Vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos, schema, veikimo principas ir video. Katodinė apsauga nuo korozijos. Veikimo principas, pagrindinės sąvokos

BET. G. Semenovas, bendras direktorius, bendra įmonė "Elkonas", G. Kišiniovas; L. P. Sysa, pirmaujantis inžinierius įjungta ECP, NPC "Vektorius", G. Maskva

Įvadas

Katodinės apsaugos stotys (CPS) yra būtinas požeminių vamzdynų elektrocheminės (arba katodinės) apsaugos nuo korozijos sistemos elementas. Renkantis VHC, jie dažniausiai remiasi mažiausia kaina, jos aptarnaujančio personalo darbingumas ir kvalifikacija. Įsigytos įrangos kokybę dažniausiai sunku įvertinti. Autoriai siūlo atsižvelgti į pasuose nurodytus CPS techninius parametrus, nuo kurių priklauso, kaip gerai bus atlikta pagrindinė katodinės apsaugos užduotis.

Autoriai neketino griežtai reikštis moksline kalba apibrėžiant sąvokas. Bendraudami su ECP tarnybų darbuotojais supratome, kad būtina padėti šiems žmonėms susisteminti terminus ir, dar svarbiau, suteikti jiems supratimą apie tai, kas vyksta tiek elektros tinkle, tiek pats VCS.

UžduotisECP

katodinė apsauga atliekama, kai elektros srovė teka iš SKZ per uždarą elektros grandinę, sudarytą iš trijų nuosekliai sujungtų rezistorių:

· grunto atsparumas tarp dujotiekio ir anodo; I anodo plitimo pasipriešinimas;

vamzdyno izoliacijos varža.

Grunto atsparumas tarp vamzdžio ir anodo gali labai skirtis priklausomai nuo sudėties ir išorinių sąlygų.

Anodas yra svarbi ECP sistemos dalis ir tarnauja kaip vartojamasis elementas, kurio ištirpimas suteikia galimybę įgyvendinti ECP. Jo atsparumas eksploatacijos metu nuolat didėja dėl tirpimo, darbinio paviršiaus efektyvaus ploto sumažėjimo ir oksidų susidarymo.

Apsvarstykite patį metalinį vamzdyną, kuris yra apsaugotas ECP elementas. Metalinis vamzdis iš išorės padengtas izoliacija, kurioje eksploatacijos metu susidaro įtrūkimai dėl mechaninių vibracijų, sezoninių ir paros temperatūros pokyčių ir kt. Drėgmė prasiskverbia pro vamzdyno hidro- ir šilumos izoliacijos plyšius, o vamzdžio metalas liečiasi su žeme, taip suformuodama galvaninę porą, kuri prisideda prie metalo pašalinimo iš vamzdžio. Kuo daugiau įtrūkimų ir jų dydžio, tuo daugiau metalo yra išimamas. Taigi atsiranda galvaninė korozija, kurioje teka metalo jonų srovė, t.y. elektros.

Kadangi teka srovė, tada kilo nuostabi idėja paimti išorinį srovės šaltinį ir jį įjungti, kad atitiktų šią srovę, dėl kurios pašalinamas metalas ir atsiranda korozija. Tačiau kyla klausimas: kokio dydžio ši labiausiai žmogaus sukurta srovė? Atrodo, kad pliusas prie minuso suteikia nulinę metalo šalinimo srovę. Ir kaip išmatuoti tą pačią srovę? Analizė parodė, kad įtampa tarp metalinis vamzdis ir dirvožemio, t.y. abiejose izoliacijos pusėse turi būti nuo -0,5 iki -3,5 V (ši įtampa vadinama apsauginiu potencialu).

UžduotisVHC

SKZ užduotis yra ne tik tiekti srovę ECP grandinėje, bet ir palaikyti ją taip, kad apsauginis potencialas neviršytų priimtų ribų.

Taigi, jei izoliacija nauja ir nespėjo sugadinti, tai jos atsparumas elektros srovei yra didelis ir norint palaikyti norimą potencialą, reikia nedidelės srovės. Izoliacijai senstant jos varža mažėja. Vadinasi, reikalinga kompensacinė srovė iš RMS didėja. Jis dar labiau padidės, jei izoliacijoje atsiras įtrūkimų. Stotis turi sugebėti išmatuoti apsauginį potencialą ir atitinkamai pakeisti savo išėjimo srovę. Ir nieko daugiau, ECP užduoties požiūriu, nereikia.

RežimaidirbtiVHC

Yra keturi ECP veikimo režimai:

be srovės ar įtampos išėjimo verčių stabilizavimo;

stabilizuoju išėjimo įtampą;

išėjimo srovės stabilizavimas;

· I apsauginio potencialo stabilizavimas.

Iš karto pasakykime, kad priimtame visų įtakojančių veiksnių pokyčių diapazone ECP užduoties įvykdymas pilnai užtikrinamas tik naudojant ketvirtąjį režimą. Kuris yra priimtas kaip SKZ veikimo režimo standartas.

Potencialo jutiklis suteikia stočiai informaciją apie potencialo lygį. Stotis keičia savo srovę tinkama kryptimi. Problemos prasideda nuo to momento, kai reikia įdėti šį labai potencialų jutiklį. Reikia įdėti į tam tikrą apskaičiuotą vietą, reikia iškasti tranšėją jungiamajam kabeliui tarp stoties ir jutiklio. Kas mieste nutiesė komunikacijas, žino, koks tai vargas. Be to, jutikliui reikia periodinės priežiūros.

Jei kyla problemų dėl galimo grįžtamojo ryšio režimo, elkitės taip. Naudojant trečiąjį režimą, daroma prielaida, kad izoliacijos būklė per trumpą laiką kinta mažai, o jos varža išlieka praktiškai stabili. Todėl pakanka užtikrinti stabilios srovės tekėjimą per stabilią izoliacijos varžą ir gauname stabilų apsauginį potencialą. Vidutinės ir ilgos trukmės laikotarpiu reikiamus koregavimus gali atlikti specialiai apmokytas linijos darbuotojas. Pirmasis ir antrasis režimai nekelia aukštų reikalavimų SKZ. Šios stotys yra paprastos ir dėl to pigios tiek gaminamos, tiek eksploatuojamos. Matyt, ši aplinkybė lemia tokių SC naudojimą objektų, esančių žemo korozinio aplinkos aktyvumo sąlygomis, ECP. Jei išorinės sąlygos (izoliacijos būklė, temperatūra, drėgmė, klaidžiojančios srovės) pasikeičia iki ribų, kai saugomame objekte susidaro nepriimtinas režimas, šios stotys negali atlikti savo užduoties. Norint sureguliuoti jų režimą, būtinas dažnas techninės priežiūros personalo buvimas, priešingu atveju ECP užduotis atliekama iš dalies.

CharakteristikosVHC

Visų pirma, VHC turi būti parinktas pagal reikalavimus, išdėstytus norminiai dokumentai. Ir, ko gero, šiuo atveju svarbiausias dalykas bus GOST R 51164-98. Šio dokumento priede „I“ nurodyta, kad stoties naudingumo koeficientas turi būti ne mažesnis kaip 70 proc. Pramoninio triukšmo lygis, kurį sukuria RMS, neturėtų viršyti GOST 16842 nurodytų verčių, o harmonikų lygis išėjime turi atitikti GOST 9.602.

SKZ pase paprastai nurodoma: I nominali išėjimo galia;

Efektyvumas esant vardinei išėjimo galiai.

Nominali išėjimo galia – galia, kurią stotis gali tiekti esant vardinei apkrovai. Paprastai ši apkrova yra 1 omas. Efektyvumas apibrėžiamas kaip vardinės išėjimo galios ir aktyviosios galios, sunaudotos stoties vardiniu režimu, santykis. Ir šiuo režimu efektyvumas yra didžiausias bet kurioje stotyje. Tačiau dauguma VCS veikia toli nuo vardinio režimo. Galios apkrovos koeficientas svyruoja nuo 0,3 iki 1,0. Šiuo atveju realus daugumos šiandien gaminamų stočių efektyvumas pastebimai sumažės, sumažėjus išėjimo galiai. Tai ypač pastebima transformatoriui SKZ, kuris kaip reguliavimo elementas naudoja tiristorius. Be transformatoriaus (aukšto dažnio) RMS efektyvumo sumažėjimas sumažėjus išėjimo galiai yra daug mažesnis.

