Адаптивная станция катодной защиты трубопроводов от коррозии


 


Владельцы патента RU 2441943:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский институт "Наукоемкие технологии" (RU)

Изобретение относится к области защиты от коррозии подземных металлических сооружений. Станция содержит вентильные разрядники, защитный автомат, силовой блок, шунт, измеритель защитного поляризационного потенциала, датчик тока, датчик напряжения, первый и второй задатчики тока, задатчик напряжения, делитель, первый и второй задатчики сопротивления, первый, второй и третий задатчики потенциала, первый и второй блоки сравнения тока, блок сравнения напряжения, первый и второй блоки сравнения сопротивления, первый, второй и третий блоки сравнения потенциала, высокоомный усилитель, многовходовой элемент «ИЛИ» с логикой триггера Шмидта по каждому входу, одновибратор, первый и второй ключи, инвертор, модуль памяти, твердотельное реле, модуль сотовой связи с набором информационных входов и выходов. Использование изобретения обеспечивает повышение эффективности защиты трубопроводов от коррозии путем непрерывного контроля нахождения технологических параметров в допустимых пределах и выработки сигналов аварийной работы при их нарушении с передачей информации по сотовой связи на диспетчерский пункт. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике защиты от коррозии подземных 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).

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 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 отсутствие непрерывного автоматического контроля технологических параметров коррозионной защиты в заданных пределах, что снижает эффективность защиты трубопроводов от коррозии.

Наиболее близкой 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 технологических параметров катодной защиты от требуемых величин и сложности организации передачи информации на диспетчерский пункт при возникновении аварийных режимов работы станции катодной защиты.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты трубопроводов от коррозии путем непрерывного контроля нахождения технологических параметров устройства катодной защиты в допустимых пределах и выработки сигналов аварийной работы при их нарушении с передачей информации на диспетчерский пункт.

Поставленная задача достигается тем, что в адаптивную станцию катодной защиты трубопроводов от коррозии, содержащую вентильные разрядники, защитный автомат, силовой блок, шунт, измеритель защитного поляризационного потенциала, дополнительно введены датчик тока, датчик напряжения, первый и второй задатчики тока, задатчик напряжения, делитель, первый и второй задатчики сопротивления, первый, второй и третий задатчики потенциала, первый и второй блоки сравнения тока, блок сравнения напряжения, первый и второй блоки сравнения сопротивления, первый, второй и третий блоки сравнения потенциала, высокоомный усилитель, многовходовой элемент «ИЛИ» с логикой триггера Шмидта по каждому входу, одновибратор, первый и второй ключи, инвертор, модуль памяти, твердотельное реле, модуль сотовой связи с набором информационных входов и выходов, причем выход измерителя защитного поляризационного потенциала через высокоомный усилитель соединен с входом модуля сотовой связи и входами первого и второго ключей, выход первого ключа через модуль памяти соединен с входом модуля сотовой связи, выход второго ключа соединен с первыми входами первого, второго и третьего блоков сравнения потенциала, вторые входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего задатчиков потенциала соответственно, выход первого блока сравнения потенциала соединен с управляющим входом силового блока, выходы второго и третьего блоков сравнения потенциала соединены с входами элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом модуля сотовой связи, вход датчика напряжения соединен с выходом силового блока, вход датчика тока соединен с шунтом в силовой цепи, выход датчика напряжения соединен с входом модуля сотовой связи и первыми входами делителя и блока сравнения напряжения, выход датчика тока соединен с входом модуля сотовой связи, вторым входом делителя и первыми входами первого и второго блоков сравнения тока, выход делителя соединен с первыми входами первого и второго блоков сравнения сопротивления, вторые входы блока сравнения напряжения, первого и второго блоков сравнения тока соединены с выходами задатчика напряжения и первого и второго задатчиков тока, вторые входы первого и второго блоков сравнения сопротивления соединены с выходами первого и второго задатчиков сопротивления, выходы первого и второго блоков сравнения сопротивления, первого блока сравнения тока и блока сравнения напряжения соединены с входами элемента «ИЛИ», выход второго блока сравнения тока соединен с входом ограничения тока силового блока и входом модуля сотовой связи, выход модуля сотовой связи через одновибратор соединен с твердотельным реле, управляющими входами модуля памяти и первого ключа непосредственно и с управляющим входом второго ключа через инвертор, вентильные разрядники соединены с входами питающей сети, которые через защитный автомат соединены с силовым блоком, выходы силового блока соединены с твердотельным реле.

На фиг.1 представлена схема адаптивной станции катодной защиты трубопроводов от коррозии.

Адаптивная станция катодной защиты трубопроводов от коррозии содержит вентильные разрядники 1, защитный автомат 2, силовой блок 3, шунт 4, измеритель защитного поляризационного потенциала 5, датчик тока 6, датчик напряжения 7, первый 8 и второй 9 задатчики тока, задатчик напряжения 10, делитель 11, первый 12 и второй 13 задатчики сопротивления, первый 14, второй 15 и третий 16 задатчики потенциала, первый 17 и второй 18 блоки сравнения тока, блок сравнения напряжения 19, первый 20 и второй 21 блоки сравнения сопротивления, первый 22, второй 23 и третий 24 блоки сравнения потенциала, высокоомный усилитель 25, многовходовой элемент «ИЛИ» 26 с логикой триггера Шмидта по каждому входу, одновибратор 27, первый 28 и второй 29 ключи, инвертор 30, модуль памяти 31, твердотельное реле 32 и модуль сотовой связи 33 с набором информационных входов и выходов.

Адаптивная станция катодной защиты трубопроводов от коррозии работает следующим образом.

Напряжение питания адаптивной станции катодной защиты трубопроводов от коррозии через защитный автомат 2 подается на силовой блок 3, предназначенный для преобразования переменного напряжения в постоянное напряжение, величина которого может регулироваться. Напряжение силового блока через шунт 4 и твердотельное реле 32 подается на защищаемый трубопровод и анод для создания защитного потенциала. Величина защитного потенциала замеряется измерителем защитного поляризационного потенциала 5, усиливается высокоомным усилителем 25 и через открытый второй 29 ключ поступает на первый 22, второй 23 и третий 24 блоки сравнения потенциала. На первом 22 блоке сравнения потенциала его значение сравнивается с заданным, поступающим от первого 14 задатчика потенциала, рассогласование подается на управляющий вход силового блока 3, в результате чего поддерживается требуемое значение защитного потенциала, чем обеспечивается адаптация к изменению во времени электрического потенциала в районе пролегания трубопровода. Второй 23 и третий 24 блоки сравнения потенциала со вторым 15 и третьим 16 задатчиками потенциала предназначены для контроля выхода защитного потенциала за установленные нижний и верхний допустимые пределы. При выходе за допустимые пределы сигналы со второго 23 или третьего 24 блоков сравнения потенциала через многовходовой элемент «ИЛИ» 26 с логикой триггера Шмидта по каждому входу поступают на модуль сотовой связи 33 с набором информационных входов и выходов и затем через сотовую связь на диспетчерский пункт (на фиг.1 не показан).

Превышение заданных значений защитного тока и напряжения контролируется посредством шунта 4, датчика тока 6, датчика напряжения 7, сигналы с которых сравниваются с заданными от первого 8 задатчика тока и задатчика напряжения 10 на первом 17 блоке сравнения тока и блоке сравнения напряжения 19 соответственно. При превышении заданных значений тока и напряжения на первом 17 блоке сравнения тока и блоке сравнения напряжения 19 вырабатываются сигналы, которые через многовходовой элемент «ИЛИ» 26 поступают на модуль сотовой связи 33. В случае значительного превышения защитного тока, установленного вторым 9 задатчиком тока, на выходе второго 18 блока сравнения тока вырабатывается сигнал отключения силового блока 3, который одновременно подается на модуль сотовой связи 33 с набором информационных входов и выходов.

Делитель 11 служит для расчета сопротивления нагрузки, сигнал с его выхода поступает на первый 20 и второй 21 блоки сравнения сопротивления, где сравнивается с заданными значениями от первого 12 и второго 13 задатчиков сопротивления, и в случае превышения допустимых пределов, сигналы о превышении через многовходовой элемент «ИЛИ» 26 поступают на модуль сотовой связи 33.

Для измерения поляризационного потенциала при снятии защитного напряжения с адаптивной станции катодной защиты трубопроводов от коррозии от модуля сотовой связи 33 подается сигнал на одновибратор 27. Одновибратор 27 вырабатывает короткий импульс, на время действия которого твердотельное реле 32 прерывает подачу напряжения на защищаемый трубопровод, одновременно открывается первый 28 ключ и закрывается второй 29 ключ, управляемый через инвертор 30. В результате набор значений поляризационного потенциала записывается в модуле памяти 31, откуда после окончания импульса, поступающего от одновибратора 27, передается на диспетчерский пункт через модуль сотовой связи 33. По окончании действия импульса от одновибратора 27 адаптивная станция катодной защиты трубопроводов от коррозии возвращается в режим защиты трубопроводов от коррозии.

Таким образом, адаптивная станция катодной защиты трубопроводов от коррозии обеспечивает повышение эффективности защиты трубопроводов от коррозии путем непрерывного контроля нахождения технологических параметров устройства в допустимых пределах и выработки сигналов аварийной работы при их нарушении с передачей информации по сотовой связи на диспетчерский пункт.

Адаптивная станция катодной защиты трубопроводов от коррозии, содержащая вентильные разрядники, защитный автомат, силовой блок, шунт, измеритель защитного поляризационного потенциала, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены датчик тока, датчик напряжения, первый и второй задатчики тока, задатчик напряжения, делитель, первый и второй задатчики сопротивления, первый, второй и третий задатчики потенциала, первый и второй блоки сравнения тока, блок сравнения напряжения, первый и второй блоки сравнения сопротивления, первый, второй и третий блоки сравнения потенциала, высокоомный усилитель, многовходовой элемент «ИЛИ» с логикой триггера Шмидта по каждому входу, одновибратор, первый и второй ключи, инвертор, модуль памяти, твердотельное реле, модуль сотовой связи с набором информационных входов и выходов, причем выход измерителя защитного поляризационного потенциала через высокоомный усилитель соединен с входом модуля сотовой связи и входами первого и второго ключей, выход первого ключа через модуль памяти соединен с входом модуля сотовой связи, выход второго ключа соединен с первыми входами первого, второго и третьего блоков сравнения потенциала, вторые входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего задатчиков потенциала соответственно, выход первого блока сравнения потенциала соединен с управляющим входом силового блока, выход второго и третьего блоков сравнения потенциала соединен с входами элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом модуля сотовой связи, вход датчика напряжения соединен с выходом силового блока, вход датчика тока соединен с шунтом в силовой цепи, выход датчика напряжения соединен с входом модуля сотовой связи и первыми входами делителя и блока сравнения напряжения, выход датчика тока соединен с входом модуля сотовой связи, вторым входом делителя и первыми входами первого и второго блоков сравнения тока, выход делителя соединен с первыми входами первого и второго блоков сравнения сопротивления, вторые входы блока сравнения напряжения, первого и второго блоков сравнения тока соединены с выходами задатчика напряжения и первого и второго задатчиков тока, вторые входы первого и второго блоков сравнения сопротивления соединены с выходами первого и второго задатчиков сопротивления, выходы первого и второго блоков сравнения сопротивления, первого блока сравнения тока и блока сравнения напряжения соединены с входами элемента «ИЛИ», выход второго блока сравнения тока соединен с входом ограничения тока силового блока и входом модуля сотовой связи, выход модуля сотовой связи через одновибратор соединен с твердотельным реле, управляющими входами модуля памяти и первого ключа непосредственно и с управляющим входом второго ключа через инвертор, вентильные разрядники соединены с входами питающей сети, которые через защитный автомат соединены с силовым блоком, выходы силового блока соединены с твердотельным реле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области защиты от коррозии подземных металлических сооружений. .

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использовано в средствах защиты протяженных металлических сооружений различного назначения, в том числе трубопроводов.
Изобретение относится к способам защиты от эрозионно-коррозионного разрушения подводной поверхности морских сооружений освоения шельфа замерзающих морей, а также от воздействия на них ледовых образований и может быть использовано в другой морской технике, предназначенной для ледовых условий эксплуатации.

Изобретение относится к электрооборудованию для катодной защиты подземных металлических сооружений от электрохимической коррозии и может быть использовано для защиты сразу нескольких объектов, таких как скважины, нефтепроводы, газопроводы, водопроводы, продуктопроводы различного назначения, кабели связи, объекты коммунального хозяйства, резервуары-хранилища.

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для защиты от коррозии металлоконструкций в химической и нефтегазовой промышленности. .

Изобретение относится к технике защиты от коррозии подземных металлических сооружений. .

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты трубопроводов в водоснабжении, газовой и нефтяной промышленности.

Изобретение относится к технологии защиты от коррозии подземных металлических сооружений. .

Изобретение относится к области электрохимии, а именно к устройствам для катодной защиты. .

Изобретение относится к защите от коррозии подземных стальных трубопроводов и может быть применено для прогнозирования порывов и аварии на высоконапорных трубопроводах.

Изобретение относится к технике защиты от коррозии подземных металлических сооружений и может быть использовано для защиты газопроводов и нефтепроводов

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использовано для защиты сразу нескольких объектов, а также в качестве источника тока в различных областях техники

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты и может быть использовано в системах катодной защиты подземных металлических сооружений от коррозии

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных сооружений от коррозии

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для защиты газопроводов, нефтепроводов и других подземных металлических сооружений

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использовано в средствах защиты протяженных металлических сооружений, в том числе трубопроводов. Способ включает периодическое снятие вблизи катодной станции контрольной зависимости f1 потенциала подземного сооружения от логарифма тока катодной станции, определение верхнего значения потенциала Uверх, соответствующего точке изменения крутизны контрольной зависимости f1, определение и последующее поддержание в интервале между снятиями контрольных зависимостей оптимального значения потенциала подземного сооружения, при этом дополнительно снимают контрольные зависимости f2 и f3 потенциала, как минимум, еще в двух точках, расположенных на границе защитной зоны по обеим сторонам вдоль сооружения, для зависимостей f2 и f3 определяют значения токов Iн2 и Iн3, соответствующих минимальному нормированному потенциалу Uмин, выбирают наибольшее значение из токов Iн2 и Iн3, для контрольной зависимости f1 определяют значение потенциала, соответствующее наибольшему значению тока, которое принимают за нижнее допустимое Uнижн, а в качестве оптимального потенциала выбирают потенциал между значениями Uнижн и Uверх. Способ позволяет повысить надежность защиты сооружения на всем его протяжении при снижении энергозатрат. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам защиты от эрозионно-коррозионного разрушения подводной поверхности корпусов морских судов, морских сооружений освоения шельфа замерзающих морей, например морских стационарных и плавучих буровых платформ, и может быть использовано в другой морской технике, предназначенной для эксплуатации в ледовых условиях. Система включает защитное покрытие, нанесенное на наружную обшивку корпуса на участках воздействия льда в морской воде, и катодную защиту от коррозии, при этом защитное покрытие нанесено в виде эрозионно стойкого плакирующего слоя из нержавеющей стали, а аноды катодной защиты установлены на подводной поверхности наружной обшивки корпуса, причем эрозионно стойкий плакирующий слой выполнен из нержавеющей стали с содержанием углерода в пределах 0,01-0,04 мас.% и дополнительно легированной титаном или ниобием в количестве 0,05-0,50 мас.%. Технический результат: снижение межкристаллитной коррозии защитного покрытия корпусов морских судов и сооружений. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электрохимической защиты от коррозии подземных металлических сооружений, в частности трубопроводов. Устройство содержит катодную станцию, выполненную с возможностью подключения к сооружению через датчик выходного тока и снабженную датчиком выходного напряжения и анодным заземлителем, станцию слежения, выполненную с возможностью подключения к датчикам выходного напряжения и тока и к катодной станции, а также измерительный пункт, расположенный вблизи катодной станции и включающий датчик потенциала и измеритель потенциала, соединенный с датчиком потенциала, сооружением и со станцией слежения, при этом оно дополнительно содержит, по крайней мере, два удаленных от катодной станции измерительных пункта, расположенных на границе защитной зоны катодной станции по обе от нее стороны вдоль защищаемого сооружения и подключенных к источнику электропитания, при этом станция слежения снабжена центральным приемопередатчиком, а каждый удаленный измерительный пункт снабжен резидентным приемопередатчиком, соединенным с центральным приемопередатчиком посредством канала связи. Технический результат - повышение эффективности защиты от коррозии при снижении энергозатрат. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области телемеханики и автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления удаленными объектами, а именно к системам коррозионного мониторинга объектов электрохимической защиты магистральных газопроводов, в частности установок катодной защиты. Технический результат - повышение надежности работы установок катодной защиты магистральных газопроводов. Телемеханическая система контроля и управления установками катодной защиты магистральных газопроводов содержит установки катодной защиты, диспетчерский пункт с автоматизированным рабочим местом диспетчера и канал связи между станциями катодной защиты и диспетчерским пунктом. Канал связи организован посредством подключения к воздушной линии электропередач высокочастотных заградителей и конденсаторов связи, соединенных с фильтрами присоединения, снабженными заземляющими ножами и подключенными к блокам высокочастотной связи, один из которых установлен в диспетчерском пункте и связан с автоматизированным рабочим местом диспетчера, а другие - в установках катодной защиты и связаны с блоками контроля и управления, кроме того, к каждому анодному заземлителю и к каждой точке дренажа трубопровода подключен измерительный преобразователь, связанный с блоком контроля и управления. 2 ил.
Наверх