Կաթոդիկ պաշտպանության սկզբունքը և սխեման. Կաթոդիկ կոռոզիայից պաշտպանություն

Էջ 1

Կաթոդիկ պաշտպանությունԳազատարը պետք է աշխատի անխափան. Յուրաքանչյուր VCS-ի համար սահմանվում է որոշակի ռեժիմ՝ կախված դրա աշխատանքային պայմաններից: Կաթոդային կայանը շահագործելիս պահվում է դրա էլեկտրական պարամետրերի և ընթացիկ աղբյուրի աշխատանքի մատյան: Անհրաժեշտ է նաև անոդային հիմնավորման մշտական ​​մոնիտորինգ, որի վիճակը որոշվում է RMS հոսանքի արժեքով:

Պաշտպանիչ ծածկույթի վիճակի և դրա հաղորդունակության բնութագրերը:

Գազատարի կաթոդիկ պաշտպանությունը պետք է գործի անխափան։ Երթուղու այն հատվածներում, որտեղ էլեկտրամատակարարումն օրական մի քանի ժամով ընդհատվում է, էլեկտրաէներգիայի անջատումների ժամանակ պաշտպանություն ապահովելու համար օգտագործվում են մարտկոցներ: Տարողություն մարտկոցորոշվում է RMS պաշտպանիչ հոսանքի արժեքով:

Գազատարների կաթոդիկ պաշտպանությունը թափառող հոսանքներից կամ հողի կոռոզիայից իրականացվում է ուղղակի էլեկտրական հոսանքի միջոցով արտաքին աղբյուրից: Ընթացիկ աղբյուրի բացասական բևեռը միացված է պաշտպանված գազատարին, իսկ դրական բևեռը միացված է հատուկ հողին՝ անոդին։

Գազատարների կաթոդիկ պաշտպանությունը կոռոզիայից իրականացվում է դրանց կաթոդային բևեռացման շնորհիվ՝ օգտագործելով արտաքին հոսանքի աղբյուր:

Գազատարների կաթոդային պաշտպանության ազդեցությունը երկաթուղային երկաթուղային սխեմաների վրա.

Գազատարի կաթոդիկ պաշտպանության համար օգտագործվում են էլեկտրական կայանքների ստանդարտ գործիքներ և հատուկ կոռոզիոն չափող և օժանդակ գործիքներ։ Ստորգետնյա կառույցի և գետնի միջև պոտենցիալ տարբերությունը չափելու համար, որը կոռոզիայից վտանգի և պաշտպանության առկայության գնահատման չափանիշներից մեկն է, օգտագործվում են սանդղակի վրա 1 ներքին դիմադրության մեծ արժեք ունեցող վոլտմետրեր, որպեսզի դրանց ընդգրկումը չափիչ շղթան չի խախտում վերջինիս մեջ պոտենցիալ բաշխումը։ Այս պահանջը որոշվում է ինչպես ստորգետնյա կառույց-հողային համակարգի ներքին բարձր դիմադրությամբ, այնպես էլ չափիչ էլեկտրոդի գետնի հետ շփման կետում ցածր հիմնավորող դիմադրության ստեղծման դժվարությամբ, հատկապես ոչ բևեռացնող էլեկտրոդներ օգտագործելիս: Բարձր մուտքային դիմադրությամբ չափիչ շղթա ստանալու համար օգտագործվում են պոտենցիոմետրեր և բարձր դիմադրության վոլտմետրեր։

Գազատարների կաթոդային պաշտպանության կայանների համար որպես էլեկտրաէներգիայի աղբյուր, խորհուրդ է տրվում օգտագործել բարձր ջերմաստիճանի վառելիքի բջիջներ կերամիկական էլեկտրոդով: Նման վառելիքի բջիջները կարող են երկար ժամանակաշխատանքներ գազատարի երթուղու վրա, էլեկտրաէներգիա մատակարարելով կաթոդիկ պաշտպանության կայաններին, ինչպես նաև գծերի վերանորոգողների տներին, ազդանշանային համակարգերին և ավտոմատ կառավարման փականներին: Բարձր հզորություն չպահանջող գծային կառույցների և գազատարների կայանքների սնուցման այս մեթոդը մեծապես հեշտացնում է շահագործման սպասարկումը:

Շատ հաճախ հաշվարկով ստացված գազատարների կաթոդիկ պաշտպանության պարամետրերը զգալիորեն տարբերվում են պրակտիկայում չափումների միջոցով ստացված SPS պարամետրերից: Դա պայմանավորված է ազդող գործոնների ողջ բազմազանությունը հաշվի առնելու անհնարինությամբ բնական պայմաններըպաշտպանության պարամետրերի վրա.

Մեկուսիչ ծածկույթներով ստորգետնյա գազատարների պասիվ պաշտպանությունը լրացվում է էլեկտրական պաշտպանությամբ: Էլեկտրական պաշտպանության խնդիրները հետևյալն են.

1. Պաշտպանված գազատարից թափառող էլեկտրական հոսանքների հեռացում և դրանց կազմակերպված վերադարձ դեպի էլեկտրական կայանքներ և հաստատուն հոսանքների ցանցեր, որոնք հանդիսանում են այդ հոսանքների աղբյուրը:
2. Գազատարով հոսող հոսանքների ճնշումը այն վայրերում, որտեղ նրանք դուրս են գալիս գետնին (անոդային գոտիներ) արտաքին աղբյուրից հոսանքներով, ինչպես նաև հողի էլեկտրաքիմիական կոռոզիայի հետևանքով առաջացող հոսանքներով՝ ստեղծելով գալվանական միացում և պաշտպանիչ էլեկտրական ներուժ։ գազատար խողովակները։
3. Գազատարների միջոցով էլեկտրական հոսանքների տարածման կանխարգելում` դրանք մեկուսիչ եզրերով բաժանելով:

Թափառող հոսանքների հեռացման խնդիրը կարելի է լուծել՝ ստեղծելով.

