Катодна защита от корозия на тръбопроводи: оборудване, принцип на работа

пари антикорозионна защита позволяват да се удължи експлоатационният срок на металната конструкция, както и да се запазят техническите и физическите свойства по време на работа. Независимо от разнообразието от методи за осигуряване на антикорозионно действие, е възможно да се защитят напълно предмети от ръжда само в редки случаи.

Ефективността на тази защита зависи не само от качеството на защитната технология, но и от условията на нейното приложение. По-специално, за запазване на металната конструкция на тръбопроводите, най-добрите им свойства се демонстрират чрез електрохимична корозионна защита, базирана на работата на катоди. Предотвратяването на образуването на ръжда върху такива комуникации, разбира се, не е единствената сфера на приложение на тази технология, но на съвкупността от характеристики тази посока може да се счита за най-подходяща за електрохимическата защита.

Обща информация за електрохимичната защита

Защитата на металите от ръжда чрез електрохимично действие се основава на зависимостта на стойността потенциала на електрода материал от скоростта на процеса на корозия. Металните конструкции трябва да се експлоатират в диапазона на потенциалите, чието анодно разтваряне ще бъде под допустимата граница. Последното, между другото, се определя от техническата документация за функционирането на структурата.

На практика електрохимичната защита от корозия включва свързването към крайния продукт на източник с постоянен ток. Електрическото поле на повърхността и в структурата на защитения обект образува поляризацията на електродите, която също контролира процеса на корозивно увреждане. По същество анодните зони на металната конструкция стават катодни, което позволява преместване на отрицателните процеси, осигурявайки безопасността на структурата на целевия обект.

Принцип на действие на катодната защита

Налице е катодна и анодна защита на електрохимичния тип. Първата концепция, която се използва за защита на тръбопроводите, все още има най-голяма популярност. По принцип, когато се прилага този метод, се прилага ток към обекта с отрицателен полюс от външен източник. По-специално, стоманена или медна тръба може да бъде защитена по този начин, което води до поляризация на катодните секции с прехода на техните потенциали към анодното състояние. В резултат на това корозионната активност на защитената структура ще бъде намалена до почти нула.

В същото време, катодна защита може да има различни версии. По-горе описаната техника на поляризация от външен източник е широко практикувана, но методът за обезвъздушаване на електролит с намаляване на скоростта на катодните процеси, както и създаването на защитна бариера, е ефективен.

Многократно е отбелязано, че принципът на катодна защита се осъществява благодарение на външен източник на ток. В действителност, в работата си и е основната функция антикорозионна защита. Тези задачи се изпълняват от специални станции, които по правило са част от цялостната инфраструктура за поддръжка на тръбопроводите.

Станции за катодна защита от корозия

Основната функция на катодната станция е стабилното подаване на тока на целевия метален обект в съответствие с метода на катодна поляризация. Те използват това оборудване в инфраструктурата на подземни газопроводи и нефтопроводи, във водопроводни тръби, топлоенергийни мрежи и др.

Има много разновидности на такива източници, а най-разпространеното устройство за катодна защита включва наличието на:

• токова конверторна техника;
• проводници за свързване към обекта, който трябва да бъде защитен;
• анодно заземяване.

В този случай има разделение на станциите в инверторни и трансформаторни. Съществуват и други класификации, но те са ориентирани към сегментиране на растенията или чрез прилагане или чрез технически характеристики и параметри на входните данни. Основните принципи на работа най-ясно илюстрират двата типа катодни станции.

Трансформаторни инсталации за катодна защита

Трябва да се отбележи, че този тип станция е остаряла. Той се замества от инверторни аналози, които имат плюсове и минуси. Така или иначе, трансформаторните модели се използват дори и в новите точки на електрохимична защита.

Основата на тези обекти е нискочестотен трансформатор при 50 Hz и тиристорен конвертор. За тиристорната управляваща система се използват най-простите устройства, сред които и контролерите на фазовата импулсна мощност. По-отговорният подход към решаването на управленските задачи включва използването на контролери с широк спектър от функции.

