ELEKTRODY ODNIESIENIA
DO POMIARÓW POTENCJAŁU KONSTRUKCJI
STALOWYCH I ŻELBETOWYCH




Elektrody odniesienia stosowane są w technologii ochrony elektrochemicznej od około 100 lat i nic nie wskazuje na to, że będzie inaczej w niedalekiej przyszłości. Wykorzystywane są przede wszystkim w elektrochemii, skąd zaczerpnięte są teoria i nazewnictwo elektrod. Przy powszechnej akceptacji potencjałowych kryteriów ochrony stanowią one podstawowy element składowy większości wykonywanych wczoraj i dzisiaj instalacji ochronnych. Bez nich nie jest bowiem możliwy pomiar potencjału konstrukcji - podstawowej wielkości umożliwiającej ocenę stopnia polaryzacji katodowej konstrukcji i tym samym skuteczności jej ochrony katodowej.
Elektrody odniesienia wykorzystywane są także do badania spadków napięć w środowisku elektrolitycznym - różnicy potencjałów pomiędzy dwoma dowolnymi punktami w polu elektrycznym wywołanym przepływem stałego prądu elektrycznego.
Elektrody odniesienia mogą pełnić wiele różnych funkcji, począwszy od diagnostyki zagrożenia korozyjnego konstrukcji przed zastosowaniem ochrony, obejmującej m.in.:

  • pomiary potencjału korozyjnego,
  • lokalizację stref anodowych i katodowych,
  • wykrywanie i rejestrację prądów błądzących,
     
    a kończąc na kontroli konstrukcji chronionych z uwzględnieniem:
     
  • pomiarów potencjału załączeniowego i wyłączeniowego,
  • sterowania automatycznymi stacjami OK,
  • pomiarów rozkładu potencjału (techniki intensywne, CIPS),
  • pomiarów spadków potencjału na powierzchni ziemi (DCVG),
  • diagnostyki układów anodowych,
  • wykrywania interferencji na konstrukcjach sąsiednich.

Pierwotną i zasadniczą funkcją elektrod odniesienia jest jednakże kontrola stopnia polaryzacji zabezpieczanych konstrukcji metalowych i żelbetowych, co zapewnia pośrednio informację o skuteczności ich ochrony przed korozją. Większość metali i stopów technicznych posiada ustalone doświadczalnie zakresy potencjałów ochronnych w typowych środowiskach korozyjnych. Zakłada się, że ich osiągnięcie jest równoznaczne z zahamowaniem lub ograniczeniem do minimum procesów korozyjnych. Na przykład, w przypadku stali korodującej w gruncie lub wodzie przyjmuje się najczęściej potencjał ochrony katodowej w zakresie od -0,85 do -1.1 V wzgl. nasyconej elektrody siarczano-miedziowej.
Idealna elektroda odniesienia powinna charakteryzować się ściśle określonym, niezmiennym potencjałem w całym okresie jej użytkowania, być przy tym niewrażliwa na wpływy otoczenia (zmiany temperatury, ciśnienia, składu chemicznego) oraz nie ulegać polaryzacji w warunkach pomiaru, a więc wykazywać wysoką obciążalność prądową. Pod względem konstrukcyjnym powinna być odporna mechanicznie, tania i niezawodna.
Elektrod doskonałych, spełniających wszystkie powyższe wymagania nie ma, chociaż niektóre z opracowanych konstrukcji są bliskie wymienionego ideału.

W elektrochemii znanych jest bardzo wiele odwracalnych półogniw elektrodowych mogących pełnić rolę elektrod odniesienia [D.J.G. Ives, G.J. Janz, Reference Electrodes, NACE, Houston 1996], ale tylko niektóre z nich znalazły szersze zastosowanie praktyczne w ochronie elektrochemicznej. W szczególności w technologii ochrony katodowej znalazły wykorzystanie głównie trzy elektrody odniesienia:

  • Elektroda siarczano-miedziowa (Cu/nas. CuSO4) stosowana przeważnie w środowisku gruntu i dla tego środowiska uznana w technice za elektrodę standardową,
  • Elektroda chlorosrebrowa (Ag/AgCl) stosowana przeważnie w wodzie morskiej i zasolonej,
  • Elektroda cynkowa (Zn) używana najczęściej w układach wody słodkiej i słonej,

chociaż w zastosowaniach specjalnych używa się również zupełnie innych elektrod odniesienia, jak np. grafitowe, molibdenowe, ołowiowe lub z katalitycznych tlenków metali w ochronie katodowej żelbetu.

