ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измерения при монтажей наладке электрохимической защиты из "Методы контроля и измерений при защите подземных сооружений от коррозии" Как было показано в гл. 1, электрохимическая защита подземных металлических трубопроводов может быть осуществлена методом катодной поляризации, т. е. путем смещения потенциала металла от, его стационарного значения в сторону отрицательных значений до величины защитного потенциала , при к0Т0р0 м скорость растворения металла не превыщает некоторой заданной величины. [c.142] Только электродный потенциал, представляющий собой скачок потенциала на фазовой границе металл — электролит, определяет характер и скорость электрохимических процессов. Этот скачок потенциала пространственно локализован в области двойного электрического слоя на границе металл—электролит. Двойной электрический слой состоит из положительно и отрицательно заряженных слоев. По современным представлениям плотная часть состоит из внутреннего и внешнего слоев. Внутренний слой образован специфически адсорбированными ионами, частично или полностью дегидратированными и образующими диполи с металлом. Во внешнем слое находятся гидратированные ионы, притянутые к поверхности металла электростатическими силами. Непосредственно за внешним слоем следует размытая диффузная область двойного электрического слоя, где концентрация ионов постепенно падает, достигая концентрации, свойственной данному электролиту в целом. [c.142] Толщина диффузной области двойного электрического слоя измеряется от единиц и десятков ангстрем до Ю см. [c.142] Напряженность электрического поля в области двойного слоя достигает 10 В/см, что и объясняет огромное влияние слоя на кинетику электродных процессов. [c.143] НИИ омическои составляющей в процессе замеров разности потенциалов труба — земля рассматривался многими исследователями. Все известные методы исключения омического падения потенциала можно разделить на компенсационные и релаксационные. [c.144] текущий к трубе от заземления, должен создавать омическое падение напряжения между обоими электродами таким образом, чтобы оно было почти равно омическому падению между близким электродом и трубой. Затем подгоняют значение отношения Я1 Н2 до величины, равной отношению ЯЗ Я4. Это достигается путем регулировки источника постоянного тока при минимальных его значениях и последующего его включения и выключения. Резистор Я2 регулируют так, чтобы стрелка гальванометра не отклонялась при быстром включении и выключении источника постоянного тока. [c.144] После установления начального баланса источник постоянного тока включают при меньшем токе. Путем включения резистора Я5 и периодического переключения депи таким образом, чтобы резистор Я5 то подключался в цепь, то выключался иа нее, добиваются изменения силы тока, проходящего через амперметр А, приблизительно на 10%. Переключение и включение производят с большой скоростью для того, чтобы Ие смогли проявиться эффекты поляризации. Резистор Я5 регулируют таким образом, чтобы гальванометр показывал отсутствие тока аналогично настраивают и потенциометр. [c.145] Для каждого значения силы тока регистрируют показания вольтметра после балансировки моста и установления стабильной поляризации сооружения, на это требуется 1—2 мин. [c.145] Рассмотренная схема измерения, как отмечается в [88], дает возможность получить хорошие результаты. Однако при осуществлении измерения огромную роль играет исполБзуемая аппаратура. Применяемый гальванометр должен обладать очень высокой чувствительностью и малым временем успокоения. Через электрод сравнения, связанный с резистором Я1, проходит ток. Таким образом, этот электрод сравнения не должен поляризоваться в пределах всего интервала значений проходящего через него тока. В большинстве случаев указанные требования к аппаратуре могут быть удовлетворены. Значительно более существенные проблемы в ряде случаев возникают при практическом использовании этой схемы. Заземление должно быть расположено таким образом, чтобы при установке электродов сравнения можно было обеспечить приблизительное равенство значений ЯЗ и Я4. При. очень удаленной или чрезмерно близкой установке анодов выполнение этого требования иногда неосуществимо. Если по каким-то причинам существует падение напряжения в грунте на НЗ и Я4, то в цепи моста будет постоянно течь некоторый ток, при этом значение Е разности потенциалов между трубой и электродом сравнения в условиях баланса моста не будет равно поляризационному потенциалу. [c.145] Если окажется необходимым сбалансировать резистор Я2 во время опыта, при этом изменится проходящий через него ток в результате существования естественного перепада напряжения на резисторе ЯЗ. Это будет вызывать изменение измеренной разности потенциалов, не связанное с потенциалом поляризации трубы. [c.145] Модифицированная измерительная схема Пирсона была разработана с целью избежать возможного возникновения разности потенциалов между электродом сравнения и заземлением. [c.146] В модифицированной схеме (рис. 55) удаленный электрод исключен и заземлен прямым соединением с анодом. Ввведен резистор Я6, соединяющий трубу с заземлением. Однако все другие трудности, возникающие при использовании схемы Пирсона Б полевых условиях, не устраняются при применении модифицированной схемы. [c.146] В мостовой схеме Холлера (рис. 5 6) весь приложенный ток направляется через цепь моста. Резистор равен ш величине резистору Я2, причем оба они должны быть достаточно велики для того, чтобы ограничить силу тока, проходящего через электрод сравнения, и поддерживать его в пределах значений, не вызывающих поляризации электрода сравнения. Резистор ЯЗ представляет собой переменное сопротивление, которое регулируется таким образом, что увеличение протекающего тока не вызывает заметного отклонения стрелки гальванометра, показания которого в состоянии уравновешенности моста соответствуют половине значения поляризационного потенциала. [c.146] Данная схема дает удовлетворительные результаты в лабораторных условиях, когда при измерениях используются небольшие приложенные токи. Однако эта схема обладает серьезными ограничениями при использовании в практике полевых измерений. [c.147] Применение приведенных компенсационных схем в полевых условиях чрезвычайно затруднительно, так как они нуждаются в специальном лабораторном оборудовании. Они не могут быть использованы при наличии полей блуждающих токов. [c.147] Физические основы релаксационных методов измерения. [c.147] В настоящее время разработано большое число экспериментальных методов, позволяющих исключить омическое падение потенциала, основанных на зависимости потенциала от времени при включении или выключении постоянного тока, а также при кратковременном прерывании тока. В связи с этим представляет интерес рассмотрение физических процессов, происходящих в системе трубопровод — земля после включения или отключения поляризующего тока. [c.147] После включения э. д.с. внешнего источника (катодной станции, мотора электровоза и др.) в возбуждаемой цепи потечет ток, который явится источником переменного электромагнитного поля в полупроводящем пространстве воздух-—земля. Проводимость земли (Т1 несравненно больше проводимости воздуха Оо. [c.147] Диэлектрическая постоянная большинства породообразующих минералов, в том числе всех минералов силикатной группы, колеблется от 3 до 10 и редко достигает 25 единиц, грунтов — 5—6, воды — около 80. Диэлектрическая постоянная горных пород в большой степени зависит от их влажности и возрастает с увеличением последней. [c.147] Вернуться к основной статье