1. լրացուցիչ հիմնավորում՝ հոսանքները գետնին արտահոսելու համար: Թերություն - հնարավորություն վնասակար ազդեցությունպաշտպանված գազատարից հոսող հոսանքների հարևան խողովակաշարերին.
2. պարզ կամ ուղղակի ջրահեռացման պաշտպանություն, այսինքն. պաշտպանված գազատարի էլեկտրական միացում տրամվայի կամ էլ երկաթուղիդրանց միջով հոսանքները դեպի իրենց աղբյուրը վերադարձնելու համար։ Պարզ դրենաժն ունի երկկողմանի հաղորդունակություն, այսինքն. կարող է հոսանք փոխանցել ետ ու առաջ, և, հետևաբար, օգտագործվում է կայուն անոդային գոտիներում: Այս պաշտպանության թերությունը ջրահեռացումը անջատելու անհրաժեշտությունն է, եթե հոսանքի բևեռականությունը փոխվել է կամ եթե գազատարի վրա ներուժը պակասել է ռելսերի վրա.
3. բևեռացված ջրահեռացման պաշտպանություն, այսինքն. միակողմանի հաղորդունակությամբ ջրահեռացում՝ բացառելով ռելսերից դեպի պաշտպանված գազատար հոսանքի հակառակ հոսքը.
4. ուժեղացված ջրահեռացման պաշտպանություն, այսինքն. այնպիսի պաշտպանություն, որի շղթայում ներառված է արտաքին հոսանքի աղբյուր՝ արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։ Այսպիսով, ուժեղացված դրենաժը բևեռացված դրենաժի համադրություն է կաթոդիկ պաշտպանության հետ:

Պաշտպանված գազատարով հոսող հոսանքները ճնշելու խնդիրը կարող է լուծվել՝ օգտագործելով.

1. Կաթոդիկ պաշտպանություն արտաքին հոսանքով (էլեկտրական պաշտպանություն), այսինքն. պաշտպանված գազատարը միացնելով արտաքին հոսանքի աղբյուրին` նրա բացասական բևեռին որպես կաթոդ: Ընթացիկ աղբյուրի դրական բևեռը միացված է հողին `անոդին: Ստեղծվում է փակ շղթա, որում հոսանքն անոդից գետնի միջով հոսում է դեպի պաշտպանված գազատար, ապա դեպի արտաքին հոսանքի աղբյուրի բացասական բևեռ։ Այս դեպքում անոդային հիմքերը աստիճանաբար ոչնչացվում են, սակայն գազատարը պաշտպանված է իր կաթոդային բևեռացման և խողովակներից գետնին հոսանքի հոսքի կանխարգելման շնորհիվ: Կաթոդիկ պաշտպանության կայանները (CPS) կարող են օգտագործվել որպես արտաքին աղբյուր.
2. Պաշտպանիչ պաշտպանություն, այսինքն. պաշտպանություն էլեկտրական շղթայում մետաղներից պատրաստված պաշտպանիչներ օգտագործելով, որոնք քայքայիչ միջավայրում ավելի բացասական ներուժ ունեն, քան խողովակաշարի մետաղը: Էլեկտրականությունտեղի է ունենում քայլքի պաշտպանության համակարգում, ինչպես նաև գալվանական խցում, որտեղ էլեկտրոլիտը խոնավություն պարունակող հող է, իսկ էլեկտրոդները՝ գազատարը և պաշտպանիչ մետաղը։ Ստացված պաշտպանիչ հոսանքը ճնշում է էլեկտրաքիմիական կոռոզիոն հոսանքները և ապահովում է պաշտպանիչի ստեղծում էլեկտրական ներուժգազատարի վրա։

Ստորգետնյա գազատարի կաթոդիկ պաշտպանության սխեմատիկ դիագրամ

1 - անոդային հիմնավորում; 2.4 - ջրահեռացման մալուխներ; 3 — էլեկտրական հոսանքի արտաքին աղբյուր; 5 — ջրահեռացման մալուխի միացման կետ; 6 - պաշտպանված գազատար

Ստորգետնյա գազատարի համար քայլքի պաշտպանության սխեմատիկ դիագրամ

1 - պաշտպանված գազատար; 2 - մեկուսացված մալուխներ; 3 - հսկողության ելք; 4 - պաշտպանիչ; 5 - լցոն քայլքի համար

Խողովակաշարերի էլեկտրական հատվածի խնդիրը լուծվում է պարոնիտային կամ տեքստոլիտային միջադիրներով, տեքստոլիտային թփերի և լվացքի մեքենաներով մեկուսիչ եզրեր տեղադրելով: Մեկուսիչ եզրերի նախագծման օրինակ է ցուցադրվում ստորեւ նշված նկարում:

Մեկուսիչ եզրերի տեղադրում

1- մեկուսիչ տեքստոլիտ կամ պարոնիտ թփ; 2- մեկուսիչ լվացող մեքենա՝ պատրաստված տեքստոլիտից, ռետինից կամ վինիլքլորիդից. 3 — պողպատե լվացքի մեքենա; 4 - կապարի լվացող մեքենաներ; 5 - տեքստոլիտ օղակ-փական

Ստորգետնյա պողպատե գազատարների վրա կոռոզիոն ազդեցության աստիճանը բնութագրող հիմնական գործոններն են.