Za potencjał każdej z elektrod odpowiedzialna jest na ogół jedna odwracalna reakcja elektrodowa ustalająca się na granicy faz metal-elektrolit. Dobrą elektrodę odniesienia powinien charakteryzować przede wszystkim wysoki prąd wymiany tej reakcji. Im jest on większy, tym trudniej zaburzyć zewnętrznie jej równowagę i zmienić potencjał elektrodowy.
Z teorii działania elektrod odniesienia wynika, że aby zbudować odwracalne i trwałe półogniwo należy użyć materiałów o wysokiej czystości. Stworzony wtedy układ jest ściśle zdefiniowany elektrochemicznie i niezmienny w czasie. Niestety, wielu producentów elektrod w celu obniżenia kosztów produkcji nie zabiega o czystość i stosuje metale oraz odczynniki techniczne. W takich zanieczyszczonych układach przebiegają oprócz właściwych procesów elektrodowych niepożądane reakcje konkurencyjne prowadzące z czasem do nieodwracalnych zmian, zaś zamiast stabilnego potencjału odwracalnego mamy do czynienia ze zmiennym w czasie potencjałem mieszanym. Takie niekorzystne zjawiska może wywołać np. obecność chlorków lub dodatków przeciwmrożeniowych w elektrodach siarczano-miedziowych.

Innym ważnym zagadnieniem jest zabezpieczenie stałości składu chemicznego elektrolitu w elektrodach zamkniętych przy jednoczesnym zachowaniu dobrego kontaktu jonowego z elektrolitem, znajdującym się w otoczeniu elektrody. Stosuje się w tym celu różnego rodzaju przegrody porowate, najczęściej spieki ceramiczne, których zadaniem jest ograniczenie wymiany elektrolitu wewnątrz elektrody z otoczeniem. Aby nie dopuścić do stopniowego rozcieńczania elektrolitu wewnętrznego stosuje się przeważnie roztwory nasycone z odpowiednio dużym zapasem kryształów soli.
Bardzo ważnym i trudnym zadaniem jest dobór przegrody o odpowiedniej przepuszczalności. Przy zbyt dużej przepuszczalności następują wycieki elektrolitu wewnętrznego na zewnątrz, zaś zbyt niskiej rośnie niekorzystnie rezystancja przejścia elektroda-środowisko.
W celu spowolnienia niepożądanych procesów dyfuzji stosuje się również odmiany elektrod odniesienia z elektrolitem w postaci żelu. Okres ich prawidłowej pracy może jednak ulec znacznemu skróceniu w wyniku procesu wysychania elektrolitu (zbyt suche otoczenie elektrody). Wsad żelowy kurcząc się traci wówczas kontakt z przegrodą porowatą szybciej aniżeli elektrolit płynny i elektroda przestaje mierzyć poprawnie.
Pod względem budowy można wyróżnić elektrody odniesienia zamknięte wyposażone w zbiornik elektrolitu o znanym składzie chemicznym oddzielony od środowiska korozyjnego porowatą przegrodą (elektroda siarczano-miedziowa, chlorosrebrowa) oraz elektrody otwarte eksponowane bezpośrednio w środowisku (odmiany elektrody chlorosrebrowej i cynkowej).
W środowiskach wodnych o stabilnym składzie chemicznym stosuje się niekiedy znacznie prostsze w budowie i tańsze elektrody odniesienia typu otwartego. W takiej postaci stosuje się w wodzie morskiej elektrodę chlorosrebrną i cynkową. Ich potencjał nie jest tak ściśle odtwarzalny, jak elektrod zamkniętych, ale do celów praktycznych pomiary potencjału z dokładnością +/-30 mV a nawet więcej uznaje się niekiedy za wystarczające.

