الکترود مرجع مس / سولفات مس (CSE)

الکترودهای مرجع
2022-04-18
الکترود مرجع نقره / کلرید نقره (Ag/AgCI ویا AAE)
2022-04-20

الکترود Cu/CuSO یا CSE  پر کاربردترین الکترود مرجع در ارزیابی سیستم حفاظت کاتدی در خطوط لوله خشکی هستند . از منظر کاربردی به دو دسته عمده قابل حمل (Portable) و ثابت یا دائمی (Permanent) تقسیم بندی میشوند اما از لحاظ عملکرد و پتانسیل رفتار یکسانی دارند .

الکترود های مرجع دائمی (ثابت) برای طول عمر های طولانی ساخته می شوند و در کنار سازه تحت حفاظت (خط لوله) مدفون شده و به مرور زمان با محیط اطراف خود به تعادل میرسند و انتظار میرود در طی عمر کاری  مثلا ۲۰ سال  رفتار پایداری داشته باشند .با توجه به اینکه جای قرار گیری الکترود مرجع دائمی در طی زمان ثابت است خطای اندازه گیری و تکرار پذیری محل اندازه گیری حذف می شود. لازم به ذکر است با توجه به مدفون بودن الکترود مرجع دائمی در صورت خرابی نیاز به حفاری و تعویض الکترود مرجع خواهد بود (اگر چه این موضوع خیلی انتظار نمیرود ) . لازم به ذکر است برای سیستم های پایش پیوسته وجود الکترود مرجه دائمی نیاز است.الکترود مرجع قابل حمل یا اصطلاحا پرتابل به آن دسته از الکترود های مرجعه گفته میشود که به راحتی قابل حمل است . متداول ترین نوع الکترود مرجع پرتابل در ارزیابی سیستم های حفاظت کاتدی خطوط لوله در خشکی و ابزار کار کارشناسان  وبازرسین فنی الکترود های مرجع پرتابل  CSE  است . در صورت استفاده از الکترود های مرجع دائمی و قرائت پتانسیل غیرعادی در آن نیاز است صحت عملکرد آن مجددا ارزیابی شود . برای ارزیابی الکترود های مرجع دائمی از الکترود های مرجع پرتابل استفاده میکنند .

مبنای هردو الکترود مرجع  ثابت و قابل حمل یکسان بوده و بر مبنای واکنش تعادلی و سریع مس و سولفات مس است که در آن مس میتواند از فلز جدا شده و به صورت یون به راحتی به محلول سولفاتی اشباع وارد شده و یا برعکس از حالت یونی خارج و به فلز مس تبدیل شود . دراین الکترود های مرجع مس با خلوص بالا در محلولی اشباع از سولفات مس غوطه ور است . ساختار متداول الکترود های مرجع قابل حمل  CSE  به صورت زیر است :

همانطور که در بالا مشاهده میکنید مس فلزی معمولا به شکل یک میله در میان محفظه هافسل که معمولا به صورت یم توپ یا لوله است قرار دارد . الکترود مس یا همان میله در داخل هافسل میبایست اولا خلوص بالایی داشته باشد و هم در زمان استفاده کدر نشده باشد .محلول سولفات مس نیز معمولا تا سه چهارم لوله ویا کل لوله را پر کرده اند و مقداری از دانه های شفاف کریستالی سولفات مس در کف هافسل ته نشین شده اند . وجود این کریستال های شفاف شرط صحت عملکرد هافسل هستند اما شرط کافی نیستند . وجود این سولفات مس  مازاد بیانگر حالت اشباع الکترولیت الکترود است . در محل تماس الکترود با خاک از یک غشاء استفاده میشود که قابلیت برقراری ارتباط یونی بین هافسل و خاک را داشته باشد اما تا حد زیادی مانع از نشت محلول داخلی به بیرون و نفوذ ذرات آلوده کننده از طرف خاک بشود .

همانطور که قبلا توضیح داده شده است نوع دیگر الکترود های مرجه به صورت ثابت یا دائمی هستند . با توجه به اینکه عملکرد این نوع الکترود ها برای دوره های طولانی مثلا ۲۰ یا ۲۵ سال و یا حتی بیشتر پیش بینی میشود معمولا و نه همیشه حجم بیشتری داشته و هردو جز فلزی و محلول بیشتری دارند. شماتیک هافسل های دائمی در شکل ۲۹ و نمونه ای از اجرای آن در شکل ۳۰ آورده شده است . در این نوع الکترود های مرجع معمولا از یک پشتبند (BackFill) (بکفیل) استفاده میگردد. یک ترکیب متداول برای این پشتبند ها میتوان ۷۵ درصد گیبسم (Gypsum) 20 درصد بنتونیت (Bentonite) و ۵ درصد سولفات سدیم(Sodium Sulphate) باشد.

برخی تولید کننده های بین المللی انواع الکترود های مرجع CSE توسعه دادند که نه تنها ابعاد نسبی کوچکتری دارند بلکه مدعی هستند در محیط های حاوی کلر نیز میتوان  از آن ها استفاده کرد و یون کلر به داخل آنها نفوذ نمی کنند.

 

 

منبع : کتاب حفاظت کاتدی :اندازه گیری و معیار

نویسندگان:مهدی عطارچی و حمید رضا اطلاعی

انتشارات : هامش

دیدگاه ها بسته شده است