УСТРОЙСТВО КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ

Полезная модель относится к технике защиты от коррозии подземных металлических сооружений, а именно катодной зашиты металлических объектов, например трубопроводов, и может быть использована 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).
Недостаток устройства состоит в том, что не обеспечивается непрерывный контроль нахождения технологических параметров коррозионной защиты трубопроводов в допустимых пределах и не отслеживаются возможные проявления аварийных ситуаций с нарушением параметров защиты от коррозии.
Известна система катодной защиты, которая содержит трансформатор, выпрямитель, плюсовая клемма которого подсоединена к анодному заземлителью, 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 отсутствие непрерывного автоматического контроля технологических параметров коррозионной защиты в заданных пределах, что снижает эффективность защиты трубопроводов от коррозии.
Наиболее близким к полезной модели 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 в виду возможных отклонений значений защитного потенциала, тока и напряжения от заданных величин, устанавливаемых дистанционно с непрерывным контролем технологических параметров защиты трубопроводов по сотовой связи.
Задачей полезной модели является повышение эффективности защиты трубопроводов от коррозии путем непрерывного дистанционного контроля технологических параметров защиты трубопроводов по сотовой связи с коррекцией значений защитного потенциала, тока и напряжения.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство катодной защиты трубопроводов от коррозии, содержащее вентильные разрядники, защитный автомат, силовой блок, датчик тока, датчик защитного поляризационного потенциала, дополнительно введены первый и второй датчики сетевого напряжения, датчик выходного напряжения, силовой ключ, усилитель силового ключа, усилитель датчика защитного поляризационного потенциала, задатчики потенциала, выходного тока и напряжения, блоки сравнения потенциала, выходного тока и напряжения, первый, второй и третий аналоговые ключи, аналоговый сумматор, модуль сотовой связи с информационными аналоговыми и дискретными входами и выходами, причем вентильные разрядники через защитный автомат соединены с силовым блоком, положительный выход силового блока через силовой ключ соединен с анодом и первым входом датчика выходного напряжения, отрицательный выход силового блока через датчик тока соединен с защищаемым трубопроводом и вторым входом датчика выходного напряжения, входы первого датчика сетевого напряжения соединены с выходами вентильного разрядника, входы второго датчика сетевого напряжения соединены с выходами защитного автомата, выходы датчика тока, датчика выходного напряжения, первого и второго датчиков сетевого напряжения соединены с информационными аналоговыми входами модуля сотовой связи, выход датчика защитного поляризационного потенциала через усилитель соединен с информационным аналоговым входом модуля сотовой связи и вторым входом блока сравнения потенциала, информационные аналоговые выходы модуля сотовой связи соединены с первым входом аналогового сумматора и входами задатчиков потенциала, выходного тока и напряжения, выходы которых соединены с первыми входами блоков сравнения потенциала, выходного тока и напряжения, вторые входы блоков выходного тока и напряжения соединены с выходами датчиков тока и выходного напряжения, выходы блоков сравнения потенциала, выходного тока и напряжения через первый, второй и третий аналоговые ключи соединены с входами аналогового сумматора, управляющие входы первого, второго и третьего аналоговых ключей соединены с информационными дискретными выходами модуля сотовой связи, выход аналогового сумматора соединен с управляющим входом силового блока, аварийный выход которого соединен с информационным дискретным входом модуля сотовой связи.
На фигуре представлена схема устройства катодной защиты трубопроводов от коррозии.
Устройство катодной защиты трубопроводов от коррозии содержит вентильные разрядники 1, защитный автомат 2, силовой блок 3, датчик тока 4, датчик защитного поляризационного потенциала 5, первый 6 и второй 7 датчики сетевого напряжения, датчик выходного напряжения 8, силовой ключ 9, усилитель силового ключа 10, усилитель датчика защитного поляризационного потенциала 11, задатчики потенциала 12, выходного тока 13 и напряжения 14, блоки сравнения потенциала 15, выходного тока 16 и напряжения 17, первый 18, второй 19 и третий 20 аналоговые ключи, аналоговый сумматор 21, модуль сотовой связи 22 с информационными аналоговыми и дискретными входами и выходами.
Устройство катодной защиты трубопроводов от коррозии работает следующим образом.
Сетевое напряжение питания устройства катодной защиты трубопроводов от коррозии через вентильные разрядники 1 и защитный автомат 2 подается на силовой блок 3, предназначенный для преобразования переменного напряжения в постоянное, величина которого регулируется посредством изменения напряжения на управляющем входе. Напряжение силового блока через датчик тока 4 и силовой ключ 9 подается на защищаемый трубопровод и анод для создания защитного потенциала. Информация о текущих параметрах, обеспечивающих защиту трубопровода от коррозии с датчика защитного поляризационного потенциала 5 через усилитель 11, датчика тока 4, датчика выходного напряжения 8 подается на модуль сотовой связи 22 и далее на диспетчерский пункт газораспределительной организации (на фиг. не показан). Так же передается информация о наличии сетевого напряжения и положении защитного автомата 2 с первого 6 и второго 7 датчиков сетевого напряжения.
Устройство катодной защиты трубопроводов от коррозии может работать в четырех различных режимах, которые задаются через модуль сотовой связи 22 с информационными аналоговыми и дискретными входами и выходами.
В первом режиме работы, который является основным, производится стабилизация величины защитного потенциала. В этом режиме величина защитного потенциала подается на задатчик потенциала 12. Эта величина сравнивается с текущим значением, поступающим на блок сравнения потенциала 15 от датчика защитного поляризационного потенциала 5 через усилитель 11. В этом режиме открыт первый 18 аналоговый ключ и напряжение рассогласования через аналоговый сумматор 21 поступает на управляющий вход силового блока 3, в результате поддерживается заданное значение защитного потенциала.
Во втором режиме работы производится стабилизация величины выходного защитного тока. В этом режиме заданная величина выходного тока подается на задатчик тока 13. Эта величина сравнивается с текущим значением тока, поступающим на блок сравнения тока 16 от датчика тока 4. В этом режиме открыт второй 19 аналоговый ключ и величина рассогласования через аналоговый сумматор 21 поступает на управляющий вход силового блока 3, в результате поддерживается заданное значение выходного тока.
В третьем режиме работы стабилизируется величина выходного напряжения. В этом режиме заданная величина выходного напряжения подается на задатчик напряжения 14. Эта величина сравнивается с текущим значением выходного напряжения, поступающим на блок сравнения выходного напряжения 17 от датчика выходного напряжения 8. В этом режиме открыт третий 20 аналоговый ключ и величина рассогласования через аналоговый сумматор 21 поступает на управляющий вход силового блока 3, в результате поддерживается заданное значение выходного напряжения.
В четвертом режиме управление силовым блоком 3 производится вручную через информационный аналоговый выход модуля сотовой связи 22, сигнал с которого через аналоговый сумматор 21 поступает непосредственно на управляющий вход силового блока 3, в результате дистанционно устанавливается требуемые параметры работы устройства. При этом первый 18, второй 19 и третий 20 аналоговые ключи закрыты. Силовой ключ 9 и усилитель силового ключа 10 предназначены для дистанционного отключения силового блока 3.
Таким образом, устройство катодной защиты трубопроводов от коррозии обеспечивает повышение эффективности защиты путем поддержания заданных значений защитного потенциала, тока и напряжения, а также непрерывного дистанционного контроля по сотовой связи технологических параметров защиты трубопроводов.