Elektroda siarczano-miedziowa

W technologii ochrony katodowej konstrukcji podziemnych jako standardową przyjęto elektrodę siarczano-miedzianą. Wieloletnia praktyka i przyzwyczajenie spowodowały, że elektrodę tę stosuje się powszchnie w różnych odmianach. W przypadku elektrody siarczano-miedzianej, będącej elektrodą pierwszego rodzaju odwracalną względem jonów miedzi II, potencjałotwórczą jest reakcja równowagowa związana z utlenianiem miedzi i przechodzeniem jej do roztworu w postaci dwuwartościowych jonów oraz reakcja do niej odwrotna polegająca na redukcji jonów do metalicznej miedzi. Ustala się w ten sposób dynamiczna równowaga, którą charakteryzują dwa parametry elektrochemiczne - prąd wymiany i potencjał odwracalny (równowagowy). Przy stałym stężeniu jonów miedzi potencjał takiej elektrody jest również stały. W elektrodach siarczano-miedzianych stałość stężenia jonów miedzi zapewnia nasycony roztwór siarczanu miedzi, w którym w stanie nasycenia stężenie to w określonej temperaturze jest również stałe.

 





Pierwowzorem każdej elektrody siarczano-miedziowej, stosowanym powszechnie do dnia dzisiejszego, jest element wykonany z możliwie czystej miedzi (pręt, drut, blaszka) umieszczony w wodnym roztworze nasyconym siarczanu miedzi. W ten sposób zbudowane są wszystkie elektrody wzorcowe oraz wszystkie elektrody przenośne do pomiarów terenowych. By układ ten nadawał się do pomiarów terenowych posiada zazwyczaj konstrukcję pokazaną obok, tj. składa się z:

  • rdzenia miedzianego z czystej elektrolitycznie metalicznej miedzi,
  • nasyconego wodnego roztworu siarczanu miedzi; odczynnik powinien być czysty, bez zanieczyszczeń, przede wszystkim jonami chlorkowymi,
  • nierozpuszczonego nadmiaru kryształów siarczanu miedzi,
  • obudowy wykonanej z materiału nieprzewodzącego prąd elektryczny (izolatora); najczęściej rurki z tworzywa sztucznego, szkła organicznego
  • porowatej przegrody, również wykonanej z materiału, który nie przewodzi prądu elektrycznego, ale umożliwiającej kontakt środowiska elektrolitycznego w porach przegrody ze środowiskiem zewnętrznym; obecnie najczęściej odpowiedni spiek ceramiczny, dawniej element z twardego drewna (dębowego), wycięty wzdłuż włókien i odpowiednio długo wygotowany w wodzie,
  • przewodu elektrycznego dołączonego do rdzenia miedzianego i zabezpieczonego odpowiednią masą izolacyjną.

Do elektrod siarczano-miedziowych przeznaczonych do stałej pracy pod ziemią zaczęto stosować różnego rodzaju modyfikacje mające na celu usprawnienie ich produkcji lub poprawienie warunków ich pracy w terenie, niestety najczęściej zawodne, których zadaniem było:

  • zmniejszenie rezystancji przejścia i zwiększenie powierzchni przegrody porowatej poprzez zastosowanie kokili ceramicznej - jak na szkicu obok, co niestety spowodowało zwiększenie dyfuzji siarczanu miedzi na zewnątrz elektrody i bardzo szybkie nadmierne rozcieńczenie elektrolitu wewnętrznego; pomimo zapewnień niektórych firm, produkujących ceramiczne spieki tlenkowe o zahamowaniu tego zjawiska - dotychczasowe doświadczenia tego nie potwierdzają,
  • ograniczenie dyfuzji jonów miedziowych i wycieków roztworu siarczanu miedzi na zewnątrz osiągnięto poprzez zżelowanie elektrolitu wewnątrz obudowy, co niestety po ograniczeniu dyfuzji wpłynęło niekorzystnie na reakcję wymiany (spowolnioną transportem jonów miedzi do powierzchni elektrody), zaś przy okresowym wysychaniu - skurcz żelu i odrywanie się od ścianek elektrody oraz rdzenia miedzianego,
  • wyeliminowanie na czas transportu i magazynowania roztworu wodnego w elektrodzie siarczano-miedziowej osiągnięto poprzez napełnienie porowatej kokilki ceramicznej suchą mieszaniną siarczanu miedzi i chłonącej wodę glinki (bentonitu), a także innych komponentów (rozwiązanie w Polsce pochodzące z Instytutu Łączności z lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku); niestety istnieje potrzeba dokładnego moczenia elektrod przed zakopaniem (celem osiągnięcia stanu nasyconego wodnego roztworu siarczanu miedziowego), a ponieważ z tego powodu kolila musi być odpowiednio porowata, dyfuzja jonów miedziowych na zewnątrz jest również duża; elektrody bardzo wrażliwe są na rozcieńczanie wodami gruntowymi, zaś zanieczyszczenia zawarte w bentonicie w zasadniczy sposób zmieniają potencjał elektrodowy; z powyższych powodów technicznych elektroda taka zupełnie nie nadaje się do współpracy ze stalowymi elektrodami symulującymi; jej żywotność jest ograniczona, zaś z biegiem czasu staje się zawodna (rozcieńczenie elektrolitu).


