способ контроля коррозионного состояния металлической арматуры железобетонных опор контактной сети

Формула изобретения

Способ контроля коррозионного состояния металлической арматуры железобетонной опоры контактной сети электрифицированной железной дороги, осуществляемый путем измерения величины потенциала контакта «металл-электролит» после его принудительной поляризации внешним источником напряжения, в котором источник напряжения подключают в измерительную цепь между рельсом и арматурой опоры, отличающийся тем, что в качестве источника напряжения используют генератор с изменяющейся во времени частотой напряжения, который подключают в цепь «рельс-арматура», измеряют значения комплексного сопротивления контролируемой цепи в нормированном диапазоне частоты, обрабатывают программными средствами процессора измеренные величины и определяют находящуюся в корреляционной зависимости со степенью коррозионного разрушения металла арматуры зависимость комплексного сопротивления контролируемой цепи от частоты приложенного испытательного напряжения, сравнивают ее с ранее установленными критериями и по результатам сравнения определяют состояние арматуры опоры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к контролю коррозионного состояния металлической арматуры железобетонных опор контактной сети и может быть использовано для контроля коррозионного состояния металлической арматуры в других железобетонных изделиях.

Нормированным критерием перевода железобетонной опоры контактной сети в дефектную, подлежащую выводу из эксплуатации, служит появление продуктов коррозии металла арматуры на поверхности бетона в подземной части опоры. («Об изменении порядка оценки электрокоррозионной опасности железобетонных опор контактной сети постоянного тока». Технические указания № К - 02/06.; ЦЭт - 2/18 от 15.05.06. ОАО «Российские железные дороги». Департамент электрификации и электроснабжения).

Способы контроля коррозионного состояния арматуры в подземной части железобетонных опор основаны на измерении электрохимических и электрофизических характеристик контакта «металл арматуры-электролит» (далее по тексту «металл-электролит»), в частности его поляризуемости, при принудительной поляризации от внешнего источника.

Известен способ контроля коррозионного состояния арматуры по величине поляризационного потенциала контакта «металл-электролит» («Прибор диагностирования коррозионного разрушения железобетонных опор контактной сети - ДИАКОР». Руководство по эксплуатации), включающий измерение величины поляризационного потенциала U _пол контакта «металл-электролит» после принудительной его поляризации, в котором между рельсом и арматурой опоры подключают источник напряжения постоянного тока, а между арматурой опоры и электродом сравнения включают вольтметр. По показаниям амперметра устанавливают величину постоянного тока поляризации I _пол=4,5÷6,0 мА, принудительно поляризуют контакт «металл-электролит» в течение нормированного промежутка времени (пять минут), отключают источник поляризации от арматуры и рельса, измеряют вольтметром непосредственно после отключения источника поляризации поляризационный потенциал U_пол контакта «металл-электролит» относительно электрода сравнения, формируют заключение либо о наличии (U_пол 0,6 В), либо об отсутствии (U_пол<0,6 B) коррозионного разрушения арматуры в подземной части опоры.

Недостатком способа являются высокие требования к значению предполяризационного потенциала контакта «металл-электролит», измеренная величина которого перед испытанием должна находиться в диапазоне от минус 0,04 В до минус 0,55 В. Для реализации этого условия оператору необходимо затратить от десятков минут до нескольких часов, что ограничивает практическое применение способа.

Наиболее близким заявляемому способу по технической сущности является электрохимический способ контроля состояния арматуры опоры («Указания по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети» (К-146-2002)/ МПС РФ - М.: Трансиздат, 2003, с.12. ЦЭ №197-5/1-2. Технологические карты на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог. Книга II «Техническое обслуживание и текущий ремонт», глава 1.2. «Диагностические испытания и измерения». - М.: МПС, Департамент электрификации и электрификации. - 1999. - 427 с.), включающий измерения поляризационного потенциала U _пол контакта «металл-электролит», согласно которому между рельсом и арматурой опоры подключают источник напряжения постоянного тока, а между арматурой опоры и электродом сравнения подключают вольтметр. Нормированным по величине током (до 1,5 А) от источника, в течение нормированного по длительности промежутка времени (не менее 1 минуты) производят принудительную поляризацию контакта «металл-электролит». По окончании поляризации источник отключают от контролируемой цепи, а через заданный промежуток времени после окончания поляризации, по показаниям вольтметра измеряют потенциал «арматура-электрод сравнения» (пропорциональный потенциалу контакта «металл-электролит»), по величине которого, используя ранее установленные критерии, выполняют косвенную оценку коррозионного состояния арматуры в подземной части опоры.