Bendras skirtingų konstrukcijų SKZ efektyvumo pokyčio vaizdas matomas paveikslėlyje.

Iš pav. matyti, kad jei naudojate stotelę, pavyzdžiui, su 70% nominaliu naudingumo koeficientu, būkite pasirengę, kad dar 30% iš tinklo gautos elektros išleidote nenaudingai. Ir tai yra geriausiu vardinės išėjimo galios atveju.

Kai išėjimo galia yra 0,7 vardinės, turėtumėte būti pasirengę, kad jūsų elektros nuostoliai bus lygūs sunaudotai naudingai energijai. Kur iššvaistoma tiek energijos?

ominiai (šiluminiai) nuostoliai transformatorių, droselių ir aktyviųjų grandinės elementų apvijose;

· energijos sąnaudos stoties valdymo grandinės darbui;

Energijos praradimas radijo spinduliuotės pavidalu; stoties išėjimo srovės pulsacijos energijos nuostoliai esant apkrovai.

Ši energija iš anodo išspinduliuojama į žemę ir neatlieka naudingo darbo. Todėl taip būtina naudoti stotis su mažu pulsacijos koeficientu, kitaip eikvojama brangi energija. Negana to, esant dideliam bangavimui ir radijo spinduliavimui, galios nuostoliai didėja, bet be to, ši nenaudingai išsklaidyta energija trukdo normaliam darbui. didelis skaičius netoliese esanti elektroninė įranga. SKZ pase taip pat nurodoma reikalinga bendra galia, pabandykime susidoroti su šiuo parametru. SKZ paima energiją iš elektros tinklo ir daro tai kiekvienu laiko vienetu tokiu intensyvumu, kokį leidome daryti su reguliavimo rankenėle stoties valdymo skydelyje. Natūralu, kad iš tinklo galima paimti energiją, kurios galia neviršija paties šio tinklo galios. O jei įtampa tinkle kinta sinusiškai, tai mūsų gebėjimas paimti energiją iš tinklo kinta sinusiškai 50 kartų per sekundę. Pavyzdžiui, tuo metu, kai tinklo įtampa eina per nulį, iš jo negalima paimti galios. Tačiau kai įtampos sinusoidas pasiekia maksimumą, šiuo metu mūsų galimybė paimti energiją iš tinklo yra maksimali. Bet kuriuo kitu metu ši galimybė yra mažesnė. Taigi paaiškėja, kad bet kuriuo metu tinklo galia skiriasi nuo jo galios kaimyniniu laiku. Šios galios vertės vadinamos momentine galia Šis momentas laiko ir tokia koncepcija sunkiai įgyvendinama. Todėl sutarėme dėl vadinamosios efektyviosios galios sampratos, kuri nustatoma iš įsivaizduojamo proceso, kurio metu tinklas su sinusinės įtampos pokyčiu pakeičiamas pastovios įtampos tinklu. Apskaičiavę šios pastovios įtampos reikšmę mūsų elektros tinklams, gavome 220 V – ji buvo vadinama efektyvia įtampa. BET maksimali vertėįtampos sinusoidai buvo vadinami amplitudine įtampa, o ji lygi 320 V. Analogiškai su įtampa buvo įvesta srovės efektyviosios vertės samprata. Efektyviosios įtampos vertės ir efektyvios srovės vertės sandauga vadinama visuminiu energijos suvartojimu, o jo reikšmė nurodoma RMS pase.

Ir visa galia pačiame SKZ nėra visiškai išnaudojama, nes. jame yra įvairių reaktyvių elementų, kurie nešvaisto energijos, o naudoja ją tarsi sudarydami sąlygas likusiai energijai patekti į apkrovą, o vėliau grąžinti šią derinimo energiją atgal į tinklą. Ši atgalinė energija buvo vadinama reaktyviąja energija. Energija, kuri perduodama apkrovai, yra aktyvioji energija. Parametras, rodantis ryšį tarp aktyviosios energijos, kurią reikia perduoti apkrovai, ir pilna energija, tiekiamas į RMS, vadinamas galios koeficientu ir yra nurodytas stoties pase. O jeigu savo galimybes derinsime su tiekimo tinklo galimybėmis, t.y. sinchroniškai su sinusoidiniu tinklo įtampos pokyčiu, iš jo paimame galią, tada šis atvejis vadinamas idealiu ir tokiu būdu su tinklu veikiančio RMS galios koeficientas bus lygus vienetui.

Stotis turi kuo efektyviau perduoti aktyviąją energiją, kad sukurtų apsauginį potencialą. Efektyvumas, su kuriuo VHC tai daro, vertinamas pagal koeficientą naudingas veiksmas. Kiek energijos jis išleidžia, priklauso nuo energijos perdavimo būdo ir veikimo režimo. Nesileidžiant į šią plačią diskusijų sritį, pasakysime tik tai, kad transformatoriai ir transformatoriai-tiristoriai SKZ pasiekė tobulėjimo ribą. Jie neturi išteklių pagerinti savo darbo kokybę. Ateitis priklauso aukšto dažnio VMS, kurios kasmet tampa patikimesnės ir lengviau prižiūrimos. Savo darbo efektyvumu ir kokybe jie jau lenkia savo pirmtakus ir turi didelį rezervą tobulėjimui.

Vartotojassavybių

Tokio įrenginio kaip SKZ vartotojo savybės yra šios:

1. Matmenys, svoris ir stiprumas. Ko gero, nereikia sakyti, kad kuo mažesnė ir lengvesnė stotis, tuo mažesnė jos transportavimo ir montavimo kaina tiek montavimo, tiek remonto metu.

2. prižiūrimumas. Galimybė greitai pakeisti stotį ar mazgą vietoje yra labai svarbi. Su vėlesniu remontu laboratorijoje, t.y. modulinis SKZ konstrukcijos principas.

3. Patogumas in paslauga. Priežiūros paprastumas, be lengvo transportavimo ir remonto, mūsų nuomone, nustatomas taip:

visų būtinų indikatorių ir matavimo priemonių buvimas, galimybė nuotoliniu būdu valdyti ir stebėti SKZ veikimo režimą.

išvadas

Remiantis tuo, kas išdėstyta, galima padaryti keletą išvadų ir rekomendacijų:

1. Transformatorių ir tiristorių-transformatorių stotys visais atžvilgiais yra beviltiškai pasenusios ir neatitinka šiuolaikinių reikalavimų, ypač energijos taupymo srityje.

2. Šiuolaikinėje stotyje turi būti:

· didelis efektyvumas visuose pakrovimų diapazonuose;

galios koeficientas (cos I) ne mažesnis kaip 0,75 visame apkrovos diapazone;

išėjimo įtampos pulsacijos koeficientas ne didesnis kaip 2 %;

· srovės ir įtampos reguliavimo diapazonas nuo 0 iki 100 %;

lengvas, patvarus ir mažo dydžio korpusas;

· modulinis konstrukcijos principas, t.y. turi aukštą techninę priežiūrą;

· I energijos vartojimo efektyvumas.

Kiti katodinės apsaugos stočių reikalavimai, tokie kaip apsauga nuo perkrovų ir trumpojo jungimo; automatinis tam tikros apkrovos srovės palaikymas - ir kiti reikalavimai yra visuotinai priimti ir privalomi visiems SKZ.

Pabaigoje siūlome vartotojams lentelę, kurioje lyginami pagrindinių gaminamų ir šiuo metu naudojamų katodinės apsaugos stočių parametrai. Patogumui lentelėje pateiktos tos pačios galios stotys, nors daugelis gamintojų gali pasiūlyti visą asortimentą gaminamų stočių.

Elektrocheminė apsauga – efektyvus metodas gatavų gaminių apsauga nuo elektrocheminės korozijos. Kai kuriais atvejais dažų dangos ar apsauginės vyniojimo medžiagos atnaujinti neįmanoma, tuomet patartina naudoti elektrocheminę apsaugą. Požeminio vamzdyno ar jūrų laivo dugno dangą atnaujinti yra labai sunku ir brangu, kartais tai tiesiog neįmanoma. Elektrocheminė apsauga patikimai apsaugo gaminį nuo požeminių vamzdynų, laivų dugno, įvairių rezervuarų ir kt.