• հողի մեջ թափառող հոսանքների մեծությունն ու ուղղությունը.
• գազատարի ներուժի մեծությունն ու բևեռականությունը՝ համեմատած այլ մետաղական ստորգետնյա հաղորդակցությունների և էլեկտրաֆիկացված տրանսպորտային ռելսերի հետ.
• գազատարով հոսող հոսանքների ուղղությունը և ուժը.
• գազատարների հակակոռոզիոն պաշտպանության վիճակ;
• Էլեկտրական դիմադրողականության ֆունտի արժեքը:

Այս բոլոր գործոնները ենթակա են պարբերական մոնիտորինգի։

Էլեկտրական չափումների հաճախականությունը հետևյալն է.

• գազատարների և այլ պաշտպանված կառույցների, ինչպես նաև քարշակային ենթակայանների և էլեկտրատրանսպորտի պահեստների, երկաթուղու և էլեկտրաֆիկացված երկաթուղու ռելսերի մոտ և դրանց հետ գազատարների խաչմերուկներում, առնվազն 3-ը մեկ անգամ էլեկտրական պաշտպանության կայանքների տարածքներում. ամիսներ, ինչպես նաև աշխատանքային պայմանների փոփոխություններ` նոր էլեկտրական պաշտպանություն, պաշտպանված կառույցներ կամ թափառող հոսանքների աղբյուրներ.
• էլեկտրական պաշտպանության տեսանկյունից ոչ վտանգավոր տարածքներում՝ առնվազն տարին մեկ անգամ ամառային ժամանակ, ինչպես նաև պայմանների ցանկացած փոփոխության դեպքում, որը կարող է առաջացնել էլեկտրակոռոզիա։

Քայլի պաշտպանության համար օգտագործվում են գունավոր մետաղներից պատրաստված պաշտպանիչներ՝ սովորաբար մագնեզիում, ցինկ, ալյումին և դրանց համաձուլվածքներ:

Իրականացվում է էլեկտրական պաշտպանիչ կայանքների աշխատանքի մոնիտորինգ և կոնտակտներում պոտենցիալների չափում (առնվազն). ջրահեռացման կայանքների վրա՝ ամիսը 4 անգամ. կաթոդային տեղադրման ժամանակ `ամսական 2 անգամ; քայլք միավորների վրա՝ ամիսը մեկ անգամ:

Կոռոզիան բացասաբար է անդրադառնում ստորգետնյա խողովակաշարերի տեխնիկական վիճակի վրա, դրա ազդեցության տակ գազատարի ամբողջականությունը խախտվում է և ճաքեր են առաջանում։ Նման գործընթացից պաշտպանվելու համար օգտագործվում է գազատարի էլեկտրաքիմիական պաշտպանությունը։

Ստորգետնյա խողովակաշարերի և դրանից պաշտպանվելու միջոցների կոռոզիա

Ըստ պայմանի պողպատե խողովակաշարերազդում է հողի խոնավության, նրա կառուցվածքի և քիմիական բաղադրությունը. Խողովակների միջոցով փոխանցվող գազի ջերմաստիճանը, գետնի մեջ թափառող հոսանքները, որոնք առաջանում են էլեկտրաֆիկացված տրանսպորտից և ընդհանրապես կլիմայական պայմաններից։

Կոռոզիայի տեսակները.

• Մակերեսային. Շարունակական շերտով տարածվում է արտադրանքի մակերեսի վրա։ Գազատարի համար նվազագույն վտանգ է ներկայացնում:
• Տեղական. Դրսեւորվում է խոցերի, ճաքերի, բծերի տեսքով։ Մեծ մասը վտանգավոր տեսքկոռոզիա.
• Հոգնածության կորոզիայի ձախողում: Վնասի աստիճանական կուտակման գործընթացը.

Կոռոզիայից էլեկտրաքիմիական պաշտպանության մեթոդներ.

• պասիվ մեթոդ;
• ակտիվ մեթոդ.

Էլեկտրաքիմիական պաշտպանության պասիվ մեթոդի էությունը գազատարի մակերեսին հատուկ պաշտպանիչ շերտի կիրառումն է, որը կանխում է. վնասակար ազդեցությունները միջավայրը. Նման ծածկույթը կարող է լինել.

• բիտում;
• պոլիմերային ժապավեն;
• ածուխի խեժի սկիպիդար;
• էպոքսիդային խեժեր.

Գործնականում հազվադեպ է հնարավոր գազատարի վրա հավասարաչափ կիրառել էլեկտրաքիմիական ծածկույթ: Բացերի տեղերում մետաղը դեռ ժամանակի ընթացքում վնասվում է։

Էլեկտրաքիմիական պաշտպանության ակտիվ մեթոդը կամ կաթոդիկ բևեռացման մեթոդը խողովակաշարի մակերևույթի վրա բացասական ներուժի ստեղծումն է՝ կանխելով էլեկտրաէներգիայի արտահոսքը, դրանով իսկ կանխելով կոռոզիայի առաջացումը:

Էլեկտրաքիմիական պաշտպանության գործառնական սկզբունքը

Գազատարը կոռոզիայից պաշտպանելու համար անհրաժեշտ է ստեղծել կաթոդիկ ռեակցիա և վերացնել անոդային ռեակցիան: Դրա համար պաշտպանված խողովակաշարի վրա հարկադրաբար բացասական ներուժ է ստեղծվում։

Անոդային էլեկտրոդները տեղադրվում են գետնին, իսկ արտաքին հոսանքի աղբյուրի բացասական բևեռը միացված է անմիջապես կաթոդին՝ պաշտպանված օբյեկտին: Էլեկտրական միացումն ավարտելու համար հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռը միացված է անոդին. ընդհանուր միջավայրպաշտպանված խողովակաշարով։