Współczesny postęp techniki wymaga stosowania wszystkich materiałów i podzespołów w sposób zapewniający odpowiednio wysoką jakość. Zważywszy na fakt, że ocena funkcjonowania systemów ochrony katodowej, a tym samym wieloletniej skuteczności zabezpieczenia przeciwkorozyjnego podziemnych i podwodnych konstrukcji stalowych, takich jak rurociągi czy zbiorniki z materiałami niebezpiecznymi dla życia i zdrowia ludzi oraz dla otaczającego środowiska, uzależniona jest od wiarygodności wskazań takiego małego podzespołu jakim jest elektroda odniesienia, powinien on być wykonany niezykle starannie, zgodnie z zatwierdzoną dokumentacją i certyfikatem jakości wystawionym dla każdego egzemplarza elektrody przez producenta, w którym za obowiązkowe należy uznać podanie:

  • numeru fabrycznego elektrody umożliwiającego identyfikację wszystkich dokumentów produkcyjnych, w szczególności zastosowanych materiałów mających wpływ na reakcję potencjałotwórczą,
  • wartości potencjału względem elektrody wzorcowej zmierzonej przez producenta lub w certyfikowanym laboratorium w momencie sprzedaży elektrody, wykonany zgodnie z ustaloną i zatwierdzoną procedurą pomiarową,
  • sposobu przechowywania elektrody przed montażem w środowisku,
  • sposobu instalacji elektrody w środowisku.

Współczesne elektrody pomiarowe powinny posiadać żywotność co najmniej 20 lat, co powinno być potwierdzone w dokumentacji technicznej odpowiednim doborem komponentów oraz obliczeniami inżynierskimi. Czołowi producenci elektrod udzielają gwarancji na okres dłuższy niż standardowe 24 miesiące, biorąc na siebie wszelkie konsekwencje ewentualnej wymiany elektrody w przypadku jej wad technicznych.


Inne elektrody odniesienia stosowane w ochronie katodowej

SPZP CORRPOL wychodząc naprzeciw rosnącym potrzebom i wymaganiom swoich klientów produkuje szeroką gamę przemysłowych elektrod odniesienia o systematycznie podnoszonej jakości. W opracowaniach wykorzystywane są współczesna wiedza z zakresu elektrochemii stosowanej oraz doświdczenia rzeszy użytkowników systemów ochrony katodowej na całym świecie, których spostrzeżenia odnotowywane są w specjalistycznej literaturze korozyjnej dostępnej w SPZP CORRPOL.
Opracowane elektrody odniesienia z dużym sukcesem od wielu lat stosowane są w systemach ochrony katodowej, zarówno do celów pomiaru potencjału, jak również do sterowania pracą stacji ochrony katodowej i zdalnego monitorowania. SPZP CORRPOL może podjąć się wykonawstwa elektrod nietypowych i specjalnego przeznaczenia wg wymagań klienta.

 

W stałej ofercie SPZP CORRPOL znajdują się:

Stacjonarna siarczano-miedziowa elektroda odniesienia do pracy ciągłej w gruncie Typ EO-110/Cu

Schemat elektrody EO-110/Cu
    BUDOWA ELEKTRODY:
  • Korpus z tworzywa sztucznego, podzielony wewnątrz na dwie komory, połączone ze sobą obudową elektrody wewnętrznej, od której wyprowadzony jest na zewnątrz przewód elektryczny,
  • Rdzeń miedziany o odpowiednio rozwiniętej powierzchni,
  • Pojemnik główny na nasycony roztwór siarczanu miedzi,
  • Obudowa elektrody wewnętrznej z porowatym elementem ceramicznym, na życzenie także membrana jonowymienna,
  • Pojemnik na wypełniacz przeciwdyfuzyjny oraz wypełnienie chłonące z zewnątrz wodę, zamknięty ceramiczną przegrodą porowatą,
  • Masa kontaktowa zamykająca elektrodę, która umożliwia natychmiastowe montowanie elektrody w ziemi bez potrzeby wielogodzinnego moczenia w wodzie,
  • Dostarczany razem z elektrodą gumowy kołpak, zamykający szczelnie korpus i utrzymujący warstwę masy kontaktowej. Jego zadaniem jest zachowanie w elektrodzie wilgoci w czasie magazynowania i transportu elektrody.
    Kołpak powinien być usunięty przed zamontowaniem elektrody w ziemi.

Od ponad 10-ciu lat SPZP CORRPOL jest producentem stacjonarnych elektrod odniesienia do pracy w gruncie typu EO-110/Cu, które dzięki swoim licznym zaletom zdobyły sobie ugruntowaną pozycję na rynku krajowym i zagranicznym.

    Charakterystyka techniczna elektrody:
     
  • Element pomiarowy - półogniwo Cu/nas. CuSO4
  • Potencjałotwórcza reakcja elektrodowa Cu2++2e-=Cu
  • Potencjał wzgl. normalnej elektrody wodorowej E25°=316 +/- 5 mV
  • Temperaturowy współczynnik potencjału - 0,9 mV/°C
  • Temperatura pracy elektrody: -5°C do +40°C
  • Zależność potencjału od stężenia CuSO4 - ok. 18 mV/dekadę
  • Trwałość - ok. 30 lat
  • Wymiary - śr. 110 x 220 mm
  • Waga 3,2 kg
  • Przewód pomiarowy - YKOXS 1x4 mm2 o długości 4 m (na życzenie odbiorcy firma dostarcza elektrody z inną długością kabla lub innym rodzajem przewodu).
Elektrody po wyprodukowaniu a przed umieszczeniem w magazynie SPZP CORRPOL poddawane są indywidualnej kontroli i atestacji

Cechy użytkowo-techniczne elektrody:

  1. Do wykonania elektrody odniesienia stosowane są najwyższej czystości materiały gwarantujące wysoką odtwarzalność potencjału półogniwa Cu/nas. CuSO4 i jego niezmienność w czasie. Rdzeń elektrody wykonany jest z miedzi elektrolitycznej zawierającej min. 99,99 % Cu. Element ten poddawany jest specjalnej obróbce elektrochemicznej zapewniającej wytworzenie na jego powierzchni drobnokrystalicznej warstwy super czystej miedzi o wysokim stopniu rozwinięcia powierzchni (10-15 razy w stosunku do wymiarów geometrycznych). Tego typu obróbka zwiększa znacząco prąd wymiany reakcji elektrodowej, co zapewnia praktycznie pełną niepolaryzowalność elektrody nawet przy przepływie większych prądów pomiarowych. Rdzeń miedziany umieszczony jest w przedziale wewnętrznym elektrody wypełnionym nasyconym roztworem wodnym siarczanu miedzi (reagenty cz.d.a.) z nadmiarem kryształów soli wystarczającym na wieloletnią eksploatację.
  2. Specjalna konstrukcja elektrody z dwiema przegrodami ceramicznymi oddzielonymi od siebie grubą warstwą neutralnego wypełniacza o wysokim przewodnictwie jonowym (o konsystencji pasty) ogranicza do minimum procesy dyfuzji, które są przyczyną starzenia się i niestabilnej pracy wielu obecnie stosowanych elektrod odniesienia. Dyfuzja ograniczana jest dwukierunkowo, co zarówno zapobiega przenikaniu siarczanu miedzi do otoczenia elektrody (gruntu), jak również zabezpiecza przed wnikaniem niepożądanych substancji do wnętrza elektrody. Rozwiązane to umożliwia stosowanie bez obaw stalowych elektrod symulujących w bezpośrednim sąsiedztwie tej elektrody odniesienia, ponieważ nie są one narażone na wydzielanie się na nich metalicznej miedzi. W najnowszych rozwiązaniach, gdzie stalowe elektrody symulujace umieszcza się bezpośrednio na przegrodzie ceramicznej elektrody, stosuje się dodatkowo specjalną "pułapkę jonową", której zadaniem jest niedopuszczeie do wydostania się z wnętrza elektrody jonów miedzi II.
  3. Płaski zewnętrzny spiek ceramiczny o dużej średnicy (105 mm) zapewnia dużą powierzchnię kontaktu elektrody z gruntem i zarazem niską rezystancję przejścia elektroda-grunt. Te korzystne właściwości elektrody stabilizuje warstwa masy kontaktowej o właściwościach higroskopijnych nałożona na powierzchnię zewnętrzną elementu ceramicznego. Dzięki temu elektroda nadaje się do zastosowania bezpośrednio po pobraniu z magazynu.
  4. Korpus elektrody wykonany jest z tworzywa sztucznego (utwardzany PCV) zapewniającego odpowiednią wytrzymałość i szczelność, a więc bezpieczną eksploatację w gruncie.
  5. Konstrukcja elektrody umożliwia jej dodatkowe wyposażenie (na życzenie odbiorcy) w stalowe elektrody symulujące o powierzchni od 1 do 10 cm2.
  6. Opracowane unikatowe rozwiązanie techniczne zapewnia przy starannym wykonaniu i zachowaniu przyjętej czystości materiałów bardzo wysoką jakość i trwałość tego typu elektrody. Szacowany okres żywotności elektrody w normalnych warunkach glebowych wynosi około 30 lat.
    Każda z wyprodukowanych elektrod podlega dokładnej kontroli jakości, a jej potencjał weryfikowany jest za pomocą wzorcowej elektrody odniesienia. Przyjęte procedury wytwarzania upoważniają SPZP CORRPOL do udzielania gwarancji na 10-cio letni okres poprawnej pracy elektrod, co w pełni potwierdzają dotychczasowe doświadczenia eksploatacyjne.
Elektroda siarczano-miedziowa do stałej pracy w ziemi w wykonaniu przeznaczonym do kontrolnego wyciągania elektrody z ziemi (rury zabezpieczającej uszczelnionej workiem z keramzytem), zaopatrzone w odpowiednie uchwyty - wg opracowania stosowanego w gazownictwie

typ elektrody EO-110/Cu-W

Karta katalogowa elektrody EO-110/Cu


UWAGA - NOWOŚĆ !!
SPZP CORRPOL wychodząc naprzeciw potrzebom opracował i wdrożył do produkcji po licznych badaniach i udoskonaleniach zmodyfikowaną, oszczędną w produkcji i znacznie tańszą wersję elektrody typu EO-110/Cu-E. Cechuje się ona analogicznymi podstawowymi parametrami metrologicznymi jak wersja podstawowa EO-110/Cu (opisana wyżej) i swoimi walorami odpowiada wszelkim standardom narzuconym przez czołowych producentów światowych (np. Borin, Mesa, M.C. Miller, CorrTech i inne). Niestety elektroda ta, w wykonaniu ekonomicznym, posiada znacznie ograniczony okres gwarancji producenta w stosunku do elektody standardowej typu EO-110/Cu.


Przenośne siarczano-miedziowe elektrody odniesienia do pracy w gruncie
Typy EO-30/Cu i EO-30/Cu-L, zestaw EO-30/Cu-Z

UWAGA: elektrody przenośne obecnie wykonywane są wyłącznie na zamówienie!

Pomiar potencjału w terenie za pomocą elektrody odniesienia
    BUDOWA ELEKTRODY:
     
  • Element pomiarowy - półogniwo Cu/nas. CuSO4
  • Potencjałotwórcza reakcja elektrodowa
    Cu2++2e-=Cu
  • Potencjał względem normalnej elektrody wodorowej     E25°=316 +/- 5 mV
  • Temperaturowy współczynnik potencjału
    - 0,9 mV/°C
  • Temperatura pracy elektrody: -5°C do +40°C
  • Zależność potencjału od stężenia CuSO4
    - ok. 18 mV/dekadę
  • Ceramiczna przegroda porowata w kształcie stożka
  • Wymiary - śr. 35 x 220 mm
  • Waga 0,25 kg
  • Przewód pomiarowy - dołączany do elektrody podczas pomiarów.
  • Zalecany okres kalibracji/testowania - 1 do 2 lat w zależności od sposobu użytkowania, częściej, jeśli elektroda użytkowana jest w środowisku chlorków.
  • Trwałość elektrody uzależniona jest od sposobu użytkowania.
Przenośne elektrody pomiarowe siarczano-miedziowe

Przenośna elektroda siarczano-miedziowa (EO-30/Cu)jest podstawowym narzędziem w technologii ochrony katodowej konstrukcji podziemnych. Wykorzystywana jest do pomiaru potencjału konstrukcji stalowych (zarówno nie chronionych, jak i poddanych polaryzacji katodowej) oraz do pomiaru spadków napięcia pomiędzy różnymi punktami na powierzchni ziemi (przy współpracy z drugą identyczną elektrodą odniesienia). Minimalny zestaw pomiarowy do realizacji typowych prac terenowych związanych z ochroną katodową, to komplet dwóch takich elektrod odniesienia.

Pomiary za pomocą elektrody odniesienia na wysięgniku

W celu wykonania pomiaru zewnętrzny roboczy element elektrody, wykonany w postaci porowatego materiału ceramicznego lub innego elementu umożliwiającego przepływ prądu elektrycznego drogą jonową, należy umieścić w ziemi, najlepiej w jej naturalnej wilgotnej warstwie lub w miejscu specjalnie do wykonania pomiaru zmoczonego wodą. Lokalizacja elektrody odniesienia w pomiarach ma zasadnicze znaczenia dla ich poprawności.
Pomiarowy obwód elektryczny zamyka się za pomocą przewodu elektrycznego łączącego zacisk na elektrodzie odniesienia z badaną konstrukcją metalową. Połączenie takie najkorzystniej wykonuje się do zacisków w punktach kontrolno-pomiarowych, w których na powierzchnię ziemi wyprowadzone są specjalne połączenia elektryczne do konstrukcji podziemnej. Połączenie takie może być wykonane także do dostępnych z powierzchni ziemi wszelkiego rodzaju elementów (np. armatury) połączonych w sposób elektryczny z konstrukcją podziemną.
Połączenia elektryczne powinny być pewne i z reguły wszelkiego rodzaju styki powinny być przed wykonaniem pomiarów starannie oczyszczone.
W celu ułatwienia wykonywania pomiarów w pozycji stojącej (np. do realizacji tzw. pomiarów intensywnych, stosuje się do przenośnych elektrod odniesienia odpowiednie przedłużacze lub wykonuje się je od razu w takiej postaci na stałe (elektroda EO-30/Cu-L).

Elektrody przenośne na wysięgnikach do pomiarów intensywnych

Elektrody odniesienia na wysięgnikach (EO-30/Cu-L) lub uchwycie teleskopowym (EO-30/Cu-Lt), umożliwiających łatwe wykonywanie pomiarów podczas przemieszczania się nad rurociągami, stosuje się obecnie powszechnie w tzw. pomiarach intensywnych. Badania tego rodzaju wymagają wykonywania pomiarów na trasie rurociągu w niewielkich odstępach od siebie. Wśród wielu metod pomiarowych służących do oceny skuteczności ochrony katodowej lub detekcji uszkodzeń w powłokach izolacyjnych (np. IFO, CIPS, DCVG) stosuje się parę takich jednakowych elektrod odniesienia, które zazwyczaj służą do określania niewielkich spadków napięć na powierzchni ziemi.

Grot elektrody wykonany z szlachetnej ceramiki porowatej

W niektórych technikach pomiarowych elektrodom odniesienia stawia się bardzo wysokie wymagania związane przede wszystkim z ich właściwościami elektrochemicznymi, takimi jak np. stałość potencjału. Nie bez znaczenia jest także trwałość mechaniczna takich elektrod. Na uszkodzenia narażony jest przede wszystkim element porowaty łączący wewnętrzny elektrolit elektrody odniesienia z elektrolitem glebowym. Z tego powodu nowoczesne elektody wykonywane są z dobranych i niezwykle trwałych oraz szlachetnych materiałów (obudowa z poliwęglanu, wypalana odpowiednio ceramika lub specjalne nowe materiały polimerowe).

Jednym z najlepszych sposobów utrzymania w należytym stanie elektrod pomiarowych jest ich przechowywanie w specjalnie do tego celu wykonanym opakowaniu. Zawiera ono także części zapasowe (pojemnik z siarczanem miedzi II do ewentualnego uzupełnienia elektrolitu, dodatkową przegrodę porowatą - spiek ceramiczny), a także przewód pomiarowy i specjalną osłonę umożliwiającą bezpieczne zanurzanie elektrody w wodzie. Opakowanie zestawu chroni elektrodę przed mechanicznymi uszkodzeniami podczas transportu. Robocza część elektrody chroniona jest ciasno dopasowanym elastycznym kapturkiem, co w zdecydowany sposób ogranicza parowanie elektrolitu z porowatej powierzchni spieku. Jaskrawe kolory elektrody i wszystkich części ułatwia ich widoczność w warunkach terenowych, np. w trawie.
Estetyczne wykonanie zestawu skłania użytkowników elektrod do utrzymania czystości, co bez wątpienia przyczynia się do wydłużenia ich żywotności i tym samym przydatności do wykonywania pomiarów. Jak wykazała praktyka, dzięki estetycznemu wykonaniu zestawu, wymuszony w taki sposób profesjonalny styl obchodzenia się z elektrodą, precyzyjnym choć masywnie wykonanym narzędziem pomiarowym, zdecydowanie wpływa na pewność wykonywanych pomiarów potencjału i ich wiarygodność.
Wychodząc naprzeciw tym potrzebom SPZP CORRPOL w swojej ofercie posiada zestaw do pomiaru potencjału konstrukcji metalowych za pomocą przenośnej elektrody siarczano-miedziowej dla potrzeb ochrony katodowej. Zestaw posiada oznaczenie: EO-30/Cu-Z. Do zestawu dołączona jest instrukcja i gwarancja.

Zestaw do pomiaru potencjału metalowych konstrukcji podziemnych EO-30/Cu-Z: przenośna elektroda siarczano-miedziowa, kapturek zabezpieczający, kabel pomiarowy wraz z osłona do pomiarów w wodzie, zapasowa przegroda porowata, instrukcja obsługi wraz z gwarancją

Elektroda EO-30/Cu i wszystkie części zestawu są dobrze widoczne w terenie    Elektrody EO-30/Cu dostarczane są w bardzo trwałych i estetycznych zestawach pomiarowych


SPZP CORRPOL oferuje wykonywanie wszelkiego rodzaju usług technicznych i poradnictwa w zakresie stosowania elektrod odniesienia do potrzeb ochrony katodowej. Prowadzi serwis własnych elektrod odniesienia, ich kalibrację i atestację.
W naszym laboratorium elektrochemicznym możliwe jest wykonanie regeneracji dowolnych przenośnych elektrod odniesienia poprzez ich usprawnienie (obróbka elektrochemiczna rdzenia miedzianego, wymiana elektrolitu, udrożnienie elementów porowatych, wyeliminowanie szkodliwych chlorków).


SPRAWDŹ CZY POSŁUGUJESZ SIĘ PRAWIDŁOWĄ ELEKTRODĄ ODNIESIENIA !!

UWAGA !!

Norma Europejska PN-EN 13509 "Metody pomiarowe w ochronie katodowej"
stawia wymaganie:

"Elektrody odniesienia i pomiarowe należy regularnie kontrolować
porównując je z elektrodami odniesienia specjalnie do tego przeznaczonymi".

Od marca 2003 roku SPZP CORRPOL wdrożył nową usługę - wykonywanie pomiarów kontrolnych elektrod odniesienia własnej produkcji i elektrod pochodzących od innych dostawców oraz ich doroczną kalibrację względem specjalnej elektrody wzorcowej zgodnie z postanowieniami normy europejskiej PN-EN 13509.

SPZP CORRPOL wykonuje dla różnych zastosowań technicznych specjalne elektrody odniesienia - o podwyższonej stabilności i odtwarzalności potencjału, długowieczości i innych parametrów użytkowych do zastosowań wojskowych i cywilnych.


Cynkowe elektrody odniesienia do badania prądów błądzących w Metrze Warszawskim
Karta katalogowa elektrody EO-30/Zn

Cynkowa elektroda odniesienia do badania rozpływu prądów bładzących w Metrze Warszawskim wykorzystywana przez Instytut Elektrotechniki w Warszawie


Elektrody cynkowe do przestrzeni pomiędzy rurą przewodową a rurą zabezpieczającą (ochronną)
Karta katalogowa elektrody EO-40/Zn

Cynkowa elektroda odniesienia do przestrzeni międzyrurowej