Elektrocheminė apsauga naudojama tais atvejais, kai laisvos korozijos tikimybė yra intensyvaus netauriųjų metalų tirpimo arba perpasyvavimo srityje. Tie. kai vyksta intensyvus metalinės konstrukcijos ardymas.

Elektrocheminės apsaugos esmė

Nuolatinė srovė yra prijungta prie gatavo metalo gaminio iš išorės (šaltinis nuolatinė srovė arba gynėjas). Elektros srovė ant apsaugoto gaminio paviršiaus sukuria katodinę mikrogalvaninių porų elektrodų poliarizaciją. Dėl to anodinės sritys ant metalinio paviršiaus tampa katodinėmis. O dėl korozinės aplinkos poveikio sunaikinamas ne konstrukcijos metalas, o anodas.

Priklausomai nuo to, kuria kryptimi (teigiama ar neigiama) perkeliamas metalo potencialas, elektrocheminė apsauga skirstoma į anodinę ir katodinę.

Katodinė apsauga nuo korozijos

Katodinė elektrocheminė apsauga nuo korozijos naudojama tada, kai apsaugotas metalas nėra linkęs pasyvuoti. Tai yra viena iš pagrindinių metalų apsaugos nuo korozijos rūšių. Katodinės apsaugos esmė – išorinės srovės nukreipimas iš neigiamo poliaus į gaminį, kuri poliarizuoja korozijos elementų katodines dalis, priartindama potencialo vertę prie anodinių. Teigiamas srovės šaltinio polius yra prijungtas prie anodo. Šiuo atveju apsaugotos konstrukcijos korozija beveik sumažėja iki nulio. Anodas palaipsniui sunaikinamas ir turi būti periodiškai keičiamas.

Yra keletas katodinės apsaugos variantų: poliarizacija iš išorinio elektros srovės šaltinio; katodo proceso greičio sumažėjimas (pavyzdžiui, elektrolito deaeracija); kontaktas su metalu, kuris tam tikroje aplinkoje turi didesnį elektronneigiamą laisvos korozijos potencialą (vadinamoji aukos apsauga).

Poliarizacija iš išorinio elektros srovės šaltinio labai dažnai naudojama konstrukcijoms, esančioms dirvožemyje, vandenyje (laivų dugne ir kt.), apsaugoti. Be to, tokio tipo apsauga nuo korozijos naudojama cinko, alavo, aliuminio ir jo lydinių, titano, vario ir jo lydinių, švino, taip pat daug chromo, anglies, legiruotų (tiek mažai, tiek labai legiruotų) plienų.

Išorinis srovės šaltinis yra katodinės apsaugos stotys, susidedančios iš lygintuvo (keitiklio), srovės tiekimo į apsaugotą konstrukciją, anodo įžeminimo elektrodų, etaloninio elektrodo ir anodo kabelio.

Katodinė apsauga naudojama kaip nepriklausoma ir papildoma apsaugos nuo korozijos rūšis.

Pagrindinis kriterijus, pagal kurį galima spręsti apie katodinės apsaugos efektyvumą, yra apsauginį potencialą. Apsauginis potencialas yra potencialas, kuriam esant metalo korozijos greitis tam tikromis sąlygomis aplinka įgauna mažiausią (kiek įmanoma) vertę.

Katodinės apsaugos naudojimas turi trūkumų. Vienas iš jų – pavojus perteklinė apsauga. Perteklinė apsauga pastebima esant dideliam saugomo objekto potencialo poslinkiui neigiama pusė. Tuo pačiu jis išsiskiria. Dėl to sunaikinamos apsauginės dangos, metalo trapumas vandeniliu, atsiranda korozijos įtrūkimai.

Protektoriaus apsauga (protektoriaus pritaikymas)

Katodinė apsauga yra katodinė apsauga. Naudojant aukų apsaugą, prie saugomo objekto prijungiamas metalas, turintis didesnį elektroneigiamą potencialą. Tokiu atveju sunaikinama ne konstrukcija, o protektorius. Laikui bėgant, apsauga surūdija ir turi būti pakeista nauju.

Protektoriaus apsauga yra veiksminga tais atvejais, kai yra mažas trumpalaikis pasipriešinimas tarp apsaugos ir aplinkos.

Kiekviena apsauga turi savo apsauginio veikimo spindulį, kuris nustatomas pagal maksimalų įmanomą atstumą, kuriuo apsauga gali būti nuimama neprarandant apsauginio poveikio. Apsauginė apsauga dažniausiai naudojama tada, kai neįmanoma arba sunku ir brangu atvesti srovę į konstrukciją.

Apsaugos priemonės naudojamos konstrukcijoms apsaugoti neutralioje aplinkoje (jūros ar upės vanduo, oras, dirvožemis ir kt.).

Apsaugoms gaminti naudojami šie metalai: magnis, cinkas, geležis, aliuminis. Grynieji metalai nevisiškai atlieka savo apsaugines funkcijas, todėl gaminant apsaugas jie papildomai legiruojami.

Geležinės apsaugos yra pagamintos iš anglinio plieno arba grynos geležies.

Cinko apsaugos

Cinko apsaugos priemonėse yra apie 0,001 – 0,005 % švino, vario ir geležies, 0,1 – 0,5 % aliuminio ir 0,025 – 0,15 % kadmio. Cinko projektoriai naudojami gaminiams apsaugoti nuo jūrinės korozijos (sūriame vandenyje). Jei cinko apsauga naudojama šiek tiek druskingame, gėlame vandenyje ar dirvožemyje, ji greitai pasidengia storu oksidų ir hidroksidų sluoksniu.

Magnio apsauga

Lydiniai, skirti magnio apsaugai gaminti, legiruojami su 2–5 % cinko ir 5–7 % aliuminio. Vario, švino, geležies, silicio, nikelio kiekis lydinyje neturi viršyti dešimtųjų ir šimtųjų procentų.

Magnio apsauga naudojama lengvai sūdytose, gėlus vandenis, dirvožemiai. Apsauga naudojama aplinkoje, kurioje cinko ir aliuminio apsaugos yra neveiksmingos. Svarbus aspektas yra tai, kad magnio apsaugos priemonės turi būti naudojamos aplinkoje, kurios pH yra 9,5–10,5. Taip yra dėl didelio magnio tirpimo greičio ir mažai tirpių junginių susidarymo jo paviršiuje.

Magnio apsauga yra pavojinga, nes. yra vandenilinio trapumo ir konstrukcijų korozijos įtrūkimų priežastis.

Aliumininės apsaugos

Aliuminio apsauginėse priemonėse yra priedų, kurie neleidžia susidaryti aliuminio oksidams. Į tokias apsaugas įterpiama iki 8 % cinko, iki 5 % magnio ir dešimtųjų iki šimtųjų silicio, kadmio, indio ir talio. Pakrantės šelfe ir tekančiame jūros vandenyje naudojamos aliuminio apsaugos.

Anodo apsauga nuo korozijos

Anodo elektrocheminė apsauga naudojama konstrukcijoms iš titano, mažai legiruoto nerūdijančio plieno, anglinio plieno, labai legiruotų juodųjų metalų lydinių, skirtingų pasyvuotų metalų. Anodo apsauga naudojama labai laidžioje korozinėje aplinkoje.

Naudojant anodinę apsaugą, apsaugoto metalo potencialas perkeliamas į teigiamą pusę, kol pasiekiama pasyvi stabili sistemos būsena. Anodinės elektrocheminės apsaugos privalumai yra ne tik labai reikšmingas korozijos greičio sulėtėjimas, bet ir tai, kad korozijos produktai nepatenka į gaminį ir terpę.

Anodo apsauga gali būti įgyvendinama keliais būdais: perkeliant potencialą į teigiamą pusę naudojant išorinį elektros srovės šaltinį arba į korozinę aplinką įvedant oksiduojančių medžiagų (arba elementų į lydinį), kurie padidina katodinio proceso efektyvumą. metalinis paviršius.

Anodo apsauga naudojant oksidatorius pagal gynybos mechanizmas panašus į anodinę poliarizaciją.

Jei naudojami pasyvavimo inhibitoriai, turintys oksidacinių savybių, apsaugotas paviršius pereina į pasyvią būseną, veikiant susidariusiai srovei. Tai yra dichromatai, nitratai ir kt. Bet jie gana stipriai teršia aplinką.

Į lydinį įdėjus priedų (daugiausia legiruojant tauriuoju metalu), depoliarizatorių redukcijos reakcija, vykstanti prie katodo, vyksta esant mažesnei viršįtampai nei ant apsaugoto metalo.

Jei per apsaugotą konstrukciją praleidžiama elektros srovė, potencialas pasislenka teigiama kryptimi.

Anodinės elektrocheminės apsaugos nuo korozijos įrenginį sudaro išorinis srovės šaltinis, atskaitos elektrodas, katodas ir pats apsaugotas objektas.

Siekiant išsiaiškinti, ar galima tam tikram objektui taikyti anodinę elektrocheminę apsaugą, imamos anodinės poliarizacijos kreivės, kurių pagalba galima nustatyti tiriamos konstrukcijos korozijos potencialą tam tikroje korozinėje aplinkoje, stabilaus pasyvumo regionas ir srovės tankis šiame regione.

Katodams gaminti naudojami mažai tirpūs metalai, tokie kaip labai legiruotas nerūdijantis plienas, tantalas, nikelis, švinas ir platina.

Kad anodinė elektrocheminė apsauga būtų veiksminga tam tikroje aplinkoje, būtina naudoti lengvai pasyvuojamus metalus ir lydinius, etaloninis elektrodas ir katodas visada turi būti tirpale, o jungiamieji elementai turi būti kokybiški.

Kiekvienam anodo apsaugos atveju katodų išdėstymas projektuojamas individualiai.

Kad anodo apsauga būtų veiksminga tam tikram objektui, būtina, kad jis atitiktų tam tikrus reikalavimus:

Visi suvirinimo siūlės turi būti aukštos kokybės;

Technologinėje aplinkoje medžiaga, iš kurios pagamintas saugomas objektas, turi pereiti į pasyvią būseną;

Oro kišenių ir plyšių skaičius turėtų būti kuo mažesnis;

Ant konstrukcijos neturi būti kniedytų jungčių;

Apsaugotame įrenginyje etaloninis elektrodas ir katodas visada turi būti tirpale.

Norint įgyvendinti anodo apsaugą chemijos pramonėje, dažnai naudojami šilumokaičiai ir cilindriniai mazgai.

Nerūdijančio plieno elektrocheminė anodinė apsauga taikoma pramoninėms sieros rūgšties, amoniako tirpalų saugykloms, mineralinių trąšų, taip pat visokios kolekcijos, tankai, mernikov.

Anodo apsauga taip pat gali būti naudojama siekiant išvengti korozijos pažeidimų cheminio nikelio voniose, gamybiniuose šilumokaičiuose dirbtinis pluoštas ir sieros rūgštis.

Jie leidžia prailginti metalinės konstrukcijos tarnavimo laiką, taip pat eksploatacijos metu išsaugoti jos technines ir fizines savybes. Nepaisant įvairių antikorozinio poveikio metodų, visiškai apsaugoti objektus nuo rūdžių pažeidimų įmanoma tik retais atvejais.

Tokios apsaugos efektyvumas priklauso ne tik nuo protektoriaus technologijos kokybės, bet ir nuo jos taikymo sąlygų. Visų pirma, siekiant išsaugoti vamzdynų metalinę konstrukciją, jų geriausios savybės demonstruoja elektrocheminę apsaugą nuo korozijos, paremtą katodų veikimu. Rūdžių susidarymo prevencija ant tokių komunikacijų, žinoma, nėra vienintelė šios technologijos taikymo sritis, tačiau charakteristikų derinio atžvilgiu ši kryptis gali būti laikoma aktualiausia elektrocheminei apsaugai.

Bendra informacija apie elektrocheminę apsaugą

Metalų apsauga nuo rūdžių elektrocheminiu poveikiu pagrįsta medžiagos dydžio priklausomybe nuo korozijos proceso greičio. Metalinės konstrukcijos turi būti eksploatuojamos tokiame potencialų diapazone, kuriame jų anodinis tirpimas bus mažesnis už leistiną ribą. Pastarąjį, beje, lemia objekto eksploatavimo techninė dokumentacija.

Praktiškai elektrocheminė apsauga nuo korozijos apima šaltinio su nuolatine srove prijungimą prie galutinio produkto. Saugomo objekto paviršiuje ir struktūroje esantis elektrinis laukas formuoja elektrodų poliarizaciją, kuri taip pat kontroliuoja korozijos pažeidimo procesą. Iš esmės anodo zonos ant metalinės konstrukcijos tampa katodinėmis, o tai leidžia perkelti neigiamus procesus, užtikrinant tikslinio objekto konstrukcijos saugumą.

Kaip veikia katodinė apsauga

Yra katodinė ir anodinė apsauga elektrocheminis tipas. Tačiau didžiausio populiarumo sulaukė pirmoji koncepcija, kuri naudojama vamzdynams apsaugoti. Autorius bendras principas, įgyvendinant šį metodą, į objektą iš išorinio šaltinio tiekiama srovė su neigiamu poliumi. Visų pirma, tokiu būdu galima apsaugoti plieninį arba varinį vamzdį, dėl kurio katodo sekcijų poliarizacija įvyks, kai jų potencialai pereina į anodo būseną. Dėl to saugomos konstrukcijos korozinis aktyvumas sumažės beveik iki nulio.

Tuo pačiu metu gali būti katodinė apsauga skirtingi variantai egzekucija. Aukščiau aprašyta poliarizacijos iš išorinio šaltinio technika yra plačiai praktikuojama, tačiau efektyviai veikia ir elektrolitų deaeracijos metodas, sumažinant katodinių procesų greitį, taip pat sukuriant apsauginį barjerą.

Jau ne kartą buvo pastebėta, kad katodinės apsaugos principas įgyvendinamas naudojant išorinį srovės šaltinį. Tiesą sakant, jo darbas yra pagrindinė funkcijaŠias užduotis atlieka specialios stotys, kurios, kaip taisyklė, yra bendros vamzdynų priežiūros infrastruktūros dalis.

Stotys nuo korozijos

Pagrindinė katodo stoties funkcija yra užtikrinti stabilią srovę tiksliniam metaliniam objektui pagal katodinės poliarizacijos metodą. Tokia įranga naudojama požeminių dujotiekių ir naftotiekių infrastruktūroje, vandentiekio vamzdžiuose, šilumos tinkluose ir kt.

Yra daug tokių šaltinių variantų, o labiausiai paplitęs katodinės apsaugos įtaisas numato:

• srovės keitiklių įranga;
• laidai, skirti prijungti prie saugomo objekto;
• anodo įžeminimas.

Tuo pačiu metu stotys skirstomos į keitiklius ir transformatorius. Yra ir kitų klasifikacijų, tačiau jos orientuotos į įrenginių skirstymą į segmentus pagal pritaikymą arba pagal technines charakteristikas ir įvesties duomenų parametrus. Pagrindiniai principai Kūriniai ryškiausiai iliustruoja paskirtas dviejų tipų katodines stotis.

Transformatorių įrenginiai katodinei apsaugai

Iš karto reikia pažymėti, kad tokio tipo stotis yra pasenusi. Jį keičia inverterių analogai, kurie turi ir pliusų, ir minusų. Vienaip ar kitaip, transformatorių modeliai naudojami net naujuose elektrocheminės apsaugos taškuose.

Kaip pagrindas tokiems objektams naudojamas žemo dažnio transformatorius esant 50 Hz, o tiristorių valdymo sistemai naudojami paprasčiausi įrenginiai, įskaitant fazinius impulsų galios valdiklius. Atsakingesnis požiūris sprendžiant valdymo problemas apima plataus funkcionalumo valdiklių naudojimą.

Šiuolaikinė vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos su tokia įranga leidžia reguliuoti išėjimo srovės parametrus, įtampos indikatorius, taip pat išlyginti apsauginius potencialus. Kalbant apie transformatorių įrangos trūkumus, jie yra susiję su dideliu srovės pulsacijos laipsniu išėjime esant mažam galios koeficientui. Šis defektas paaiškinamas ne sinusoidine srovės forma.

Tam tikru mastu žemo dažnio droselio įvedimas į sistemą leidžia išspręsti pulsacijos problemą, tačiau jo matmenys atitinka paties transformatoriaus matmenis, todėl ne visada įmanomas toks papildymas.

Katodinės apsaugos keitiklių stotis

Nustatymai inverterio tipas yra pagrįsti impulsiniais aukšto dažnio keitikliais. Vienas iš pagrindinių tokio tipo stočių naudojimo privalumų yra didelis efektyvumas, siekiantis 95%. Palyginimui, transformatorių įrenginiams šis skaičius siekia vidutiniškai 80 proc.

Kartais išryškėja kiti pranašumai. Pavyzdžiui, maži inverterių stočių matmenys išplečia jų panaudojimo sudėtingose ​​vietose galimybes. Taip pat yra finansinių pranašumų, kuriuos patvirtina tokios įrangos naudojimo praktika. Taigi, inverterio katodinė apsauga nuo vamzdynų korozijos greitai pasiteisina ir reikalauja minimali investicijaį techninį turinį. Tačiau šios savybės aiškiai matomos tik lyginant su transformatorių instaliacijomis, tačiau ir šiandien yra veiksmingesnių naujų būdų tiekti srovę vamzdynams.

Katodinių stočių konstrukcijos

Tokia įranga rinkoje pateikiama įvairiais atvejais, formomis ir matmenimis. Žinoma, plačiai paplitusi ir tokių sistemų individualaus projektavimo praktika, kuri leidžia ne tik gauti optimalų konkrečių poreikių projektą, bet ir numatyti būtinus eksploatacinius parametrus.

Griežtas stoties charakteristikų apskaičiavimas leidžia toliau optimizuoti jos įrengimo, transportavimo ir saugojimo išlaidas. Pavyzdžiui, vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos, pagrįsta 10–15 kg masės ir 1,2 kW galios keitikliu, yra gana tinkama mažiems objektams. Tokias charakteristikas turinčią įrangą galima aptarnauti ir automobiliu, tačiau didelės apimties projektams gali būti naudojamos masyvesnės ir sunkesnės stotys, reikalaujančios sunkvežimių, krano ir montavimo komandų prijungimo.

Apsauginis funkcionalumas

Ypatingas dėmesys kuriant katodines stotis skiriamas pačios įrangos apsaugai. Tam yra integruotos sistemos, leidžiančios apsaugoti stotis nuo trumpojo jungimo ir apkrovos pertrūkių. Pirmuoju atveju avariniam įrenginių veikimui valdyti naudojami specialūs saugikliai.

Kalbant apie galios viršįtampius ir pertrūkius, mažai tikėtina, kad katodinės apsaugos stotis jų stipriai paveiktų, tačiau gali kilti elektros smūgio pavojus. Pavyzdžiui, jei įprastu režimu įranga veikia esant žemai įtampai, tada po pertraukos indikatorių šuolis gali būti padidintas iki 120 V.

Kiti elektrocheminės apsaugos tipai

Be katodinės apsaugos, taip pat praktikuojamos elektrinio drenažo technologijos, protektoriaus metodai, apsaugantys nuo korozijos. Dauguma daug žadanti kryptis Tai laikoma specialia apsauga nuo korozijos susidarymo. AT Ši byla aktyvūs elementai taip pat yra prijungti prie tikslinio objekto, užtikrinant paviršiaus transformavimą katodais naudojant srovę. Pavyzdžiui, plieninis vamzdis, kaip dujotiekio dalis, gali būti apsaugotas cinko arba aliuminio balionais.

Išvada

Elektrocheminės apsaugos metodai negali būti priskirti naujiems ir, be to, novatoriškiems. Tokių metodų panaudojimo efektyvumas kovojant su rūdijimo procesais buvo įvaldytas jau seniai. Tačiau vienas rimtas trūkumas neleidžia plačiai platinti šio metodo. Faktas yra tas, kad vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos neišvengiamai sukuria vadinamąjį Jie nėra pavojingi tikslinei konstrukcijai, tačiau gali turėti Neigiama įtakaį netoliese esančius objektus. Visų pirma, pasklidusi srovė prisideda prie tos pačios korozijos atsiradimo ant gretimų vamzdžių metalinio paviršiaus.

Korozija yra cheminė ir elektrocheminė metalo reakcija su aplinka, sukelianti metalo žalą. Jis teka skirtingu greičiu, kurį galima sumažinti. Praktiniu požiūriu domina antikorozinė katodinė metalinių konstrukcijų, besiliečiančių su žeme, vandeniu ir transportuojamomis terpėmis, apsauga. Vamzdžių išoriniai paviršiai ypač kenkia grunto ir klaidžiojančių srovių įtakai.

Vidinė korozija priklauso nuo aplinkos savybių. Jei tai dujos, ją reikia kruopščiai išvalyti nuo drėgmės ir agresyvių medžiagų: vandenilio sulfido, deguonies ir kt.

Veikimo principas

Elektrocheminės korozijos proceso objektai yra terpė, metalas ir sąsaja tarp jų. Terpė, kuri dažniausiai yra drėgna dirva arba vanduo, turi gerą elektros laidumą. Jo ir metalinės konstrukcijos sąsajoje vyksta elektrocheminė reakcija. Jei srovė yra teigiama (anodo elektrodas), geležies jonai patenka į aplinkinį tirpalą, todėl metalo masė prarandama. Reakcija sukelia koroziją. Esant neigiamai srovei (katodo elektrodui), šių nuostolių nėra, nes elektronai patenka į tirpalą. Metodas naudojamas galvanizuojant plieną dengiant spalvotaisiais metalais.

Katodinė apsauga nuo korozijos pasiekiama, kai geležiniam objektui taikomas neigiamas potencialas.

Norėdami tai padaryti, į žemę įdedamas anodo elektrodas ir prie jo iš maitinimo šaltinio prijungiamas teigiamas potencialas. Saugomam objektui taikomas minusas. Katodinė-anodinė apsauga sukelia aktyvų korozijos sunaikinimą tik anodo elektrodui. Todėl jį reikia periodiškai keisti.

Neigiamas elektrocheminės korozijos poveikis

Konstrukcijų korozija gali atsirasti dėl kitų sistemų klaidžiojančių srovių veikimo. Jie yra naudingi tiksliniams objektams, tačiau daro didelę žalą netoliese esančioms konstrukcijoms. Klaidžiojančios srovės gali pasklisti nuo elektrifikuotų transporto priemonių bėgių. Jie eina link pastotės ir patenka į vamzdynus. Išeinant iš jų susidaro anodo sekcijos, sukeliančios intensyvią koroziją. Apsaugai naudojamas elektrinis drenažas - specialus srovių pašalinimas iš dujotiekio iki jų šaltinio. Galima ir čia Tam reikia žinoti klaidžiojančių srovių dydį, kuris matuojamas specialiais prietaisais.

Pagal rezultatus elektriniai matavimai parenkamas dujotiekio apsaugos būdas. Universali priemonė yra pasyvus kontakto su žeme būdas naudojant izoliacines dangas. Dujotiekio katodinė apsauga reiškia aktyvųjį metodą.

Dujotiekio apsauga

Žemėje esančios konstrukcijos yra apsaugotos nuo korozijos, jei prie jų prijungtas nuolatinės srovės šaltinio minusas, o pliusas prijungtas prie šalia žemėje įkastų anodinių elektrodų. Srovė eis į konstrukciją, apsaugodama ją nuo korozijos. Tokiu būdu atliekama vamzdynų, rezervuarų ar vamzdynų, esančių žemėje, katodinė apsauga.

Anodo elektrodas suges ir turi būti periodiškai pakeistas. Vandens pripildytam bakui elektrodai dedami į vidų. Šiuo atveju skystis bus elektrolitas, per kurį srovė tekės iš anodų į indo paviršių. Elektrodai yra gerai valdomi ir lengvai keičiami. Žemėje tai padaryti sunkiau.

Jėgos šaltinis

Prie naftotiekių ir dujotiekių, šildymo ir vandentiekio tinkluose, kuriems reikalinga katodinė apsauga, įrengiamos stotys, iš kurių įtampa tiekiama į objektus. Jei jie uždedami lauke, jų apsaugos laipsnis turi būti bent IP34. Sausoms patalpoms tinka bet koks.

Dujotiekių ir kitų didelių konstrukcijų katodinės apsaugos stotys yra nuo 1 iki 10 kW galios.

Jų energetiniai parametrai pirmiausia priklauso nuo šių veiksnių:

• atsparumas tarp grunto ir anodo;
• dirvožemio elektrinis laidumas;
• apsauginės zonos ilgis;
• izoliacinis dangos poveikis.

Tradiciškai katodinės apsaugos keitiklis yra transformatoriaus instaliacija. Dabar jį keičia inverteris, kurio matmenys mažesni, srovės stabilumas ir efektyvumas didesnis. Svarbiose srityse įrengiami valdikliai, kurie turi srovės ir įtampos reguliavimo, apsauginių potencialų išlyginimo ir kt.

Įranga yra rinkoje įvairių variantų. Tam tikriems poreikiams naudojamas tas, kuris užtikrina geriausias eksploatavimo sąlygas.

Dabartinio šaltinio parametrai

Geležies apsaugai nuo korozijos apsauginis potencialas yra 0,44 V. Praktiškai jis turėtų būti didesnis dėl inkliuzų įtakos ir metalo paviršiaus būklės. Didžiausia vertė yra 1 V. Esant dangoms ant metalo, srovė tarp elektrodų yra 0,05 mA/m 2. Jei izoliacija sulaužyta, ji pakyla iki 10 mA/m 2 .

Katodinė apsauga yra veiksminga kartu su kitais metodais, nes sunaudojama mažiau elektros energijos. Jei konstrukcijos paviršiuje yra dažų danga, elektrocheminiu metodu apsaugomos tik tos vietos, kur ji sulaužyta.

Katodinės apsaugos ypatybės

1. Stotys arba mobilieji generatoriai yra energijos šaltiniai.
2. Anodo įžeminimo elektrodų vieta priklauso nuo vamzdynų specifikos. Įdėjimo būdas gali būti paskirstytas arba koncentruotas, taip pat išdėstytas skirtinguose gyliuose.
3. Anodo medžiaga parenkama mažai tirpi, kad tarnautų 15 metų.
4. Apskaičiuojamas kiekvieno dujotiekio apsauginio lauko potencialas. Nereglamentuojama, jei ant konstrukcijų nėra apsauginių dangų.

„Gazprom“ standartiniai katodinės apsaugos reikalavimai

• Veiksmas per visą apsaugos priemonių veikimo laikotarpį.
• Apsauga nuo atmosferos šuolių.
• Stoties išdėstymas blokinėse dėžėse arba atskirai pastatomas antivandalinio dizaino.
• Anodo įžeminimas parenkamas tose srityse, kuriose yra minimalus elektrinė varža dirvožemio.
• Keitiklio charakteristikos parenkamos atsižvelgiant į dujotiekio apsauginės dangos senėjimą.

Apsauginė apsauga

Metodas yra katodinės apsaugos tipas, kai elektrodai, pagaminti iš labiau elektroneigiamo metalo, sujungiami per elektrai laidžią terpę. Skirtumas yra tai, kad nėra energijos šaltinio. Protektorius sugeria koroziją, ištirpdamas elektrai laidžioje aplinkoje.

Po kelerių metų anodas turėtų būti pakeistas, nes jis susidėvi.

Anodo poveikis didėja, kai sumažėja jo atsparumas sąlyčiui su terpe. Laikui bėgant jis gali pasidengti koroziniu sluoksniu. Tai veda prie elektros kontakto gedimo. Jei anodas dedamas į druskų mišinį, kuris užtikrina korozijos produktų ištirpimą, efektyvumas didėja.

Apsaugos įtaka ribota. Veikimo spindulį lemia terpės elektrinė varža ir potencialų skirtumas tarp

Apsauginė apsauga naudojama nesant energijos šaltinių arba kai jų naudojimas nėra ekonomiškai pagrįstas. Jis taip pat yra nepalankus rūgščioje aplinkoje dėl didelio anodų tirpimo greičio. Apsaugos įrengiamos vandenyje, dirvožemyje arba neutralioje aplinkoje. Anodai iš grynų metalų paprastai nėra gaminami. Cinkas tirpsta netolygiai, magnis per greitai korozuoja, ant aliuminio susidaro stipri oksidų plėvelė.

Protektoriaus medžiagos

Kad apsaugos turėtų reikiamas eksploatacines savybes, jos gaminamos iš lydinių su šiais legiruojančiais priedais.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - įrangos, esančios jūros vandenyje, apsauga.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (procentų dalys) - konstrukcijų eksploatavimas tekančiame jūros vandenyje.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - mažų konstrukcijų apsauga dirvožemyje arba vandenyje su maža druskos koncentracija.

Neteisingas kai kurių tipų apsaugų naudojimas sukelia neigiamų pasekmių. Magnio anodai gali sukelti įrangos įtrūkimus dėl vandenilio trapumo.

Sujungimo katodinė apsauga su antikorozinėmis dangomis padidina jos efektyvumą.

Pagerėja apsauginės srovės pasiskirstymas, reikia žymiai mažiau anodų. Vienas magnio anodas bitumu padengtą vamzdyną saugo 8 km, o be dangos – tik 30 m.

Automobilių kėbulų apsauga nuo korozijos

Pažeidus dangą, automobilio kėbulo storis per 5 metus gali sumažėti iki 1 mm, t.y., perrūdyti. Apsauginio sluoksnio atstatymas yra svarbus, tačiau be jo yra būdas visiškai sustabdyti korozijos procesą naudojant katodinę-apsauginę apsaugą. Jei korpusą paverčiate katodu, metalo korozija sustoja. Anodas gali būti bet kokie šalia esantys laidūs paviršiai: metalinės plokštės, įžeminimo kilpa, garažo korpusas, šlapia kelio danga. Tokiu atveju apsaugos efektyvumas didėja didėjant anodų plotui. Jei anodas yra kelio danga, kontaktui su juo naudojama metalizuotos gumos „uodega“. Jis dedamas priešais ratus, kad purslai būtų geriau. "Uodega" yra izoliuota nuo kūno.

Plius yra prijungtas prie anodo baterija per 1 kΩ rezistorių ir su juo nuosekliai sujungtą šviesos diodą. Kai grandinė uždaryta per anodą, kai minusas prijungtas prie korpuso, įprastu režimu šviesos diodas vos pastebimai šviečia. Jei dega ryškiai, vadinasi, grandinėje įvyko trumpasis jungimas. Priežastis turi būti nustatyta ir pašalinta.

Apsaugai grandinėje turi būti nuosekliai sumontuotas saugiklis.

Kai automobilis yra garaže, jis yra prijungtas prie įžeminimo anodo. Judėjimo metu jungiamasi per „uodegą“.

Išvada

Katodinė apsauga yra būdas pagerinti požeminių vamzdynų ir kitų konstrukcijų eksploatacinį patikimumą. Tuo pačiu metu reikia atsižvelgti į jo neigiamą poveikį gretimiems vamzdynams dėl paklydusių srovių įtakos.

Vamzdynai yra labiausiai paplitusi energijos nešėjų transportavimo priemonė. Akivaizdus jų trūkumas yra jautrumas rūdžių susidarymui. Tam atliekama magistralinių vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos. Koks jo veikimo principas?

Korozijos priežastys

Gyvybės palaikymo sistemų vamzdynų tinklai yra platinami visoje Rusijoje. Jų pagalba efektyviai transportuojamos dujos, vanduo, naftos produktai ir nafta. Ne taip seniai buvo nutiesti vamzdynai amoniakui transportuoti. Dauguma vamzdynų tipų yra metaliniai, o pagrindinis jų priešas yra korozija, kurios rūšių yra daug.

Rūdžių susidarymo ant metalinių paviršių priežastys yra susijusios su aplinkos savybėmis, tiek išorine, tiek vidine vamzdynų korozija. Vidinių paviršių korozijos rizika yra pagrįsta:

1. Sąveika su vandeniu.
2. Šarmų, druskų ar rūgščių buvimas vandenyje.

Tokios aplinkybės gali susiklostyti magistraliniuose vandentiekio vamzdynuose, karšto vandens tiekimo (KV), garo ir šildymo sistemose. Nemažiau nei svarbus veiksnys yra dujotiekio tiesimo būdas: antžeminis arba požeminis. Pirmąjį yra lengviau prižiūrėti ir pašalinti rūdžių susidarymo priežastis, palyginti su antruoju.

Naudojant vamzdį vamzdyje klojimo metodą, korozijos rizika yra maža. Tiesiogiai įrengiant dujotiekį atvirame ore, dėl sąveikos su atmosfera gali susidaryti rūdžių, o tai taip pat lemia konstrukcijos pasikeitimą.

Požeminiai vamzdynai, įskaitant garą ir karštą vandenį, yra labiausiai pažeidžiami korozijos. Kyla klausimas dėl vamzdžių, esančių vandens šaltinių dugne, jautrumo korozijai, tačiau šiose vietose yra tik nedidelė magistralių dalis.

Pagal paskirtį vamzdynai su korozijos rizika skirstomi į:

• bagažinė;
• komercinė;
• šildymo sistemoms ir gyventojų gyvybės palaikymui;
• dėl nuotekų iš pramonės įmonių.

Jautrumas magistralinių vamzdynų tinklų korozijai

Šio tipo vamzdynų korozija yra labiausiai ištirta, o jų apsaugą nuo išorinių veiksnių lemia standartiniai reikalavimai. Norminiuose dokumentuose aptariami apsaugos būdai, o ne rūdžių susidarymo priežastys.

Taip pat svarbu atsižvelgti į tai, kad atsižvelgiama tik į išorinę koroziją, kuri veikia išorinę dujotiekio dalį, nes inertinės dujos patenka į dujotiekio vidų. Šiuo atveju metalo sąlytis su atmosfera nėra toks pavojingas.

Apsaugai nuo korozijos pagal GOST atsižvelgiama į keletą dujotiekio atkarpų: padidinto ir didelio pavojaus, taip pat korozinių.

Neigiamų atmosferos veiksnių poveikis didelės rizikos zonoms arba korozijos rūšims:

1. Nuo nuolatinės srovės šaltinių, klaidinančių srovių atsiradimas.
2. Mikroorganizmų poveikis.
3. Dėl susidariusio įtempio metalas įtrūksta.
4. Atliekų saugojimas.
5. Sūrūs dirvožemiai.
6. Gabenamos medžiagos temperatūra viršija 300 °C.
7. Naftotiekio anglies dioksido korozija.

Požeminių vamzdynų apsaugos nuo korozijos montuotojas turi žinoti dujotiekio konstrukciją ir SNiP reikalavimus.

Elektrocheminė korozija iš dirvožemio

Dėl skirtingose ​​vamzdynų atkarpose susidarančių įtampų skirtumo atsiranda elektronų srautas. Rūdžių susidarymo procesas vyksta pagal elektrocheminį principą. Remiantis šiuo poveikiu, dalis metalo anodo zonose įtrūksta ir suteka į grunto pagrindą. Po sąveikos su elektrolitu susidaro korozija.

Vienas iš reikšmingų kriterijų, užtikrinančių apsaugą nuo neigiamų apraiškų, yra pagrindinės ilgis. Kelyje yra dirvožemių su skirtinga kompozicija ir būdingas. Visa tai prisideda prie įtampos skirtumo tarp nutiestų vamzdynų dalių. Tinklas turi gerą laidumą, todėl susidaro pakankamai didelio ilgio galvaninės poros.

Padidėjęs dujotiekio korozijos greitis išprovokuoja didelį elektronų srauto tankį. Ne mažiau svarbus yra dujotiekių gylis, nes jis išlaiko didelę drėgmės procentą, o temperatūra žemiau „0“ ženklo neišleidžiama. Malūno apnašos taip pat lieka ant vamzdžių paviršiaus po apdorojimo, o tai turi įtakos rūdžių atsiradimui.

Atlikus tyrimus buvo nustatytas tiesioginis ryšys tarp susidariusių rūdžių gylio ir ploto ant metalo. Tai pagrįsta tuo, kad metalas didesnį plotą paviršius yra labiausiai pažeidžiamas išorinių neigiamų apraiškų. Konkretūs atvejai apima daug mažesnius sunaikinimo kiekius ant plieninių konstrukcijų elektrocheminio proceso metu.

Dirvožemio agresyvumą metalui pirmiausia lemia jų pačių struktūrinis komponentas, drėgmė, atsparumas, prisotinimas šarmais, oro pralaidumas ir kiti veiksniai. Požeminių vamzdynų apsaugos nuo korozijos montuotojas turi būti susipažinęs su magistralinio tiesimo projektu.

Korozija, veikiama klaidžiojančių srovių

Rūdys gali atsirasti dėl kintamo ir pastovaus elektronų srauto:

• Rūdžių susidarymas veikiant nuolatinei srovei. Klaidžiojančios srovės vadinamos srovėmis dirvožemyje ir viduje konstrukciniai elementai esantis po žeme. Jų kilmė yra antropogeninė. Jie atsiranda dėl naudojimo techniniai prietaisai nuolatinė srovė, sklindanti iš pastatų ar statinių. Tai gali būti suvirinimo inverteriai, katodinės apsaugos sistemos ir kiti įrenginiai. Srovė yra linkusi eiti mažiausio pasipriešinimo keliu, dėl to, esant esamiems vamzdynams žemėje, srovei bus daug lengviau pereiti per metalą. Anodas yra dujotiekio atkarpa, iš kurios į dirvos paviršių patenka klajojanti srovė. Dujotiekio dalis, į kurią patenka srovė, atlieka katodo vaidmenį. Ant aprašytų anodo paviršių srovės turi padidintą tankį, todėl būtent šiose vietose susidaro reikšmingos korozijos dėmės. Korozijos greitis neribojamas ir gali būti iki 20 mm per metus.
• Rūdžių susidarymas veikiant kintamajai srovei. Kai yra šalia elektros linijų, kurių tinklo įtampa viršija 110 kV, tinklų, taip pat lygiagretus išdėstymas vamzdynuose, veikiant kintamosioms srovėms, susidaro korozija, įskaitant koroziją po vamzdynų izoliacija.

Įtempių korozijos įtrūkimai

Jei metalinį paviršių vienu metu veikia išorinės neigiami veiksniai ir aukšta įtampa nuo elektros linijų, sukuriant tempimo jėgas, tada susidaro rūdys. Remiantis atliktais tyrimais, vietą užėmė nauja vandenilio korozijos teorija.

Maži įtrūkimai susidaro, kai vamzdis yra prisotintas vandenilio, o tai padidina slėgį iš vidaus iki rodiklių, didesnių nei nustatytas atomų ir kristalų jungties ekvivalentas.

Protonų difuzijos įtakoje susidaro paviršinio sluoksnio hidrinimas, veikiant hidrolizei pakelti lygiai katodinė apsauga ir tuo pačiu metu neorganinių junginių poveikis.

Atsivėrus įtrūkimui, pagreitėja metalo rūdijimo procesas, kurį užtikrina įžemintas elektrolitas. Dėl to, veikiant mechaniniams poveikiams, metalas lėtai sunaikinamas.

Korozija veikiant mikroorganizmams

Mikrobiologinė korozija yra rūdžių susidarymo procesas ant dujotiekio, veikiant gyviems mikroorganizmams. Tai gali būti dumbliai, grybai, bakterijos, įskaitant pačius paprasčiausius organizmus. Nustatyta, kad šį procesą labiausiai veikia bakterijų dauginimasis. Mikroorganizmų gyvybinei veiklai palaikyti būtina sudaryti sąlygas, būtent, reikia azoto, drėgmės, vandens ir druskos. Taip pat tokios sąlygos kaip:

1. Temperatūros ir drėgmės indikatoriai.
2. Spaudimas.
3. Apšvietimo buvimas.
4. Deguonis.

Išskirdami rūgščią aplinką, organizmai taip pat gali sukelti koroziją. Jų įtakoje ant paviršiaus atsiranda ertmės, kurios turi juodą spalvą ir Blogas kvapas Vandenilio sulfidas. Sulfatų turinčių bakterijų yra beveik visuose dirvožemiuose, tačiau didėjant jų skaičiui, didėja korozijos greitis.

Kas yra elektrocheminė apsauga

Elektrocheminė vamzdynų apsauga nuo korozijos – tai priemonių rinkinys, skirtas užkirsti kelią korozijos vystymuisi veikiant elektriniam laukui. Nuolatinei srovei konvertuoti naudojami specializuoti lygintuvai.

Apsauga nuo korozijos gaminama kuriant elektromagnetinis laukas, ko pasekoje įgyjamas neigiamas potencialas arba vieta atlieka katodo vaidmenį. Tai yra segmentas plieniniai vamzdynai, apsaugotas nuo rūdžių, įgauna neigiamą krūvį, o žemė – teigiamą.

Vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos lydi elektrolitinę apsaugą su pakankamu terpės laidumu. Šią funkciją atlieka gruntas, tiesiant metalinius požeminius greitkelius. Elektrodai kontaktuojami per laidžius elementus.

Korozijos indikatorius yra aukštos įtampos voltmetras arba korozijos matuoklis. Šio prietaiso pagalba kontroliuojamas indikatorius tarp elektrolito ir grunto, specialiai šiam atvejui.

Kaip klasifikuojama elektrocheminė apsauga

Magistralinių vamzdynų ir rezervuarų korozija ir apsauga nuo jos kontroliuojami dviem būdais:

• Srovės šaltinis tiekiamas į metalinį paviršių. Ši sritis įgauna neigiamą krūvį, tai yra, ji atlieka katodo vaidmenį. Anodai yra inertiniai elektrodai, neturintys nieko bendra su konstrukcija. Šis metodas laikomas labiausiai paplitusiu, o elektrocheminė korozija nevyksta. Šiuo metodu siekiama užkirsti kelią šių tipų korozijai: duobėms, atsirandančioms dėl nepastovių srovių, kristalo tipas iš nerūdijančio plieno, taip pat žalvarinių elementų įtrūkimai.
• galvaniniu būdu. Magistralinių vamzdynų arba protektoriaus apsauga atliekama metalinėmis plokštėmis su puikus pasirodymas neigiami krūviai, pagaminti iš aliuminio, cinko, magnio ar jų lydinių. Anodai yra du elementai, vadinamieji inhibitoriai, o lėtas apsaugos sunaikinimas padeda išlaikyti katodo srovę gaminyje. Apsauginė apsauga naudojama itin retai. ECP atliekama ant vamzdynų izoliacinės dangos.

Apie elektrocheminės apsaugos ypatybes

Pagrindinė vamzdynų sunaikinimo priežastis yra metalinių paviršių korozijos pasekmė. Susidarius rūdims, susidaro įtrūkimai, plyšimai, ertmės, kurios palaipsniui didėja ir prisideda prie vamzdyno plyšimo. Šis reiškinys dažniau pasitaiko greitkeliuose, nutiestuose po žeme arba kontaktuojant su požeminiu vandeniu.

Katodinės apsaugos principas pagrįstas įtampos skirtumo sukūrimu ir veikimu dviem aukščiau aprašytais metodais. Po matavimo operacijų, atliktų tiesiogiai dujotiekio vietoje, nustatyta, kad reikalingas potencialas sulėtinti naikinimo procesą turėtų būti 0,85 V, o požeminiams elementams – 0,55 V.

Norint sulėtinti korozijos greitį, katodo įtampa turėtų būti sumažinta 0,3 V. Pagal šį scenarijų korozijos greitis neviršys 10 mikronų/metus, o tai žymiai pailgins techninių prietaisų tarnavimo laiką.

Viena iš reikšmingų problemų yra klaidžiojančių srovių buvimas žemėje. Tokios srovės kyla dėl pastatų, konstrukcijų, bėgių bėgių ir kitų įrenginių įžeminimo. Be to, neįmanoma tiksliai įvertinti, kur jie gali atsirasti.

Norint sukurti destruktyvų efektą, pakanka įkrauti plieninius vamzdynus, turinčius teigiamą potencialą elektrolitinės aplinkos atžvilgiu, tai apima ir į žemę nutiestas linijas.

Norint aprūpinti grandinę srove, būtina tiekti išorinę įtampą, kurios parametrų pakaks pralaužti grunto pagrindo varžą.

Paprastai tokie šaltiniai yra elektros linijos, kurių galia yra nuo 6 iki 10 kW. Jei elektros srovė negali būti tiekiama, galima naudoti dyzelinius arba dujų generatorius. Požeminių vamzdynų apsaugos nuo korozijos montuotojas prieš atlikdamas darbus turi būti susipažinęs su projektiniais sprendiniais.

katodinė apsauga

Siekiant sumažinti rūdžių procentą ant vamzdžių paviršiaus, naudojamos elektrodų apsaugos stotys:

1. Anodas, pagamintas įžeminimo laidininkų pavidalu.
2. Nuolatinių elektronų srautų keitikliai.
3. Proceso valdymo ir šio proceso stebėjimo įranga.
4. Kabelių ir laidų jungtys.

Gana efektyvios yra katodinės apsaugos stotys, kurios tiesiogiai prijungtos prie elektros linijos ar generatoriaus užtikrina slopinamąjį srovių poveikį. Tuo pačiu metu kelios dujotiekio atkarpos yra apsaugotos vienu metu. Parametrai gali būti reguliuojami rankiniu būdu arba automatiškai. Pirmuoju atveju naudojamos transformatoriaus apvijos, o antruoju – tiristoriai.

Labiausiai paplitęs Rusijoje yra aukštųjų technologijų įrenginys - Minevra -3000. Jo galios pakanka apsaugoti 30 000 m greitkelių.

Techninio įrenginio privalumai:

• didelės galios charakteristikos;
• darbo režimo atnaujinimas po perkrovų per ketvirtį minutės;
• skaitmeninio reguliavimo pagalba vykdoma veikimo parametrų kontrolė;
• labai atsakingų jungčių sandarumas;
• įrenginio prijungimas prie nuotolinio proceso valdymo.

Taip pat naudojami ASKG-TM, nors jų galia nedidelė, jų įranga su telemetrijos kompleksu arba nuotolinio valdymo pultas leidžia jiems būti ne mažiau populiariais.

Vandentiekio ar dujotiekio izoliacinės linijos schema turi būti darbo vietoje.

Vaizdo įrašas: katodinė apsauga nuo korozijos – kas nutinka ir kaip ji atliekama?

Apsauga nuo korozijos organizuojant drenažą

Požeminių vamzdynų apsaugos nuo korozijos montuotojas turi būti susipažinęs su drenažo įrenginiu. Tokią apsaugą nuo vamzdynų rūdžių susidarymo nuo paklydusių srovių užtikrina drenažo įrenginys, būtinas šioms srovėms nukreipti į kitą žemės sklypą. Iš viso yra keletas drenažo variantų.

Veikimo įvairovė:

1. Pagaminta po žeme.
2. Tiesiai.
3. su poliškumu.
4. Sustiprintas.

Atliekant žemės drenažą, prie anodo zonų montuojami elektrodai. Norint užtikrinti tiesioginę drenažo liniją, yra pagamintas elektros trumpiklis, jungiantis dujotiekį su neigiamu poliumi iš srovės šaltinių, pavyzdžiui, su įžeminimu iš gyvenamojo namo.

Poliarizuotas drenažas turi vienpusį laidumą, tai yra, kai ant žemės kilpos atsiranda teigiamas krūvis, jis automatiškai išsijungia. Sustiprintos drenažo funkcijos iš srovės keitiklio, papildomai prijungtas prie elektros schema, ir tai pagerina klaidžiojančių srovių pašalinimą iš pagrindinės.

Vamzdynų korozijos pašalpa yra apskaičiuojama pagal RD.

Be to, naudojama inhibitorių apsauga, tai yra, ant vamzdžių naudojama speciali kompozicija, apsauganti nuo agresyvios aplinkos. Stovėjimo korozija atsiranda katilo įrangai ilgą laiką neveikiant, kad taip neatsitiktų, būtina Priežiūraįranga.

Požeminių vamzdynų apsaugos nuo korozijos montuotojas turi turėti žinių ir įgūdžių, būti išmokytas laikytis Taisyklių ir periodiškai atlikti medicininę apžiūrą bei išlaikyti egzaminus dalyvaujant Rostekhnadzoro inspektoriui.