Այս էլեկտրական շղթայում անոդը կատարում է հիմնավորման գործառույթը: Շնորհիվ այն բանի, որ անոդն ավելի դրական ներուժ ունի, քան մետաղական առարկան, տեղի է ունենում դրա անոդային տարրալուծում։

Կոռոզիայի գործընթացը ճնշվում է պաշտպանված օբյեկտի բացասական լիցքավորված դաշտի ազդեցության տակ: Կոռոզիայից կաթոդիկ պաշտպանությամբ անոդային էլեկտրոդը ուղղակիորեն կենթարկվի քայքայման:

Անոդների ծառայության ժամկետը մեծացնելու համար դրանք պատրաստվում են իներտ նյութերից, որոնք դիմացկուն են տարրալուծման և արտաքին գործոնների այլ ազդեցությունների նկատմամբ:

Էլեկտրաքիմիական պաշտպանության կայանը սարք է, որը ծառայում է որպես արտաքին հոսանքի աղբյուր կաթոդային պաշտպանության համակարգում։ Այս տեղադրումըմիանում է ցանցին, 220 Վտ և արտադրում է էլեկտրաէներգիա սահմանված ելքային արժեքներով։

Կայանը տեղադրված է գազատարի հարևանությամբ գետնին։ Այն պետք է ունենա IP34 կամ ավելի բարձր պաշտպանության աստիճան, քանի որ այն աշխատում է դրսում:

Կաթոդիկ պաշտպանության կայանները կարող են տարբեր լինել տեխնիկական բնութագրերըև ֆունկցիոնալ հատկություններ:

Կաթոդիկ պաշտպանության կայանների տեսակները.

• տրանսֆորմատոր;
• ինվերտոր

Էլեկտրաքիմիական պաշտպանության տրանսֆորմատորային կայաններն աստիճանաբար դառնում են անցյալում: Դրանք 50 Հց հաճախականությամբ գործող տրանսֆորմատորից և թրիստորային ուղղիչից բաղկացած կառուցվածք են։ Նման սարքերի թերությունը առաջացած էներգիայի ոչ սինուսոիդային ձևն է։ Արդյունքում, ելքի վրա տեղի է ունենում ուժեղ հոսանքի պուլսացիա, և դրա հզորությունը նվազում է:

Ինվերտորային էլեկտրաքիմիական պաշտպանության կայանը առավելություն ունի տրանսֆորմատորի նկատմամբ: Դրա սկզբունքը հիմնված է բարձր հաճախականության իմպուլսային փոխարկիչների աշխատանքի վրա: Inverter սարքերի առանձնահատկությունը տրանսֆորմատորային միավորի չափի կախվածությունն է ընթացիկ փոխակերպման հաճախականությունից: Ազդանշանի ավելի բարձր հաճախականությամբ, ավելի քիչ մալուխ է պահանջվում, և ջերմության կորուստը նվազում է: Ինվերտորային կայաններում, հարթեցնող ֆիլտրերի շնորհիվ, արտադրվող հոսանքի ալիքային մակարդակն ավելի փոքր ամպլիտուդ ունի:

Էլեկտրական սխեման, որը սնուցում է կաթոդիկ պաշտպանության կայանը, այսպիսի տեսք ունի՝ անոդային հիմնավորում - հող - պաշտպանված օբյեկտի մեկուսացում:

Կոռոզիայից պաշտպանության կայան տեղադրելիս հաշվի են առնվում հետևյալ պարամետրերը.

• անոդային հիմնավորման դիրքը (անոդ-հող);
• հողի դիմադրություն;
• օբյեկտի մեկուսացման էլեկտրական հաղորդունակությունը.

Գազատարների ջրահեռացման պաշտպանության կայանքներ

Էլեկտրաքիմիական պաշտպանության ջրահեռացման մեթոդով հոսանքի աղբյուր չի պահանջվում, գազատարը հաղորդակցվում է քարշող ռելսերի հետ՝ օգտագործելով գետնի մեջ թափառող հոսանքները: երկաթուղային տրանսպորտ. Էլեկտրական փոխկապակցումը ձեռք է բերվում երկաթուղային ռելսերի և գազատարի պոտենցիալ տարբերության շնորհիվ:

Դրենաժային հոսանքի միջոցով ստեղծվում է հողի մեջ գտնվող գազատարի էլեկտրական դաշտի տեղաշարժ։ Այս դիզայնում պաշտպանիչ դերը խաղում են ապահովիչներ, ինչպես նաև վերականգնումով առավելագույն բեռնվածության ավտոմատ անջատիչներ, որոնք կարգավորում են ջրահեռացման շրջանի աշխատանքը բարձր լարման անկումից հետո:

Բևեռացված էլեկտրական ջրահեռացման համակարգը իրականացվում է փականի բլոկների միացումների միջոցով: Այս տեղադրմամբ լարման կարգավորումն իրականացվում է ակտիվ դիմադրիչների միացման միջոցով: Եթե ​​մեթոդը ձախողվում է, ապա օգտագործվում են ավելի հզոր էլեկտրական ջրահեռացումներ՝ էլեկտրաքիմիական պաշտպանության տեսքով, որտեղ երկաթուղային երկաթուղին ծառայում է որպես անոդային հիմնավորող հաղորդիչ:

Գալվանական էլեկտրաքիմիական պաշտպանության կայանքներ

Գալվանական խողովակաշարերի պաշտպանության համար պաշտպանիչ կայանքների օգտագործումը արդարացված է, եթե օբյեկտի մոտ չկա լարման աղբյուր՝ էլեկտրահաղորդման գիծ, ​​կամ գազատարի հատվածը չափերով բավականաչափ մեծ չէ:

Galvanic սարքավորումները ծառայում են կոռոզիայից պաշտպանելու համար.

