Катодна защита: приложение и стандарти

Корозията е химичната и електрохимичната реакция на метала с околната среда, причинявайки му щети. То протича при различни скорости, които могат да бъдат намалени. От практическа гледна точка интересът е антикорозионната катодна защита на металните конструкции, които са в контакт със земята, с вода и с транспортирани носители. Особено повредени са външните повърхности на тръбите от влиянието на почвата и скитащите течения.

Вътре, корозията зависи от свойствата на средата. Ако това е газ, той трябва да бъде напълно почистен от влага и корозивни вещества: сероводород, кислород и др.

Принцип на действие

Предметът на процеса на електрохимична корозия е средата, металът и интерфейсите между тях. Средата, която обикновено е с влажна повърхност или вода, има добра електрическа проводимост. Електрохимичната реакция възниква на интерфейса между нея и металната структура. Ако токът е положителен (аноден електрод), железните йони преминават в околното решение, което води до загуба на масата на метала. Реакцията причинява корозия. С отрицателен ток (катоден електрод), тези загуби не са налице, тъй като електроните преминават в разтвора. Методът се използва при галванично покритие за покриване на цветни метали върху стомана.

Катодна антикорозионна защита се извършва, когато върху предмета от желязо се приложи отрицателен потенциал.

За тази цел в почвата е поставен аноден електрод и към него е свързан положителен потенциал от източника на енергия. Минусът се прилага към защитения обект. Катодна-анодна защита води до активно разрушаване от корозия само на анодния електрод. Следователно, тя трябва периодично да се променя.

Отрицателен ефект от електрохимичната корозия

Корозията на структурите може да възникне от действието на бездомните токове, падащи от други системи. Те са полезни за целевите обекти, но причиняват значителни щети на близките структури. Скитащите течения могат да се разпространят от релсите на електрифициран транспорт. Те преминават в посока към подстанцията и попадат в тръбопроводите. На изхода от тях се образуват анодни зони, които причиняват интензивна корозия. За защита се използва електрически дренаж - специално засмукване на течения от тръбопровода до техния източник. Възможно е и тук катодна защита на тръбопроводи от корозия. За да се направи това, е необходимо да се разбере величината на бездомните токове, които се измерват със специални устройства.

Въз основа на резултатите от електрическите измервания е избран методът за защита на газопровода. Всеобщото средство е пасивен начин тръбна изолация от контакт със земята с помощта на изолационни покрития. Катодната защита на газопровода е активен метод.

Защита на тръбопроводите

Дизайн в земята, за да се защитят срещу корозия, ако се свържете с тях минус източник на постоянен ток, и плюс - електрода анод, за да погребе в земята по-нататък. Токът ще стигне до дизайна, предпазвайки го от корозия. По този начин се прави катодна защита на тръбопроводи, резервоари или тръбопроводи в земята.

Анодният електрод ще бъде унищожен и трябва периодично да се променя. За резервоара, пълен с вода, електродите са поставени вътре. В този случай течността ще бъде електролит, през който токът ще тече от анодите до повърхността на контейнера. Електродите са добре контролирани и лесни за смяна. В земята това е по-трудно.

Захранване

В близост до нефтопроводи и газопроводи, в отоплителни и водоснабдителни мрежи, за които се изисква катодна защита, се създават станции, от които се подава напрежение към съоръженията. Ако се поставят на открито, степента на тяхната защита трябва да бъде най-малко IP34. Подходящ за сухи помещения.

Станциите за катодна защита на газопроводи и други големи конструкции имат мощност от 1 до 10 kW.

Техните енергийни параметри зависят главно от следните фактори:

• съпротивление между почвата и анода;
• електрическа проводимост на почвата;
• дължината на защитната зона;
• изолиращо действие на покритието.

Традиционно преобразувателят за катодна защита е трансформаторна инсталация. Сега той е заменен от инвертор, който има по-малки размери, по-добра стабилност на текущите и по-голяма икономичност. В важни области инсталирайте контролери, които имат функции за регулиране на тока и напрежението, изравняване на защитните потенциали и т.н.

Оборудването се предлага на пазара в различни варианти. За специфични нужди, индивидуален дизайн, осигуряващи най-добри условия на работа.

Параметри на текущия източник

За да се предпази от корозия на желязо, защитният потенциал е 0,44 V. На практика трябва да се дължи по-скоро на влиянието на включването и състоянието на металната повърхност. Максималната стойност е 1 V. При наличие на покрития върху метала, токът между електродите е 0,05 mA / m². Ако изолацията се счупи, тя се увеличава до 10 mA / m².

Катодна защита е ефективна в комбинация с други методи, тъй като се консумира по-малко енергия. Ако върху повърхността на конструкцията има боядисване, само местата, където е нарушена, са защитени електрохимично.

Характеристики на катодна защита

1. Източниците на захранване са станции или мобилни генератори.
2. Разположението на анодните заземителни прекъсвачи зависи от конкретните тръбопроводи. Методът на подреждане може да бъде разпределен или концентриран и също така да бъде разположен на различни дълбочини.
3. Анодният материал е избран с ниска разтворимост, за да бъде достатъчен за 15 години.
4. Изчислява се потенциалът на защитното поле за всеки тръбопровод. Не се регулира, ако върху конструкциите няма защитни покрития.

Стандартните изисквания на Газпром за катодна защита

• Действие по време на живота на защитното оборудване.
• Защита от атмосферно пренапрежение.
• Поставянето на станцията в блок-кутии или в отделен вандализъм.
• Анодното заземяване е избрано в зони с минимално електрическо съпротивление на земята.
• Характеристиките на преобразувателя се избират, като се вземе предвид остаряването на защитното покритие на тръбопровода.

Защитна защита

Методът е вид катодна защита със свързването на електродите от по-електрореактивен метал през електрически проводима среда. Разликата е в отсъствието на източник на енергия. Защитникът има корозия върху себе си, разтваряйки се в електрически проводима среда.

Няколко години по-късно, анодът трябва да бъде заменен, тъй като той се произвежда.

Ефектът от анода се увеличава с намаляване на преходното му съпротивление със средата. С течение на времето тя може да бъде покрита с корозивен слой. Това води до разпадане на електрическия контакт. Ако анодът се постави в смес от соли, които разтварят корозионните продукти, ефективността се повишава.

Ефектът на протектора е ограничен. Диапазонът на действие се определя от електрическото съпротивление на средата и потенциалната разлика между анод и катод.

Защитната защита се използва при отсъствие на енергийни източници или когато използването им е икономически непрактично. Също така е неблагоприятно, когато се използва в киселинна среда, поради високата скорост на разтваряне на анодите. Предпазните средства се монтират във вода, в земята или в неутрална среда. Анодите от чисти метали обикновено не го правят. Разтварянето на цинка се извършва неравномерно, магнезият се корозира твърде бързо и на алуминий се образува силен филм от оксиди.

Защитни материали

За протектори имат необходимите ефективни свойства, те са направени от сплави със следните легиращи добавки.

• Zn + 0.025-0.15% Cd + 0.1-0.5% Al - защита на оборудването в морската вода.
• Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, В, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (фракция от процента) - операция на сгради в течаща морска вода.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - защита на малки структури в почвата или във вода с ниска концентрация на соли.

Неправилното използване на някои видове протектори води до отрицателни последици. Анодите от магнезий могат да причинят напукване на оборудването, дължащо се на развитието на водородна крехкост.

Съвместната защита на протектора с антикорозионни покрития повишава ефективността си.

Разпределението на защитния ток се подобрява, а анодите се изискват значително по-малко. Един магнезиев анод защитава покрития с битум тръбопровод на дължина от 8 километра и без покритие - само на 30 м.

Защита на автомобилните тела от корозия

В нарушение на покритието, дебелината на тялото на автомобила може да намалее в продължение на 5 години до 1 мм, т.е. ръжда. Възстановяването на защитния слой е важно, но освен това има начин напълно да се спре корозионният процес с помощта на катодна защита. Ако завъртите тялото в катод, металната корозия спира. Анодите могат да бъдат всякакви проводящи повърхности, разположени до: метални плочи, наземна верига, гаражна кутия, повърхност на мокра пътна настилка. Ефективността на защитата се увеличава с нарастването на анодната област. Ако анодът е пътна повърхност, за контакт с него се използва "опашка" от метализиран каучук. Той е поставен пред колелата, за да получите по-добър спрей. "Опашката" е изолирана от тялото.

Анодът е свързан плюс батерия през 1 kΩ резистор и LED свързан към него. Когато веригата се затвори през анода, когато минусът е свързан към тялото, при нормална работа светодиодът почти не се вижда. Ако е с ярко осветление, това означава, че в схемата е възникнала късо съединение. Причината трябва да бъде открита и елиминирана.

За да защитите веригата в серия, трябва да се монтира предпазител.

Когато колата е в гаража, тя е свързана към заземяващия анод. По време на движението връзката е чрез "опашката".

заключение

Катодната защита е начин да се увеличи експлоатационната надеждност на подземните тръбопроводи и други структури. В този случай трябва да се вземе предвид негативното му въздействие върху съседните тръбопроводи от влиянието на бездомните токове.