заданном уровне, который устанавливается источником опорного напряжения, данный уровень обеспечивает эффективную катодную защиту. Автоматический режим работы DC/DC преобразователя позволяет избежать ручной настройки и регулировки уровня поляризационного потенциала, что обеспечивает удобство обслуживания блока катодной защиты. Контроль за уровнем поляризационного потенциала также осуществляется в автоматическом режиме, без привлечения обслуживающего персонала, что также обеспечивает удобство обслуживания блока катодной защиты. DC/DC преобразователь позволяет выставлять разность потенциалов между анодным заземлителем и защищаемым объектом в больших пределах от 1.5 В до величины напряжения подаваемого на блок катодной защиты - 50 В, что позволяет получить требуемый защитный поляризационный потенциал независимо от качества изоляции защищаемого объекта.
На фигуре представлена схема блока катодной защиты.
Блок катодной защиты содержит DC/DC преобразователь 1, который состоит из широтно-импульсного модулятора, выходных ключей, накопительного дросселя, выпрямителя и фильтра (на рис. не показаны), также блок содержит источник опорного напряжения 2, дифференциальный измерительный усилитель 3, разъемы (на рис. не показаны) для подключения измерительного электрода 4 и анодного заземлителя 5. DC/DC преобразователь 1 подключают к защищаемому объекту 6.
Блок катодной защиты работает следующим образом.
На широтно-импульсный модулятор DC/DC преобразователя 1 подается постоянное напряжение, которое преобразуется в ШИМ модулированное напряжение. Далее выходные ключи DC/DC преобразователя 1 усиливают выходное модулированное напряжение широтно-импульсного модулятора и подают его на накопительный дроссель, после чего напряжение поступает на выпрямитель и фильтр. Затем напряжение подается на защищаемый объект 6, создавая на нем поляризационный потенциал. На источнике опорного напряжения 2 задают требуемое напряжение, которое поступает в дифференциальный измерительный усилитель 3. С помощью измерительного электрода 4 осуществляется измерение поляризационного потенциала. В дифференциальном измерительном усилителе 3 осуществляется сравнение напряжения источника опорного напряжения 2 с уровнем измеренного поляризационного потенциала, после чего определяется их разница и формируется сигнал ошибки ΔU, поступающий на широтно-импульсный модулятор DC/DC преобразователя 1. Под воздействием сигнала ошибки ΔU широтно-импульсный модулятор DC/DC преобразователя 1 изменяет параметры модуляции (длительность выходных импульсов), в результате чего происходит изменение выходного напряжения DC/DC преобразователя 1. При изменении выходного напряжения DC/DC преобразователя 1 происходит изменение поляризационного потенциала до тех пор, пока он не сравняется с величиной напряжения заданного источником опорного напряжения 2, а сигнал ошибки ΔU не станет равным нулю. Величина поляризационного потенциала выравнивается до величины напряжения источника опорного напряжения 2. Величину напряжения источника опорного напряжения 2 устанавливают фиксировано при монтаже или вручную при эксплуатации блока катодной защиты. DC/DC преобразователь 1 контролирует в автоматическом режиме любые колебания поляризационного потенциала и удерживает его в заданных пределах. DC/DC преобразователь 1 позволяет получить выходное напряжение от 1.5 В до величины подаваемого на его вход напряжения 50 В, что позволяет получить требуемый защитный поляризационный потенциал независимо от качества изоляции защищаемого объекта 6. Величина устанавливаемого поляризационного потенциала зависит от материала, из которого выполнен защищаемый объект 6, например, поляризационный потенциал для эффективной защиты стали должен составлять - (-0,85 В) - (-1,15 В). DC/DC преобразователь 1 имеет высокий КПД - 95%, небольшой уровень пульсаций 1%.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить эффективность катодной защиты и удобство обслуживания.