• ստորգետնյա մետաղական կառույցներ, որոնք էլեկտրական միացումով միացված չեն արտաքին հոսանքի աղբյուրներին.
• գազատարների առանձին անպաշտպան մասեր;
• գազատարների մասեր, որոնք մեկուսացված են ընթացիկ աղբյուրից.
• կառուցվող խողովակաշարեր, որոնք ժամանակավորապես միացված չեն կոռոզիոն պաշտպանության կայաններին.
• ստորգետնյա այլ մետաղական կառույցներ (կույտեր, փամփուշտներ, տանկեր, հենարաններ և այլն):

Գալվանական պաշտպանությունը կաշխատի լավագույն միջոցըհողերում կոնկրետ էլեկտրական դիմադրություն, որը գտնվում է 50 ohms-ի սահմաններում:

Ընդլայնված կամ բաշխված անոդներով տեղադրումներ

Կոռոզիայից պաշտպանության տրանսֆորմատորային կայանի օգտագործման ժամանակ հոսանքը բաշխվում է սինուսոիդի երկայնքով: Սա բացասաբար է անդրադառնում պաշտպանիչ էլեկտրական դաշտի վրա: Կա՛մ պաշտպանության կետում առաջանում է ավելցուկային լարում, որը հանգեցնում է էներգիայի մեծ սպառման, կա՛մ անվերահսկելի հոսանքի արտահոսք, որն անարդյունավետ է դարձնում գազատարի էլեկտրաքիմիական պաշտպանությունը:

Ընդլայնված կամ բաշխված անոդների օգտագործման պրակտիկան օգնում է շրջանցել էլեկտրաէներգիայի անհավասար բաշխման խնդիրը: Բաշխված անոդների ներառումը գազատարի էլեկտրաքիմիական պաշտպանության սխեմայում օգնում է մեծացնել կոռոզիայից պաշտպանության գոտին և հարթեցնել լարման գիծը: Այս սխեմայով անոդները տեղադրվում են գետնին ամբողջ գազատարի երկայնքով:

Կարգավորող դիմադրությունը կամ հատուկ սարքավորումն ապահովում են հոսանքի փոփոխությունը պահանջվող սահմաններում, փոփոխվում է անոդային հիմնավորման լարումը և դրանով կարգավորվում է օբյեկտի պաշտպանիչ ներուժը։

Եթե ​​միաժամանակ օգտագործվում են մի քանի հողային էլեկտրոդներ, ապա պաշտպանիչ օբյեկտի լարումը կարող է փոխվել՝ փոխելով ակտիվ անոդների քանակը։

Պաշտպանիչներ օգտագործող խողովակաշարի ECP-ն հիմնված է պաշտպանիչի և գետնի մեջ գտնվող գազատարի միջև պոտենցիալ տարբերության վրա: Հողի մեջ այս դեպքումէլեկտրոլիտ է; մետաղը վերականգնվել է, իսկ պաշտպանիչ մարմինը քանդվել է։

Տեսանյութ՝ պաշտպանություն թափառող հոսանքներից

Էլեկտրաքիմիական կոռոզիայից պաշտպանությունը բաղկացած է կաթոդային և դրենաժային պաշտպանությունից: Խողովակաշարերի կաթոդիկ պաշտպանությունն իրականացվում է երկու հիմնական եղանակով. մետաղական պաշտպանիչ անոդների օգտագործում (գալվանական պաշտպանիչ մեթոդ) և արտաքին ուղղակի հոսանքի աղբյուրների օգտագործում, որոնց մինուսը միացված է խողովակին, իսկ պլյուսը միացված է անոդային հողին։ (էլեկտրական մեթոդ):

Բրինձ. 1. Կաթոդիկ պաշտպանության գործառնական սկզբունքը

Գալվանական քայլքի պաշտպանություն կոռոզիայից

Էլեկտրոլիտիկ միջավայրի հետ անմիջական շփում ունեցող մետաղական կառուցվածքի էլեկտրաքիմիական պաշտպանությունն իրականացնելու առավել ակնհայտ միջոցը գալվանական պաշտպանության մեթոդն է, որը հիմնված է այն փաստի վրա, որ էլեկտրոլիտի տարբեր մետաղներ ունեն տարբեր էլեկտրոդային պոտենցիալներ: Այսպիսով, եթե երկու մետաղներից գալվանական զույգ կազմեք և դրանք տեղադրեք էլեկտրոլիտի մեջ, ապա ավելի բացասական պոտենցիալ ունեցող մետաղը կդառնա անոդ-պաշտպանիչ և կկործանվի՝ պաշտպանելով մետաղը պակաս բացասական պոտենցիալով։ Պաշտպանիչները հիմնականում ծառայում են որպես էլեկտրաէներգիայի շարժական աղբյուրներ:

Մագնեզիումը, ալյումինը և ցինկը օգտագործվում են որպես պաշտպանիչների արտադրության հիմնական նյութեր: Մագնեզիումի, ալյումինի և ցինկի հատկությունների համեմատությունից պարզ է դառնում, որ դիտարկվող տարրերից մագնեզիումն ունի ամենամեծ էլեկտրաշարժիչ ուժը։ Միևնույն ժամանակ, պաշտպանների կարևորագույն գործնական բնութագրերից է գործակիցը օգտակար գործողություն, ցույց տալով օգտակար ստանալու համար օգտագործվող քայլքի զանգվածի համամասնությունը էլեկտրական էներգիաշղթայում. Արդյունավետություն մագնեզիումից պատրաստված պաշտպանիչներ և մագնեզիումի համաձուլվածքներ, հազվադեպ են գերազանցում 50%-ը, ի տարբերություն Zn-ի և Al-ի վրա հիմնված արդյունավետությամբ պաշտպանիչների: 90% կամ ավելի:

Բրինձ. 2. Մագնեզիումի պաշտպանիչների օրինակներ

Սովորաբար, պաշտպանիչ կայանքները օգտագործվում են խողովակաշարերի կաթոդիկ պաշտպանության համար, որոնք չունեն էլեկտրական շփում հարակից երկարացված հաղորդակցությունների, խողովակաշարերի առանձին հատվածների, ինչպես նաև տանկերի, պողպատե պաշտպանիչ պատյանների (փամփուշտների), ստորգետնյա տանկերի և բեռնարկղերի, պողպատե հենարանների և կույտերի հետ և այլ կենտրոնացված օբյեկտներ:

Միևնույն ժամանակ, քայլքի տեղադրումները շատ զգայուն են իրենց տեղադրման և կազմաձևման սխալների նկատմամբ: Ոտքի ագրեգատների սխալ ընտրությունը կամ տեղադրումը հանգեցնում է կտրուկ անկումդրանց արդյունավետությունը։

Կաթոդիկ կոռոզիայից պաշտպանություն

Ստորգետնյա մետաղական կառույցների կոռոզիայից էլեկտրաքիմիական պաշտպանության ամենատարածված մեթոդը կաթոդային պաշտպանությունն է, որն իրականացվում է պաշտպանված մետաղի մակերեսի կաթոդիկ բևեռացման միջոցով: Գործնականում դա իրականացվում է պաշտպանված խողովակաշարը միացնելով արտաքին ուղղակի հոսանքի աղբյուրի բացասական բևեռին, որը կոչվում է կաթոդիկ պաշտպանության կայան: Աղբյուրի դրական բևեռը մալուխով միացված է մետաղից, գրաֆիտից կամ հաղորդիչ ռետինից պատրաստված արտաքին լրացուցիչ էլեկտրոդին: Այս արտաքին էլեկտրոդը տեղադրվում է նույն քայքայիչ միջավայրում, որտեղ պաշտպանված օբյեկտը, ստորգետնյա դաշտային խողովակաշարերի դեպքում, հողի մեջ: Այսպիսով, ձևավորվում է փակ հանգույց էլեկտրական միացումԼրացուցիչ արտաքին էլեկտրոդ - հողային էլեկտրոլիտ - խողովակաշար - կաթոդ մալուխ - DC աղբյուր - անոդ մալուխ: Որպես այս էլեկտրական շղթայի մաս, խողովակաշարը կաթոդն է, և ուղղակի հոսանքի աղբյուրի դրական բևեռին միացված լրացուցիչ արտաքին էլեկտրոդը դառնում է անոդ: Այս էլեկտրոդը կոչվում է անոդային հիմնավորում: Խողովակաշարին միացված հոսանքի աղբյուրի բացասական լիցքավորված բևեռը, արտաքին անոդային հիմնավորման առկայության դեպքում, կաթոդիկորեն բևեռացնում է խողովակաշարը, մինչդեռ անոդի և կաթոդի հատվածների ներուժը գործնականում հավասարեցվում է:

Այսպիսով, կաթոդիկ պաշտպանության համակարգը բաղկացած է պաշտպանված կառույցից, ուղղակի հոսանքի աղբյուրից (կաթոդիկ պաշտպանության կայան), անոդային հիմնավորումից, միացնող անոդային և կաթոդային գծերից, շրջակա էլեկտրահաղորդիչ միջավայրից (հողից), ինչպես նաև մոնիտորինգի համակարգի տարրերից՝ հսկողությունից։ և չափման կետեր:

Դրենաժային կոռոզիայից պաշտպանություն

Խողովակաշարերի ջրահեռացման պաշտպանությունը կոռոզիայից թափառող հոսանքների միջոցով իրականացվում է այդ հոսանքների ուղղորդված արտահոսքով դեպի աղբյուր կամ գետնին: Դրենաժային պաշտպանության տեղադրումը կարող է լինել մի քանի տեսակի՝ հողային, ուղղակի, բևեռացված և ամրացված ջրահեռացման:

Բրինձ. 3. Դրենաժային պաշտպանության կայան

Երկրի ջրահեռացումն իրականացվում է լրացուցիչ էլեկտրոդներով հողակցող խողովակաշարերի միջոցով նրանց անոդային գոտիների վայրերում, ուղղակի ջրահեռացումն իրականացվում է խողովակաշարի և թափառող հոսանքների աղբյուրի բացասական բևեռի միջև էլեկտրական ցատկ ստեղծելով, օրինակ՝ երկաթուղային ցանցը։ էլեկտրականացված երկաթուղի: Բևեռացված դրենաժը, ի տարբերություն ուղղակի ջրահեռացման, ունի միայն միակողմանի հաղորդունակություն, հետևաբար, երբ ռելսերի վրա դրական ներուժ է հայտնվում, ջրահեռացումը ինքնաբերաբար անջատվում է: Ընդլայնված ջրահեռացման դեպքում միացումում լրացուցիչ ներառված է հոսանքի փոխարկիչը, որը թույլ է տալիս ավելացնել ջրահեռացման հոսանքը:

Մեկուսացված խողովակաշարը խրամուղում դնելիս, այնուհետև այն լցնելիս, կարող է վնասվել մեկուսիչ ծածկույթը, և խողովակաշարի շահագործման ընթացքում այն ​​աստիճանաբար ծերանում է (կորցնում է իր դիէլեկտրական հատկությունները, ջրակայունությունը, կպչունությունը): Հետևաբար, տեղադրման բոլոր մեթոդների համար, բացառությամբ վերգետնյա, խողովակաշարերը ենթակա են կոռոզիայից համապարփակ պաշտպանության՝ պաշտպանիչ ծածկույթներով և էլեկտրաքիմիական պաշտպանության (ECP) միջոցներով՝ անկախ հողի քայքայիչ ակտիվությունից:

ECP միջոցները ներառում են կաթոդիկ, զոհաբերական և էլեկտրական դրենաժային պաշտպանություն:

Հողի կոռոզիայից պաշտպանությունն իրականացվում է խողովակաշարերի կաթոդիկ բևեռացման միջոցով: Եթե ​​կաթոդային բևեռացումն իրականացվում է արտաքին ուղղակի հոսանքի աղբյուրի միջոցով, ապա այդպիսի պաշտպանությունը կոչվում է կաթոդիկ, բայց եթե բևեռացումն իրականացվում է պաշտպանված խողովակաշարը միացնելով ավելի բացասական ներուժ ունեցող մետաղին, ապա այդպիսի պաշտպանությունը կոչվում է զոհաբերական:

Կաթոդիկ պաշտպանություն

Կաթոդիկ պաշտպանության սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է նկարում:

Ուղղակի հոսանքի աղբյուրը կաթոդիկ պաշտպանության կայանն է 3, որտեղ ուղղիչ սարքերի օգնությամբ երթուղային էլեկտրահաղորդման գծից 1-ի փոփոխական հոսանքը, որը մտնում է տրանսֆորմատորային կետ 2-ով, վերածվում է ուղիղ հոսանքի:

Աղբյուրի բացասական բևեռը միացված է պաշտպանված խողովակաշարին 6՝ օգտագործելով միացնող մետաղալար 4, իսկ դրական բևեռը միացված է անոդային հողին 5։ Երբ ընթացիկ աղբյուրը միացված է, էլեկտրական միացումը փակվում է հողի էլեկտրոլիտի միջոցով։

Կաթոդիկ պաշտպանության սխեմատիկ դիագրամ

1 - էլեկտրագծեր; 2 - տրանսֆորմատորային կետ; 3 — կաթոդիկ պաշտպանության կայան; 4 - կապող մետաղալար; 5 - Anodic հիմք. 6 - խողովակաշար

Կաթոդիկ պաշտպանության գործառնական սկզբունքը հետեւյալն է. Աղբյուրի կիրառական էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ կիսազատ վալենտային էլեկտրոնների շարժումը սկսվում է «անոդային հիմնավորում - ընթացիկ աղբյուր - պաշտպանված կառուցվածք» ուղղությամբ: Էլեկտրոնները կորցնելը, անոդիկ հիմնադրող մետաղական ատոմներն իոնային ատոմների տեսքով անցնում են էլեկտրոլիտի լուծույթում, I.E: անոդային հիմնավորումը ոչնչացվում է: Իոն ատոմները խոնավացում են անցնում եւ հանվում են լուծման խորության մեջ: Պաշտպանված կառուցվածքում, ուղղակի ընթացիկ աղբյուրի շահագործման շնորհիվ նկատվում է անվճար էլեկտրոնների ավելցուկ, այսինքն: Պայմանները ստեղծվել են կաթոդի թթվածնի եւ ջրածնի խորաթափանց ռեակցիաների առաջացման համար:

Նավթային պահեստների ստորգետնյա հաղորդակցությունները պաշտպանված են կաթոդային կայանքներով տարբեր տեսակներանոդային հիմնավորում: Պահանջվող ուժԿաթոդի տեղադրման պաշտպանիչ հոսանքը որոշվում է բանաձևով

J dr =j 3 ·F 3 ·K 0

որտեղ j 3-ը պաշտպանիչ հոսանքի խտության պահանջվող արժեքն է. F 3 - ընդհանուր շփման մակերես ստորգետնյա կառույցներհողի հետ; K 0-ը հաղորդակցությունների ազդեցության գործակիցն է, որի արժեքը որոշվում է կախված մեկուսիչ ծածկույթի R nep-ի անցումային դիմադրությունից և հողի rg էլեկտրական դիմադրողականությունից՝ համաձայն ստորև նկարում ներկայացված գրաֆիկի:

Պաշտպանական հոսանքի խտության պահանջվող արժեքը ընտրվում է կախված նավթի պահեստի տարածքում հողի բնութագրերից՝ համաձայն ստորև բերված աղյուսակի:

Քայլի պաշտպանություն

Քայլի պաշտպանության սկզբունքը նման է գալվանական բջիջի աշխատանքին:

Երկու էլեկտրոդներ՝ խողովակաշար 1 և պաշտպանիչ 2, որոնք պատրաստված են ավելի էլեկտրաբացասական մետաղից, քան պողպատը, իջնում ​​են հողի էլեկտրոլիտի մեջ և միացված մետաղալարով 3: Քանի որ պաշտպանիչ նյութը ավելի էլեկտրաբացասական է, պոտենցիալ տարբերության ազդեցության տակ, ուղղորդված շարժում է կատարվում: էլեկտրոնները հայտնվում են պաշտպանիչից մինչև խողովակաշարը հաղորդիչի երկայնքով 3: Միևնույն ժամանակ, պաշտպանիչ նյութի իոնային ատոմները մտնում են լուծույթ, ինչը հանգեցնում է դրա ոչնչացմանը: Ընթացիկ ուժը վերահսկվում է 4-րդ սյունակի հսկողության և չափման միջոցով:

Ստորգետնյա խողովակաշարերի ազդեցության գործակիցների կախվածությունը հողի դիմադրողականության համար մեկուսիչ ծածկույթի անցումային դիմադրության վրա, Ohm-m

1 — 100; 2 — 50; 3 — 30; 4 — 10; 5 — 5

Պաշտպանիչ հոսանքի խտության կախվածությունը հողի բնութագրերից

Քայլի պաշտպանության սխեմատիկ դիագրամ

1 - խողովակաշար; 2 - պաշտպանիչ; 3 - միացնող մետաղալար; 4 - հսկիչ և չափիչ սյունակ

Այսպիսով, մետաղի ոչնչացումը դեռ տեղի է ունենում: Բայց ոչ թե խողովակաշարը, այլ պաշտպանը։

Տեսականորեն, պողպատե կառույցները կոռոզիայից պաշտպանելու համար կարող են օգտագործվել բոլոր մետաղները, որոնք գտնվում են երկաթից ձախ էլեկտրաքիմիական լարման շարքում, քանի որ դրանք ավելի էլեկտրաբացասական են: Գործնականում պաշտպանիչները պատրաստվում են միայն այն նյութերից, որոնք համապատասխանում են հետևյալ պահանջներին.