Недостатком способа является его низкая помехозащищенность, позволяющая проводить измерения только при длительном отсутствии тягового тока в рельсе, что на электрифицированной железной дороге с интенсивным движением реализуются крайне редко.

Задачей данного изобретения является повышение диагностической надежности контроля коррозионного состояния арматуры в подземной части железобетонных опор контактной сети путем повышения точности измерения электрофизических характеристик контакта «металл-электролит», находящихся в корреляционной взаимосвязи со степенью коррозионного разрушения металла арматуры в подземной части железобетонной опоры контактной сети.

Поставленная задача реализована в способе контроля коррозионного состояния арматуры в железобетонной опоре контактной сети электрифицированной железной дороги, осуществляемом путем измерения электрофизической характеристики контакта «металл-электролит» при его принудительной поляризации внешним источником напряжения, который подключают между рельсом и арматурой опоры, благодаря тому, что согласно изобретению в качестве источника поляризации используют генератор напряжения с изменяющейся во времени частотой, который подключают в цепь «рельс-арматура опоры», измеряют величину комплексного сопротивления контролируемой цепи на каждой частоте испытательного напряжения во всем заданном диапазоне частот, заносят измеренные значения в оперативную память процессора, выполняют программными средствами процессора построение зависимости величины комплексного сопротивления от частоты испытательного напряжения, сравнивают ее с ранее установленными критериями и по результатам сравнения определяют коррозионное состояние металлической арматуры опоры.

На чертеже представлена схема измерений, поясняющая техническую сущность предложенного способа.

Способ контроля коррозионного состояния арматуры в подземной части железобетонных опор контактной сети электрифицированной железной дороги реализуется следующим образом.

К рельсовому пути 2 и металлической арматуре 8 опоры 9 присоединен измеритель комплексного сопротивления 3 с генератором напряжения изменяющейся частоты в нормированном диапазоне частот, оснащенный процессором 5 с оперативной 4 и энергонезависимой памятью 6. Измерение значения комплексного сопротивления 1 цепи «рельс-арматура опоры» измерителем 3 выполняется на каждой частоте во всем установленном диапазоне частот, и как усредненный результат более чем тысячи измерений на каждой частоте, обработанных программными средствами процессора 5 в его оперативной памяти 4, заносится в энергонезависимую память 6. По окончании измерений во всем нормированном диапазоне частот измеренные значения комплексного сопротивления извлекаются из энергонезависимой памяти и программными средствами процессора выполняется построение зависимости величины комплексного сопротивления контролируемой цепи от частоты испытательного напряжения. После этого программными средствами процессора 5 выполняется сопоставительный анализ измеренной зависимости комплексного сопротивления контролируемой цепи с хранящимися в энергонезависимой памяти 6 процессора ранее установленными критериями, характеризующими степень коррозионного разрушения арматуры опоры. По результатам сопоставительного анализа выполняется косвенная оценка коррозионного состояния металлической арматуры в подземной части проконтролированной (обследованной) железобетонной опоры контактной сети, которая выводится на индикатор 7.

Применение заявляемого способа позволяет снизить влияние электромагнитных помех на результаты измерений. По полученной зависимости величины комплексного сопротивления контролируемой цепи от частоты приложенного напряжения предоставляется возможность произвести точную оценку коррозионного состояния арматуры в подземной части железобетонной опоры контактной сети, поскольку четко и однозначно проявляет себя контакт «арматура-электролит», физические характеристики которого имеют установленную корреляционную зависимость от частоты приложенного напряжения для различного уровня коррозионного разрушения металлической арматуры железобетонной опоры.