Съвременната катодна защита срещу корозия на тръбопроводите с такова оборудване ви позволява да регулирате параметрите на изходния ток, отчитането на напрежението и да изравнявате защитните потенциали. Що се отнася до недостатъците на трансформаторното оборудване, те се намаляват до висока степен на тока на вълната на изхода с нисък фактор на мощността. Този дефект се обяснява не със синусоидална форма на тока.

Решаването на проблема с пулсацията до известна степен позволява въвеждането на нискочестотна дроселова клапа в системата, но нейните размери съответстват на размерите на трансформатора, което не винаги прави възможно такова добавяне.

Инверторна станция за катодна защита

Инсталациите от инверторен тип се основават на импулсни високочестотни преобразуватели. Едно от основните предимства на използването на този тип станция е висока ефективност, достигаща 95%. За сравнение този показател средно достига 80% за трансформаторните растения.

Понякога се появяват други достойнства. Например, малките размери на инверторните станции разширяват възможностите за тяхното приложение в сложни зони. Съществуват и финансови предимства, които потвърждават практиката за използване на такова оборудване. По този начин инверторната катодна корозионна защита на тръбопроводите бързо се изплаща и изисква минимална инвестиция в техническо съдържание. Тези качества обаче са ясно видими само в сравнение с трансформаторните инсталации, но днес съществуват по-ефективни нови средства за осигуряване на ток за тръбопроводи.

Конструкции на катодни станции

Такова оборудване се предлага на пазара в различни случаи, форми и размери. Разбира се, практиката на индивидуално проектиране на такива системи е широко разпространена, което дава възможност не само да се постигне оптимален дизайн за специфични нужди, но и да се осигурят необходимите оперативни параметри.

Строгото изчисляване на характеристиките на станцията позволява допълнително оптимизиране на разходите за нейното инсталиране, транспортиране и съхранение. Например, за малки предмети, катодна защита срещу корозия на тръбопроводи на инверторна основа с тегло 10-15 kg и мощност от 1,2 kW е напълно подходяща. Оборудването с такива характеристики може да се обслужва от кола, но при мащабни проекти могат да се използват по-масивни и тежки станции, които изискват свързването на камиони, кранове и монтажни екипи.

Защитна функционалност

Особено внимание при разработването на катодни станции се дава на защитата на самото оборудване. За тази цел системите са интегрирани, за да се предотврати късо съединение и скъсване на товари. В първия случай се използват специални предпазители, които позволяват работа с аварийните режими на работа на устройствата.

Що се отнася до скоковете и прекъсванията на напрежението, станцията за катодна защита е малко вероятно да бъде сериозно засегната от тях, но може да има опасност от токов удар. Например, ако в нормален режим оборудването работи с ниско напрежение, след прекъсване скокът в индикаторите може да доведе до 120 V.

Други видове електрохимична защита

В допълнение към катодната защита се практикуват както дренажни технологии, така и защитни методи за предотвратяване на корозията. Най-обещаващата посока се счита за специална защита от корозия. В този случай активните елементи също са свързани към целевия обект, осигурявайки трансформацията на повърхността с катоди посредством ток. Например, стоманена тръба в газопровода може да бъде защитена от цинкови или алуминиеви цилиндри.

заключение

Методите за електрохимична защита не могат да бъдат приписани на нови и особено иновативни. Ефективността на приложението на такива техники в борбата срещу процесите на ръжда се овладява от дълго време. Един сериозен недостатък обаче затруднява широкото разпространение на този метод. Факт е, че катодна корозионна защита на тръбопроводи неизбежно произвежда така наречените безобидни токове. Те не са опасни за целевия дизайн, но могат да имат отрицателно въздействие върху близките обекти. По-специално, един странен ток насърчава развитието на същата корозия върху металната повърхност на съседните тръби.