• Քայլքի նյութի և երկաթի (պողպատի) միջև պոտենցիալ տարբերությունը պետք է լինի հնարավորինս մեծ.
• պաշտպանիչի զանգվածի միավորի էլեկտրաքիմիական տարրալուծմամբ ստացված հոսանքը (հոսանքի ելքը) պետք է լինի առավելագույնը.
• պաշտպանիչ հոսանք ստեղծելու համար օգտագործվող քայլքի զանգվածի հարաբերակցությունը քայլքի զանգվածի ընդհանուր կորստին (օգտագործման գործակից) պետք է լինի ամենամեծը:

Այս պահանջները լավագույնս համապատասխանում են մագնեզիումի, ցինկի և ալյումինի վրա հիմնված համաձուլվածքներին:

Քայլերի պաշտպանությունն իրականացվում է կենտրոնացված և երկարացված պաշտպանիչներով։ Առաջին դեպքում հողի էլեկտրական դիմադրողականությունը պետք է լինի ոչ ավելի, քան 50 Օմ-մ, երկրորդում՝ ոչ ավելի, քան 500 Օմ-մ:

Խողովակաշարերի էլեկտրական ջրահեռացման պաշտպանություն

Խողովակաշարերը թափառող հոսանքների ոչնչացումից պաշտպանելու մեթոդը, որը նախատեսում է դրանց հեռացումը (ջրահեռացումը) պաշտպանված կառուցվածքից մի կառուցվածք, որը հանդիսանում է թափառող հոսանքների կամ հատուկ հողի աղբյուր, կոչվում է էլեկտրական ջրահեռացման պաշտպանություն:

Օգտագործվում են ուղղակի, բևեռացված և ուժեղացված դրենաժ:

Էլեկտրական ջրահեռացման պաշտպանության սխեմատիկ դիագրամներ

ա - ուղղակի ջրահեռացում; բ - բևեռացված ջրահեռացում; գ - ուժեղացված ջրահեռացում

Ուղղակի էլեկտրական ջրահեռացումը երկկողմանի հաղորդունակությամբ ջրահեռացման սարք է: Ուղղակի էլեկտրական ջրահեռացման սխեման ներառում է՝ ռեոստատ K, անջատիչ K, ապահովիչ Pr և ազդանշանային ռելե C: Խողովակաշար-ռելսային միացումում* ընթացիկ ուժը կարգավորվում է ռեոստատով: Եթե ​​ընթացիկ արժեքը գերազանցում է թույլատրելի արժեքը, ապահովիչը կվառվի, և հոսանքը կհոսի ռելեի ոլորուն միջով, որը միացնելիս միացնում է ձայնային կամ լուսային ազդանշան:

Ուղղակի էլեկտրական ջրահեռացումն օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ խողովակաշարի ներուժը մշտապես ավելի բարձր է, քան երկաթուղային ցանցի ներուժը, որտեղ թափառող հոսանքները թափվում են: Հակառակ դեպքում, դրենաժը կվերածվի խողովակաշարի թափառող հոսանքների հոսքի խողովակի:

Բևեռացված էլեկտրական ջրահեռացումը ջրահեռացման սարք է, որն ունի միակողմանի հաղորդունակություն: Բևեռացված դրենաժը տարբերվում է ուղղակի ջրահեռացումից միակողմանի հաղորդունակության տարրի (փականի տարր) VE-ի առկայությամբ: Բևեռացված դրենաժի դեպքում հոսանքը հոսում է միայն խողովակաշարից դեպի երկաթուղի, ինչը վերացնում է թափառող հոսանքների հոսքը դեպի խողովակ՝ դրենաժային մետաղալարով:

Ընդլայնված ջրահեռացումն օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է ոչ միայն խողովակաշարից հեռացնել թափառող հոսանքները, այլև ապահովել դրա վրա անհրաժեշտ պաշտպանիչ ներուժը: Ընդլայնված դրենաժը պայմանական կաթոդային կայան է, որը կապված է բացասական բևեռի հետ պաշտպանված կառուցվածքին, իսկ դրական բևեռը ոչ թե անոդային հողին, այլ էլեկտրաֆիկացված տրանսպորտի ռելսերին:

Այս միացման սխեմայի շնորհիվ ապահովվում է հետևյալը՝ նախ՝ բևեռացված դրենաժ (VS շղթայում փականի տարրերի աշխատանքի շնորհիվ), և երկրորդ. կաթոդային կայանպահպանում է խողովակաշարի անհրաժեշտ պաշտպանիչ ներուժը.

Խողովակաշարը շահագործման հանձնելուց հետո ճշգրտվում են կոռոզիայից պաշտպանության համակարգի գործառնական պարամետրերը։ Անհրաժեշտության դեպքում, հաշվի առնելով գործերի փաստացի վիճակը, կարող են շահագործվել լրացուցիչ կաթոդային և դրենաժային պաշտպանության կայաններ, ինչպես նաև պաշտպանիչ կայանքներ: