2 Исследовательский многоканальный компьютезированный комплекс с макетом трубопровода
В связи с необходимостью проведения большого объема круглосуточных, круглогодичных непрерывных экспериментальных исследований, накопления и обработки статистических данных, возникла необходимость их автоматизации и компьютеризации. Для этих целей был разработан многоканальный компьютеризированный комплекс с макетом трубопровода, позволяющий проводить исследования девяти электродов СЭС, установленных в лабораторный, либо реальный грунт на полигоне. На полигоне оборудованы (рис. 5) четыре скважины (1,2,3,4), станция катодной защиты СКЗ (5), «+» СКЗ (6), модель дефекта изоляции трубопровода (7). В лаборатории расположены персональный компьютер ПК (8), контроллер К (9), измерительный блок ИБ (10), источник тока (11) и образцовый хлоридсеребряный электрод сравнения ХСЭ (12). Таким образом, элементы 1,2,3,4,6,7 комплекса расположены в реальном грунте. В лаборатории так же размещены ванны с песком, глиной и торфом с возможностью контролировать и задавать основные параметры, характеризующие их коррозионную активность, влажность и кислотность. Скважина 1 пробурена на глубину 1,5 м, на дне скважины, в качестве контрольного, установлен электрод типа ЭНЕС. Скважины 2-4 пробурены на глубину 2 м и на 1 м заполнены, соответственно, глиной, песком и торфом. В скважинах 2-4 на глубине 1,5 м установлены с помощью штанги по три исследуемых электрода и одному термодатчику. Работой комплекса управляет специализированная программа, которая запускается по команде с контроллера 9. При этом, например, для снятия серии зависимостей значений собственного потенциала от величины тока и времени наводороживания, замыкаются ключи 1А-9А и в процессе наводороживания электродов 1-9 измеряются изменения их потенциалов относительно образцового ХСЭ (12) при последовательном срабатывании ключей 1-9. Количество циклов, величина тока наводороживания в каждом цикле, длительность цикла и другие параметры эксперимента задаются программно. Эксперимент может быть усложнен, например, снятием зависимостей потенциала в процессе разводороживания при размыкании ключей 1А-9А после процесса наводороживания.
2.1.2 Технические характеристики комплекса.
2.1.2.1 Снятие зависимостей потенциала электрода СЭС от времени после включения и отключения заданного тока наводороживания.
2.1.2.2 Количество испытуемых электродов – 9.
2.1.2.3 Модели грунтов – глина, песок, торф.
2.1.2.4 Исследуемые факторы:
а) Внешние:
состав грунта, влажность, грунтовые воды;
температура;
время;
рН, кислород, химический состав (железо, хлор).
б) Конструктивные:
форма и геометрические размеры (поверхность и толщина);
способ и технология крепления электрического контакта к электроду;
съемный зонд для ручной установки электродов в грунт до 1.5м.
2.1.2.5 Заданный ток наводороживания 0 – 10мА, точность 3 %.
2.1.2.6 Измеряемые величины:
– время, потенциалы;
рН и сопротивление грунта;
концентрации в грунте кислорода железа, хлора.
2.1.2.7 Интервал измерений 1 – 3600с.
2.1.2.8 Режим работы – автономный.
.
Рисунок 2.1 – Исследовательский комплекс
2.1.3 Специализированное программное обеспечение комплекса
Интерфейс программы (рисунок 2.2) позволяет задавать количество этапов эксперимента, количество циклов измерений на каждом этапе, величину и время тока наводороживания в каждом цикле и периодичность этапов и циклов измерений.
Рисунок 2.2 – Интерфейс программы комплекса
При этом предусмотрена возможность визуализации зависимостей потенциалов девяти испытуемых электродов СЭС в трех типовых скважинах (глина, песок, торф) и контрольного ЭНЕС от времени в течение всего эксперимента.