Protecția catodică a conductelor împotriva coroziunii, schemă, principiu de funcționare și video. Protecție catodică împotriva coroziunii. Principiul de funcționare, concepte de bază

DAR. G. Semenov, general director, societate mixtă "Elkon", G. Chişinău; L. P. Sysa, conducere inginer pe ECP, NPC "Vector", G. Moscova

Introducere

Statiile de protectie catodica (CPS) sunt un element necesar al sistemului de protectie electrochimica (sau catodica) (ECP) a conductelor subterane impotriva coroziunii. Atunci când alegeți VHC-uri, acestea provin cel mai adesea de la cel mai mic cost, capacitatea de service și calificarea personalului său de service. Calitatea echipamentului achiziționat este de obicei dificil de evaluat. Autorii propun să se ia în considerare parametrii tehnici ai CPS indicați în pașapoarte, care determină cât de bine va fi îndeplinită sarcina principală a protecției catodice.

Autorii nu au intenționat să se exprime strict limbaj științificîn definirea conceptelor. În procesul de comunicare cu personalul serviciilor ECP, ne-am dat seama că este necesar să îi ajutăm pe acești oameni să sistematizeze termenii și, mai important, să le dăm o idee despre ceea ce se întâmplă atât în ​​rețeaua electrică, cât și în VCS. în sine.

O sarcinăECP

protectie catodica se efectuează atunci când un curent electric curge din SKZ printr-un circuit electric închis format din trei rezistențe conectate în serie:

· rezistența solului între conductă și anod; I rezistența la răspândirea anodului;

rezistența la izolarea conductelor.

Rezistența solului dintre țeavă și anod poate varia foarte mult în funcție de compoziție și de condițiile externe.

Anodul este o parte importantă a sistemului ECP și servește ca element consumabil, a cărui dizolvare oferă însăși posibilitatea implementării ECP. Rezistența sa în timpul funcționării crește în mod constant datorită dizolvării, scăderii suprafeței efective a suprafeței de lucru și formării de oxizi.

Luați în considerare conducta metalică în sine, care este elementul protejat al ECP. Conducta metalica este acoperita cu izolatie la exterior, in care se formeaza fisuri in timpul functionarii din cauza vibratiilor mecanice, schimbarilor sezoniere si zilnice de temperatura etc. Umiditatea pătrunde prin fisurile din izolația hidro- și termică a conductei și metalul conductei intră în contact cu solul, formând astfel un cuplu galvanic care contribuie la îndepărtarea metalului din conductă. Cu cât mai multe fisuri și dimensiunea lor, cu atât mai mult metal este scos. Astfel, apare coroziunea galvanică, în care curge un curent de ioni metalici, adică. electricitate.

Deoarece curentul curge, a apărut o idee minunată de a lua o sursă de curent externă și de a o porni pentru a îndeplini acest curent, datorită căruia are loc îndepărtarea metalului și coroziunea. Dar se pune întrebarea: care este amploarea acestui curent cel mai creat de om? Pare a fi astfel încât plus la minus dă un curent de îndepărtare a metalului zero. Și cum se măsoară același curent? Analiza a arătat că tensiunea dintre teava metalicași solul, adică pe ambele părți ale izolației, trebuie să fie între -0,5 și -3,5 V (această tensiune se numește potențial de protecție).

O sarcinăVHC

Sarcina CPS nu este doar de a furniza curent în circuitul ECP, ci și de a-l menține astfel încât potențialul de protecție să nu depășească limitele acceptate.

Deci, dacă izolația este nouă și nu a avut timp să se deterioreze, atunci rezistența sa la curentul electric este mare și este necesar un curent mic pentru a menține potențialul dorit. Pe măsură ce izolația îmbătrânește, rezistența acesteia scade. În consecință, curentul de compensare necesar de la RMS crește. Va crește și mai mult dacă apar fisuri în izolație. Stația trebuie să fie capabilă să măsoare potențialul de protecție și să își modifice curentul de ieșire în consecință. Și nimic mai mult, din punctul de vedere al sarcinii ECP, nu este necesar.

ModurimuncăVHC

Există patru moduri de funcționare ale ECP:

fără stabilizarea valorilor de ieșire ale curentului sau tensiunii;

stabilizez tensiunea de ieșire;

stabilizarea curentului de ieșire;

· I stabilizarea potenţialului de protecţie.

Să spunem imediat că în gama acceptată de modificări ale tuturor factorilor de influență, îndeplinirea sarcinii ECP este pe deplin asigurată numai atunci când se utilizează al patrulea mod. Care este acceptat ca standard pentru modul de funcționare al SKZ.

Senzorul de potențial oferă stației informații despre nivelul potențialului. Stația își schimbă curentul în direcția corectă. Problemele încep din momentul în care este necesar să puneți acest senzor foarte potențial. Trebuie să îl puneți într-un anumit loc calculat, trebuie să săpați un șanț pentru cablul de conectare între stație și senzor. Oricine a făcut vreo comunicare în oraș știe ce bătaie de cap este. În plus, senzorul necesită întreținere periodică.

În condițiile în care există probleme cu modul potențial de feedback, procedați după cum urmează. La utilizarea celui de-al treilea mod, se presupune că starea izolației se schimbă puțin pe termen scurt și rezistența acesteia rămâne practic stabilă. Prin urmare, este suficient să asigurăm fluxul unui curent stabil printr-o rezistență de izolație stabilă și obținem un potențial de protecție stabil. Pe termen mediu și lung, ajustările necesare pot fi făcute de către un tușier special instruit. Primul și al doilea regim nu impun cerințe ridicate SKZ. Aceste stații sunt simple în execuție și, drept urmare, ieftine, atât în ​​fabricație, cât și în exploatare. Aparent, această împrejurare determină utilizarea unor astfel de SC-uri în ECP a obiectelor situate în condiții de activitate corozivă scăzută a mediului. Dacă condițiile exterioare (starea de izolație, temperatură, umiditate, curenți vagabonzi) se modifică la limitele când se formează un mod inacceptabil pe obiectul protejat, aceste stații nu își pot îndeplini sarcina. Pentru ajustarea modului lor, este necesară prezența frecventă a personalului de întreținere, în caz contrar sarcina ECP este parțial efectuată.

CaracteristiciVHC

În primul rând, VHC trebuie selectat pe baza cerințelor stabilite în documente normative. Și, probabil, cel mai important lucru în acest caz va fi GOST R 51164-98. În Anexa „I” la acest document se precizează că eficiența stației trebuie să fie de cel puțin 70%. Nivelul zgomotului industrial generat de RMS nu trebuie să depășească valorile specificate de GOST 16842, iar nivelul armonicilor la ieșire ar trebui să respecte GOST 9.602.

Pașaportul SKZ indică de obicei: I puterea nominală de ieșire;

Eficiență la puterea nominală de ieșire.

Puterea nominală de ieșire - puterea pe care o poate furniza stația la sarcina nominală. De obicei, această sarcină este de 1 ohm. Eficiența este definită ca raportul dintre puterea nominală de ieșire și puterea activă consumată de stație în modul nominal. Și în acest mod, eficiența este cea mai mare pentru orice stație. Cu toate acestea, majoritatea VCS-urilor funcționează departe de modul nominal. Factorul de sarcină de putere variază de la 0,3 la 1,0. În acest caz, eficiența reală pentru majoritatea stațiilor fabricate astăzi va scădea considerabil odată cu scăderea puterii de ieșire. Acest lucru este vizibil în special pentru transformatorul SKZ care utilizează tiristoare ca element de reglare. Pentru RMS fără transformator (de înaltă frecvență), scăderea eficienței cu o scădere a puterii de ieșire este mult mai mică.

O vedere generală a schimbării eficienței pentru SKZ de diferite modele poate fi văzută în figură.

Din fig. se vede ca daca folosesti statia, de exemplu, cu o eficienta nominala de 70%, atunci fii pregatit pentru faptul ca ai cheltuit inutil inca 30% din energia electrica primita din retea. Și acesta este în cel mai bun caz al puterii nominale de ieșire.

Cu o putere de ieșire de 0,7 din valoarea nominală, ar trebui să fiți deja pregătiți pentru faptul că pierderile dvs. de energie vor fi egale cu energia utilă cheltuită. Unde se irosește atâta energie?

pierderi ohmice (termice) în înfășurările transformatoarelor, bobinelor și elementelor active ale circuitului;

· costuri energetice pentru funcționarea circuitului de control al stației;

Pierderea energiei sub formă de emisie radio; pierderile de energie ale ondulației curentului de ieșire a stației la sarcină.

Această energie este radiată în pământ de la anod și nu produce muncă utilă. Prin urmare, este atât de necesară utilizarea stațiilor cu un coeficient de ondulare scăzut, altfel se irosește energie scumpă. Nu numai că, la niveluri ridicate de ondulații și emisii radio, pierderile de putere cresc, dar în plus, această energie disipată inutil interferează cu funcționarea normală. un numar mare echipamente electronice situate în apropiere. Puterea totală necesară este, de asemenea, indicată în pașaportul SKZ, să încercăm să ne ocupăm de acest parametru. SKZ preia energie din rețeaua electrică și o face în fiecare unitate de timp cu o asemenea intensitate pe care i-am permis să facă cu butonul de reglare de pe panoul de control al stației. Desigur, este posibil să se preia energie din rețea cu o putere care nu depășește puterea acestei rețele în sine. Și dacă tensiunea din rețea se modifică sinusoidal, atunci capacitatea noastră de a prelua energie din rețea se schimbă sinusoidal de 50 de ori pe secundă. De exemplu, în momentul în care tensiunea rețelei trece prin zero, nu poate fi luată energie de la ea. Cu toate acestea, când sinusoidul de tensiune atinge maximul, atunci în acest moment capacitatea noastră de a prelua energie din rețea este maximă. În orice alt moment, această posibilitate este mai mică. Astfel, se dovedește că în orice moment puterea rețelei diferă de puterea ei la un moment vecin. Aceste valori de putere se numesc putere instantanee acest moment timp și un astfel de concept este greu de operat. Prin urmare, am convenit asupra conceptului de așa-numită putere efectivă, care este determinată dintr-un proces imaginar în care o rețea cu o schimbare de tensiune sinusoidală este înlocuită cu o rețea cu o tensiune constantă. Când am calculat valoarea acestei tensiuni constante pentru rețelele noastre electrice, am obținut 220 V - a fost numită tensiune efectivă. DAR valoare maximă sinusoidele tensiunii au fost numite tensiune de amplitudine, iar aceasta este egală cu 320 V. Prin analogie cu tensiunea, a fost introdus conceptul valorii efective a curentului. Produsul dintre valoarea tensiunii efective și valoarea curentului efectiv se numește consumul total de energie, iar valoarea acestuia este indicată în pașaportul RMS.

Și puterea maximă din SKZ în sine nu este utilizată pe deplin, deoarece. are diverse elemente reactive care nu irosesc energie, ci o folosesc, ca să zicem, pentru a crea condiții pentru ca restul energiei să treacă în sarcină și apoi să returneze această energie de reglare înapoi în rețea. Această energie returnată a fost numită energie reactivă. Energia care este transferată la sarcină este energie activă. Un parametru care indică relația dintre energia activă care trebuie transferată la sarcină și energie deplină, furnizat RMS, se numește factor de putere și este indicat în pașaportul stației. Și dacă ne coordonăm capacitățile cu capacitățile rețelei de aprovizionare, i.e. sincron cu o modificare sinusoidală a tensiunii rețelei, luăm putere de la ea, atunci un astfel de caz se numește ideal și factorul de putere al RMS care funcționează cu rețeaua în acest fel va fi egal cu unu.

Stația trebuie să transmită cât mai eficient energia activă pentru a crea un potențial de protecție. Eficiența cu care VHC face acest lucru este evaluată prin coeficient acțiune utilă. Câtă energie cheltuiește depinde de metoda de transfer de energie și de modul de funcționare. Fără a intra în acest domeniu vast pentru discuții, vom spune doar că SKZ-urile transformatoarelor și transformatorului-tiristor și-au atins limita de îmbunătățire. Ei nu au resursele necesare pentru a-și îmbunătăți calitatea muncii. Viitorul aparține VMS de înaltă frecvență, care în fiecare an devine mai fiabil și mai ușor de întreținut. În ceea ce privește eficiența și calitatea muncii lor, aceștia își depășesc deja predecesorii și au o mare rezervă de îmbunătățire.

Consumatorproprietăți

Proprietățile de consum ale unui astfel de dispozitiv precum SKZ includ următoarele:

1. Dimensiuni, greutate Și putere. Probabil, nu este necesar să spunem că, cu cât stația este mai mică și mai ușoară, cu atât costul transportului și instalării acesteia este mai mic, atât în ​​timpul instalării, cât și al reparației.

2. mentenabilitatea. Capacitatea de a înlocui rapid o stație sau un nod la fața locului este foarte importantă. Cu reparatii ulterioare in laborator, i.e. principiul modular de construcție a SKZ.

3. Comoditate în serviciu. Ușurința întreținerii, pe lângă ușurința transportului și reparației, este determinată, în opinia noastră, după cum urmează:

prezența tuturor indicatorilor și instrumentelor de măsură necesare, posibilitatea de control de la distanță și monitorizarea modului de funcționare al SKZ.

concluzii

Pe baza celor de mai sus, se pot trage câteva concluzii și recomandări:

1. Stațiile de transformare și tiristoare-transformatoare sunt iremediabil depășite din toate punctele de vedere și nu îndeplinesc cerințele moderne, în special în domeniul economisirii energiei.

2. O statie moderna trebuie sa aiba:

· randament ridicat in toate gamele de incarcari;

factor de putere (cos I) nu mai mic de 0,75 în întregul domeniu de sarcină;

factorul de ondulare al tensiunii de ieșire nu mai mult de 2%;

· gama de reglare a curentului si tensiunii de la 0 la 100%;

corp ușor, durabil și de dimensiuni mici;

· principiul modular al construcției, i.e. au o întreținere ridicată;

· I eficienta energetica.

Alte cerințe pentru stațiile de protecție catodică, cum ar fi protecția împotriva supraîncărcărilor și scurtcircuitelor; întreținerea automată a unui anumit curent de sarcină - și alte cerințe sunt în general acceptate și obligatorii pentru toate SKZ.

În concluzie, oferim consumatorilor un tabel care compară parametrii principalelor stații de protecție catodică fabricate și utilizate în prezent. Pentru comoditate, tabelul prezintă stații de aceeași putere, deși mulți producători pot oferi o gamă întreagă de stații fabricate.

Protecție electrochimică – metoda eficienta protecția produselor finite împotriva coroziunii electrochimice. În unele cazuri, este imposibil să reînnoiți vopseaua sau materialul de ambalare de protecție, atunci este recomandabil să folosiți protecție electrochimică. Acoperirea unei conducte subterane sau a fundului unei nave maritime este foarte laborioasă și costisitoare de reînnoit, uneori este pur și simplu imposibil. Protecția electrochimică protejează în mod fiabil produsul de, prevenind distrugerea conductelor subterane, fundul navelor, diverse rezervoare etc.

Protecția electrochimică este utilizată în cazurile în care potențialul de coroziune liberă este în regiunea dizolvării intense a metalului de bază sau suprapasivării. Acestea. când are loc o distrugere intensivă a structurii metalice.

Esența protecției electrochimice

Un curent continuu este conectat la produsul metalic finit din exterior (sursa curent continuu sau protector). Curentul electric de pe suprafața produsului protejat creează polarizare catodică a electrozilor perechilor microgalvanice. Rezultatul este că zonele anodice de pe suprafața metalului devin catodice. Și ca urmare a expunerii la un mediu corosiv, nu metalul structurii este distrus, ci anodul.

În funcție de direcția (pozitivă sau negativă) potențialul metalului este deplasat, protecția electrochimică este împărțită în anod și catod.

Protecție catodică împotriva coroziunii

Protecția la coroziune electrochimică catodică este utilizată atunci când metalul protejat nu este predispus la pasivare. Acesta este unul dintre principalele tipuri de protecție a metalelor împotriva coroziunii. Esența protecției catodice este aplicarea unui curent extern de la polul negativ către produs, care polarizează secțiunile catodice ale elementelor de coroziune, apropiind valoarea potențialului de cele anodice. Polul pozitiv al sursei de curent este conectat la anod. În acest caz, coroziunea structurii protejate este aproape redusă la zero. Anodul este distrus treptat și trebuie înlocuit periodic.

Există mai multe opțiuni pentru protecția catodică: polarizare de la o sursă externă de curent electric; scăderea vitezei procesului catodic (de exemplu, dezaerarea electrolitului); contact cu un metal care are un potențial mai electronegativ pentru coroziune liberă într-un mediu dat (așa-numita protecție sacrificială).

Polarizarea de la o sursă externă de curent electric este folosită foarte des pentru a proteja structurile situate în sol, apă (fundurile navelor etc.). În plus, acest tip de protecție împotriva coroziunii este utilizat pentru zinc, cositor, aluminiu și aliajele acestuia, titan, cupru și aliajele acestuia, plumb, precum și oțeluri cu conținut ridicat de crom, carbon, aliaj (atât slab, cât și înalt aliate).

O sursă de curent externă este stațiile de protecție catodică, care constau dintr-un redresor (convertor), o alimentare cu curent către structura protejată, electrozi de împământare anodici, un electrod de referință și un cablu anodic.

Protecția catodă este utilizată ca tip independent și suplimentar de protecție împotriva coroziunii.

Principalul criteriu după care se poate aprecia eficacitatea protecției catodice este potential protector. Potențialul de protecție este potențialul la care intră rata de coroziune a metalului anumite condiții mediu ia cea mai mică valoare (pe cât posibil).

Există dezavantaje în utilizarea protecției catodice. Una dintre ele este pericolul supraprotecție. Supraprotecția se observă cu o deplasare mare a potențialului obiectului protejat în latura negativă. În același timp, iese în evidență. Ca urmare, distrugerea straturilor de protecție, fragilizarea metalului cu hidrogen, fisurarea coroziunii.

Protecția benzii de rulare (aplicarea benzii de rulare)

Un tip de protectie catodica este protectia catodica. Când se folosește protecția sacrificială, un metal cu un potențial mai electronegativ este conectat la obiectul protejat. În acest caz, nu structura este distrusă, ci banda de rulare. În timp, protectorul se corodează și trebuie înlocuit cu unul nou.

Protecția benzii de rulare este eficientă în cazurile în care există o rezistență tranzitorie mică între protector și mediu.

Fiecare protector are propria sa rază de acțiune de protecție, care este determinată de distanța maximă posibilă la care protectorul poate fi îndepărtat fără a pierde efectul de protecție. Protecția de protecție este utilizată cel mai adesea atunci când este imposibil sau dificil și costisitor să aduceți curent în structură.

Protectoarele sunt folosite pentru a proteja structurile din medii neutre (apa de mare sau râu, aer, sol etc.).

Pentru fabricarea protectoarelor se folosesc urmatoarele metale: magneziu, zinc, fier, aluminiu. Metalele pure nu își îndeplinesc funcțiile de protecție în întregime, așa că sunt aliate suplimentar în timpul fabricării protectorilor.

Protecțiile de fier sunt fabricate din oțel carbon sau fier pur.

Protectori de zinc

Protectorii de zinc contin aproximativ 0,001 - 0,005% plumb, cupru si fier, 0,1 - 0,5% aluminiu si 0,025 - 0,15% cadmiu. Proiectoarele din zinc sunt folosite pentru a proteja produsele împotriva coroziunii marine (în apă sărată). Dacă protectorul de zinc este folosit în apă ușor salină, proaspătă sau sol, acesta este rapid acoperit cu un strat gros de oxizi și hidroxizi.

Protector de magneziu

Aliajele pentru fabricarea protectoarelor cu magneziu sunt aliate cu 2–5% zinc și 5–7% aluminiu. Cantitatea de cupru, plumb, fier, siliciu, nichel din aliaj nu trebuie să depășească zecimi și sutimi de procent.

Protectorul cu magneziu este utilizat în preparate ușor sărate, ape proaspete, soluri. Protectorul este utilizat în medii în care protectoarele din zinc și aluminiu sunt ineficiente. Un aspect important este că protectorii cu magneziu trebuie folosiți într-un mediu cu un pH de 9,5 - 10,5. Acest lucru se datorează vitezei mari de dizolvare a magneziului și formării de compuși puțin solubili pe suprafața sa.

Protectorul cu magneziu este periculos, deoarece. este cauza fragilizării prin hidrogen și a fisurării prin coroziune a structurilor.

Protectoare din aluminiu

Protectiile din aluminiu contin aditivi care previn formarea oxizilor de aluminiu. În astfel de protectori sunt introduse până la 8% zinc, până la 5% magneziu și zecimi până la sutimi de siliciu, cadmiu, indiu și taliu. Protecțiile din aluminiu sunt utilizate în raftul de coastă și în apa de mare curgătoare.

Protectie anodica anticoroziva

Protecția electrochimică a anodului este utilizată pentru structurile din titan, inox slab aliat, oțeluri carbon, aliaje feroase înalt aliate, metale pasivate diferite. Protecția anodului este utilizată în medii corozive foarte conductive.

Cu protecția anodică, potențialul metalului protejat este mutat într-o latură mai pozitivă până când se atinge o stare pasivă stabilă a sistemului. Avantajele protecției electrochimice anodice nu sunt doar o încetinire foarte semnificativă a vitezei de coroziune, ci și faptul că produsele de coroziune nu intră în produs și în mediu.

Protecția anodului poate fi implementată în mai multe moduri: prin deplasarea potențialului către partea pozitivă folosind o sursă externă de curent electric sau prin introducerea de agenți oxidanți (sau elemente în aliaj) în mediul corosiv, care cresc eficiența procesului catodic asupra suprafata metalica.

Protecția anodului folosind oxidanți conform mecanism de aparare similar polarizării anodice.

Dacă se folosesc inhibitori de pasivizare cu proprietăți oxidante, atunci suprafața protejată trece în stare pasivă sub acțiunea curentului care a apărut. Acestea includ dicromații, nitrații etc. Dar poluează destul de puternic mediul tehnologic din jur.

Odată cu introducerea de aditivi în aliaj (în principal dopaje cu un metal nobil), reacția de reducere a depolarizatorilor care are loc la catod are loc cu o supratensiune mai mică decât pe metalul protejat.

Dacă un curent electric trece prin structura protejată, potențialul se deplasează în direcția pozitivă.

O instalație pentru protecția anticorozivă electrochimică anodică constă dintr-o sursă de curent externă, un electrod de referință, un catod și obiectul protejat în sine.

Pentru a afla dacă este posibilă aplicarea unei protecții electrochimice anodice pentru un anumit obiect, se iau curbe de polarizare anodică, cu ajutorul cărora se poate determina potențialul de coroziune al structurii studiate într-un anumit mediu coroziv, regiune de pasivitate stabilă și densitatea de curent în această regiune.

Pentru fabricarea catozilor se folosesc metale cu solubilitate scăzută, cum ar fi oțelurile inoxidabile cu aliaje ridicate, tantalul, nichelul, plumbul și platina.

Pentru ca protecția electrochimică anodică să fie eficientă într-un anumit mediu, este necesar să se utilizeze metale și aliaje ușor pasivate, electrodul de referință și catodul trebuie să fie întotdeauna în soluție, iar elementele de legătură trebuie să fie de înaltă calitate.

Pentru fiecare caz de protecție a anodului, aspectul catozilor este proiectat individual.

Pentru ca protecția anodului să fie eficientă pentru un anumit obiect, este necesar ca acesta să îndeplinească anumite cerințe:

Tot suduri trebuie să fie de înaltă calitate;

În mediul tehnologic, materialul din care este realizat obiectul protejat trebuie să treacă în stare pasivă;

Numărul de buzunare de aer și fante ar trebui să fie redus la minimum;

Nu trebuie să existe îmbinări nituite pe structură;

În dispozitivul de protejat, electrodul de referință și catodul trebuie să fie întotdeauna în soluție.

Pentru a implementa protecția anodului în industria chimică, se folosesc adesea schimbătoare de căldură și unități cilindrice.

Protecția electrochimică anodică a oțelurilor inoxidabile este aplicabilă pentru depozitele industriale de acid sulfuric, soluții pe bază de amoniac, îngrășăminte minerale, precum și tot felul de colecții, rezervoare, mernikov.

Protecția anodului poate fi utilizată și pentru a preveni deteriorarea coroziunii în băile de nichelare chimică, schimbătoarele de căldură în producție fibre artificialeși acid sulfuric.

Acestea permit prelungirea duratei de viață a structurii metalice, precum și păstrarea proprietăților sale tehnice și fizice în timpul funcționării. În ciuda varietății de metode de asigurare a acțiunii anticorozive, este posibilă protejarea completă a obiectelor de deteriorarea ruginii numai în cazuri rare.

Eficacitatea unei astfel de protecție depinde nu numai de calitatea tehnologiei benzii de rulare, ci și de condițiile de aplicare a acesteia. În special, pentru a păstra structura metalică a conductelor, acestora cele mai bune proprietăți demonstrează protecție electrochimică la coroziune pe baza funcționării catozilor. Prevenirea formării ruginii pe astfel de comunicații este, desigur, nu singurul domeniu de aplicare a acestei tehnologii, dar în ceea ce privește combinația de caracteristici, această direcție poate fi considerată cea mai relevantă pentru protecția electrochimică.

Informații generale despre protecția electrochimică

Protecția metalelor împotriva ruginii prin acțiune electrochimică se bazează pe dependența dimensiunii materialului de viteza procesului de coroziune. Structurile metalice trebuie operate în intervalul de potențial în care dizolvarea lor anodică va fi sub limita admisă. Acesta din urmă, de altfel, este determinat de documentația tehnică de funcționare a instalației.

În practică, protecția electrochimică împotriva coroziunii presupune conectarea unei surse cu curent continuu la produsul finit. Câmpul electric de pe suprafața și în structura obiectului protejat formează polarizarea electrozilor, care controlează procesul de deteriorare prin coroziune. În esență, zonele anodice de pe structura metalică devin catodice, ceea ce permite deplasarea proceselor negative, asigurând păstrarea structurii obiectului țintă.

Cum funcționează protecția catodă

Există protecție catodică și anodă tip electrochimic. Cu toate acestea, primul concept, care este folosit pentru a proteja conductele, a câștigat cea mai mare popularitate. De principiu general, la implementarea acestei metode, un curent cu pol negativ este alimentat obiectului dintr-o sursă externă. În special, o țeavă de oțel sau de cupru poate fi protejată în acest mod, în urma căreia se va produce polarizarea secțiunilor catodice odată cu trecerea potențialelor lor la starea anodică. Ca urmare, activitatea coroziva a structurii protejate va fi redusa la aproape zero.

In acelasi timp, protectia catodica poate avea diferite variante execuţie. Tehnica descrisă mai sus de polarizare dintr-o sursă externă este practicată pe scară largă, dar metoda de dezaerare a electroliților cu o scădere a ratei proceselor catodice, precum și crearea unei bariere de protecție, funcționează, de asemenea, eficient.

S-a remarcat de mai multe ori că principiul protecției catodice este implementat prin intermediul unei surse externe de curent. De fapt, munca lui este functie principala Aceste sarcini sunt îndeplinite de stații speciale, care, de regulă, fac parte din infrastructura generală de întreținere a conductelor.

Stații împotriva coroziunii

Funcția principală a stației catodice este de a furniza curent stabil obiectului metalic țintă în conformitate cu metoda de polarizare a catodului. Un astfel de echipament este utilizat în infrastructura conductelor subterane de gaz și petrol, în conductele de alimentare cu apă, rețelele de încălzire etc.

Există multe varietăți de astfel de surse, în timp ce cel mai comun dispozitiv de protecție catodică prevede prezența:

• echipamente de convertizor de curent;
• fire pentru conectarea la obiectul protejat;
• impamantarea anodului.

În același timp, există o împărțire a stațiilor în invertor și transformator. Există și alte clasificări, dar acestea sunt axate pe segmentarea instalațiilor, fie după aplicație, fie după caracteristicile tehnice și parametrii datelor de intrare. Principii de baza Lucrările ilustrează cel mai clar cele două tipuri de stații catodice desemnate.

Instalatii de transformare pentru protectie catodica

De remarcat imediat că acest tip de stație este învechit. Acesta este înlocuit cu analogi de invertor, care au atât plusuri, cât și minusuri. Într-un fel sau altul, modelele de transformatoare sunt folosite chiar și în puncte noi pentru asigurarea protecției electrochimice.

Un transformator de joasă frecvență de 50 Hz este folosit ca bază pentru astfel de obiecte, iar cele mai simple dispozitive sunt utilizate pentru sistemul de control cu ​​tiristoare, inclusiv controlere de putere fază-impuls. O abordare mai responsabilă pentru rezolvarea problemelor de control implică utilizarea controlerelor cu funcționalitate largă.

Protecția modernă împotriva coroziunii catodice a conductelor cu astfel de echipamente vă permite să reglați parametrii curentului de ieșire, indicatorii de tensiune, precum și să egalizați potențialele de protecție. În ceea ce privește dezavantajele echipamentelor transformatoare, acestea se reduc la un grad ridicat de ondulare a curentului la ieșire la un factor de putere scăzut. Acest defect nu se explică prin forma sinusoidală a curentului.

Într-o anumită măsură, introducerea unui șoc de joasă frecvență în sistem permite rezolvarea problemei cu ondulație, dar dimensiunile sale corespund dimensiunilor transformatorului în sine, ceea ce nu face întotdeauna posibilă o astfel de adăugare.

Statie invertor protectie catodica

Setări tip invertor se bazează pe convertoare cu impulsuri de înaltă frecvență. Unul dintre principalele avantaje ale utilizării stațiilor de acest tip este eficiența ridicată, ajungând la 95%. Spre comparație, pentru instalațiile de transformatoare, această cifră ajunge la o medie de 80%.

Uneori, alte avantaje ies în prim-plan. De exemplu, dimensiunile reduse ale stațiilor cu invertor extind posibilitățile de utilizare a acestora în zone dificile. Există și avantaje financiare, care sunt confirmate de practica utilizării unor astfel de echipamente. Deci, protecția catodică a invertorului împotriva coroziunii conductelor se plătește rapid și necesită investitie minimaîn conținut tehnic. Cu toate acestea, aceste calități sunt vizibile în mod clar doar în comparație cu instalațiile de transformatoare, dar astăzi există noi mijloace mai eficiente de furnizare a curentului pentru conducte.

Structuri ale stațiilor catodice

Astfel de echipamente sunt prezentate pe piață în diferite carcase, forme și dimensiuni. Desigur, practica proiectării individuale a unor astfel de sisteme este, de asemenea, răspândită, ceea ce face posibilă nu numai obținerea unui proiect optim pentru nevoi specifice, ci și furnizarea parametrilor operaționali necesari.

Un calcul riguros al caracteristicilor stației permite optimizarea în continuare a costurilor de instalare, transport și depozitare a acesteia. De exemplu, protecția catodică împotriva coroziunii conductelor bazată pe un invertor cu o masă de 10-15 kg și o putere de 1,2 kW este destul de potrivită pentru obiecte mici. Echipamentele cu astfel de caracteristici pot fi deservite de o mașină, cu toate acestea, pentru proiecte de anvergură, pot fi utilizate stații mai masive și grele, necesitând conectarea camioanelor, a unei macarale și a echipelor de instalare.

Funcționalitate de protecție

O atenție deosebită în dezvoltarea stațiilor catodice este acordată protecției echipamentului în sine. Pentru aceasta sunt integrate sisteme care permit protejarea statiilor de scurtcircuite si intreruperi de sarcina. În primul caz, siguranțe speciale sunt utilizate pentru a gestiona funcționarea de urgență a instalațiilor.

În ceea ce privește supratensiunile și întreruperile, stația de protecție catodică este puțin probabil să fie afectată serios de acestea, dar poate exista riscul de electrocutare. De exemplu, dacă în modul normal echipamentul funcționează cu o tensiune scăzută, atunci după o pauză, saltul în indicatorii poate fi adus la 120 V.

Alte tipuri de protecție electrochimică

Pe langa protectia catodica, se practica si tehnologii de drenaj electric, precum si metode de profilare pentru prevenirea coroziunii. Cel mai direcție promițătoare Este considerat a fi o protecție specială împotriva formării coroziunii. ÎN acest caz elementele active sunt, de asemenea, conectate la obiectul țintă, asigurând transformarea suprafeței cu catozi prin intermediul curentului. De exemplu, o țeavă de oțel ca parte a unei conducte de gaz poate fi protejată cu cilindri de zinc sau aluminiu.

Concluzie

Metodele de protecție electrochimică nu pot fi atribuite unor noi și, în plus, inovatoare. Eficacitatea utilizării unor astfel de tehnici în lupta împotriva proceselor de rugină a fost stăpânită de mult timp. Cu toate acestea, un dezavantaj serios împiedică distribuirea largă a acestei metode. Faptul este că protecția la coroziune catodică a conductelor produce în mod inevitabil așa-numita Ele nu sunt periculoase pentru structura țintă, dar pot avea impact negativ la obiectele din apropiere. În special, curentul parazit contribuie la dezvoltarea aceleiași coroziuni pe suprafața metalică a țevilor adiacente.

Coroziunea este o reacție chimică și electrochimică a unui metal cu mediul său, provocând deteriorarea acestuia. Curge cu viteze diferite, care pot fi reduse. Din punct de vedere practic, este de interes protecția catodică anticorozivă a structurilor metalice în contact cu solul, apa și mediile transportate. Suprafețele exterioare ale conductelor sunt afectate în special de influența solului și a curenților vagabonzi.

Coroziunea interioară depinde de proprietățile mediului. Dacă este un gaz, acesta trebuie curățat temeinic de umiditate și substanțe agresive: hidrogen sulfurat, oxigen etc.

Principiul de funcționare

Obiectele procesului de coroziune electrochimică sunt mediul, metalul și interfața dintre ele. Mediul, care este de obicei sol umed sau apă, are o conductivitate electrică bună. O reacție electrochimică are loc la interfața dintre aceasta și structura metalică. Dacă curentul este pozitiv (electrodul anod), ionii de fier trec în soluția din jur, rezultând o pierdere de masă a metalului. Reacția provoacă coroziune. Cu un curent negativ (electrod catod), aceste pierderi sunt absente, deoarece electronii trec în soluție. Metoda este utilizată în galvanizarea pentru acoperirea oțelului cu metale neferoase.

Protecția la coroziune catodică se realizează atunci când un potențial negativ este aplicat unui obiect de fier.

Pentru a face acest lucru, un electrod anod este plasat în pământ și un potențial pozitiv este conectat la acesta de la o sursă de alimentare. Minusul se aplică obiectului protejat. Protecția catodic-anodică duce la distrugerea activă prin coroziune numai a electrodului anod. Prin urmare, ar trebui schimbat periodic.

Efectul negativ al coroziunii electrochimice

Coroziunea structurilor poate apărea din acțiunea curenților vagabonzi din alte sisteme. Sunt utile pentru obiectele țintă, dar provoacă daune semnificative structurilor din apropiere. Curenții vagabonzi se pot răspândi de pe șinele vehiculelor electrificate. Trec spre substație și intră în conducte. La părăsirea acestora, se formează secțiuni anodice, provocând coroziune intensă. Pentru protecție, se folosește drenajul electric - o îndepărtare specială a curenților de la conductă la sursa lor. Este posibil și aici.Pentru aceasta, este necesar să se cunoască magnitudinea curenților vagabonzi, care este măsurată prin dispozitive speciale.

Conform rezultatelor măsurători electrice este selectată metoda de protecție a conductei de gaz. Un remediu universal este o metodă pasivă de contact cu solul folosind acoperiri izolante. Protecția catodă a conductei de gaz se referă la metoda activă.

Protecția conductelor

Structurile din pământ sunt protejate de coroziune dacă minusul unei surse de curent continuu este conectat la ele, iar plusul este conectat la electrozi anodici îngropați în apropiere în pământ. Curentul va ajunge la structură, protejând-o de coroziune. In acest fel se realizeaza protectia catodica a conductelor, rezervoarelor sau conductelor situate in pamant.

Electrodul anodului se va degrada și trebuie înlocuit periodic. Pentru un rezervor umplut cu apă, electrozii sunt plasați în interior. În acest caz, lichidul va fi electrolitul prin care curentul va curge de la anozi la suprafața recipientului. Electrozii sunt bine controlați și ușor de schimbat. Este mai dificil să faci asta în pământ.

Sursă de putere

In apropierea conductelor de petrol si gaze, in retelele de incalzire si alimentare cu apa care necesita protectie catodica se instaleaza statii de la care se alimenteaza tensiunea obiectelor. Dacă sunt puse pe în aer liber, gradul lor de protectie trebuie sa fie de cel putin IP34. Pentru camere uscate, oricare este potrivit.

Stațiile de protecție catodică pentru conductele de gaz și alte structuri mari au o capacitate de la 1 la 10 kW.

Parametrii lor energetici depind în primul rând de următorii factori:

• rezistență între sol și anod;
• conductivitatea electrică a solului;
• lungimea zonei de protecție;
• efectul izolator al acoperirii.

În mod tradițional, un convertor de protecție catodică este o instalație de transformator. Acum este înlocuit cu unul cu invertor, care are dimensiuni mai mici, stabilitate de curent mai bună și eficiență mai mare. În zonele importante se instalează controlere care au funcții de reglare a curentului și tensiunii, egalizarea potențialelor de protecție etc.

Echipamentul este pe piață în diverse opțiuni. Pentru nevoi specifice se foloseste cea care ofera cele mai bune conditii de functionare.

Parametrii sursei curente

Pentru protecția împotriva coroziunii pentru fier, potențialul de protecție este de 0,44 V. În practică, ar trebui să fie mai mare din cauza influenței incluziunilor și a stării suprafeței metalice. Valoarea maximă este de 1 V. În prezența acoperirilor pe metal, curentul dintre electrozi este de 0,05 mA/m 2 . Dacă izolația este ruptă, aceasta crește la 10 mA/m 2 .

Protecția catodă este eficientă în combinație cu alte metode, deoarece se consumă mai puțină energie electrică. Dacă pe suprafața structurii există un strat de vopsea, numai locurile în care este spart sunt protejate prin metoda electrochimică.

Caracteristicile protecției catodice

1. Stațiile sau generatoarele mobile servesc drept surse de energie.
2. Locația electrozilor de împământare a anodului depinde de specificul conductelor. Metoda de plasare poate fi distribuită sau concentrată, precum și situată la diferite adâncimi.
3. Materialul anodului este ales cu solubilitate scăzută pentru a rezista timp de 15 ani.
4. Se calculează potențialul câmpului de protecție pentru fiecare conductă. Nu este reglementat dacă nu există acoperiri de protecție pe structuri.

Cerințe standard Gazprom pentru protecție catodică

• Acțiune pe toată perioada de funcționare a echipamentului de protecție.
• Protecție împotriva supratensiunilor atmosferice.
• Amplasarea stației în box-box sau separat în picioare în design anti-vandal.
• Împământarea anodului este selectată în zonele cu un minim rezistență electrică sol.
• Caracteristicile traductorului sunt selectate ținând cont de îmbătrânirea stratului de protecție al conductei.

Protectie de protectie

Metoda este un tip de protecție catodică cu conectarea electrozilor dintr-un metal mai electronegativ printr-un mediu conductiv electric. Diferența constă în absența unei surse de energie. Banda de rulare absoarbe coroziunea prin dizolvarea în mediul conductiv electric.

După câțiva ani, anodul trebuie înlocuit pe măsură ce se uzează.

Efectul anodului crește odată cu scăderea rezistenței sale de contact cu mediul. În timp, poate deveni acoperit cu un strat coroziv. Acest lucru duce la o defecțiune a contactului electric. Dacă anodul este plasat într-un amestec de săruri, care asigură dizolvarea produselor de coroziune, eficiența crește.

Influența protectorului este limitată. Raza de acțiune este determinată de rezistența electrică a mediului și diferența de potențial dintre

Protecția de protecție este utilizată în absența surselor de energie sau atunci când utilizarea acestora nu este fezabilă din punct de vedere economic. De asemenea, este dezavantajos în aplicații acide datorită vitezei mari de dizolvare a anozilor. Protectoarele sunt instalate in apa, in sol sau intr-un mediu neutru. Anozii nu sunt de obicei fabricați din metale pure. Dizolvarea zincului este neuniformă, magneziul se corodează prea repede și pe aluminiu se formează o peliculă puternică de oxizi.

Materiale de rulare

Pentru ca protectorii să aibă proprietățile de performanță necesare, acestea sunt realizate din aliaje cu următorii aditivi de aliere.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - protectia echipamentelor situate in apa de mare.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (fracții de procent) - funcționarea structurilor în apă de mare curgătoare.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - protectia structurilor mici in sol sau in apa cu o concentratie mica de sare.

Utilizarea incorectă a unor tipuri de protector duce la consecințe negative. Anozii de magneziu pot provoca fisurarea echipamentelor din cauza dezvoltării fragilizării hidrogenului.

Protecția catodică sacrificială îmbinată cu acoperiri anticoroziune îi mărește eficacitatea.

Distribuția curentului de protecție este îmbunătățită și sunt necesari mult mai puțini anozi. Un anod de magneziu protejează o conductă acoperită cu bitum pe o lungime de 8 km și fără acoperire - doar 30 m.

Protecția caroserii auto împotriva coroziunii

În cazul încălcării stratului de acoperire, grosimea caroseriei mașinii poate scădea în 5 ani la 1 mm, adică rugina. Refacerea stratului protector este importantă, dar pe lângă aceasta, există o modalitate de a opri complet procesul de coroziune folosind protecție catodic-protectivă. Dacă transformați corpul într-un catod, coroziunea metalului se oprește. Anozii pot fi orice suprafețe conductoare situate în apropiere: plăci metalice, buclă de pământ, caroserie de garaj, suprafață de drum udă. În acest caz, eficiența protecției crește odată cu creșterea ariei anozilor. Dacă anodul este o suprafață de drum, se folosește o „coadă” de cauciuc metalizat pentru a-l contacta. Este plasat vizavi de roți pentru ca stropii să fie mai bine. „Coada” este izolată de corp.

Plus este conectat la anod baterie printr-un rezistor de 1 kΩ și un LED conectat în serie cu acesta. Când circuitul este închis prin anod, când minusul este conectat la corp, în modul normal LED-ul abia se aprinde vizibil. Dacă arde puternic, atunci a avut loc un scurtcircuit în circuit. Cauza trebuie găsită și eliminată.

Pentru protecție, o siguranță trebuie instalată în serie în circuit.

Când mașina se află în garaj, este conectată la un anod de împământare. În timpul mișcării, legătura are loc prin „coadă”.

Concluzie

Protecția catodică este o modalitate de a îmbunătăți fiabilitatea operațională a conductelor subterane și a altor structuri. În același timp, ar trebui să se țină seama de impactul său negativ asupra conductelor adiacente din cauza curenților vagabonzi.

Conductele sunt de departe cel mai comun mijloc de transport al transportatorilor de energie. Dezavantajul lor evident este susceptibilitatea lor la formarea ruginii. Pentru aceasta, se realizează protecția catodică a conductelor principale împotriva coroziunii. Care este principiul său de acțiune?

Cauzele coroziunii

Rețelele de conducte ale sistemelor de susținere a vieții sunt distribuite în toată Rusia. Cu ajutorul lor, gazele, apa, produsele petroliere și petrolul sunt transportate eficient. Nu cu mult timp în urmă, au fost puse conducte pentru transportul amoniacului. Cele mai multe tipuri de conducte sunt realizate din metal, iar principalul lor inamic este coroziunea, dintre care există multe tipuri.

Motivele formării ruginii pe suprafețele metalice se bazează pe proprietățile mediului, atât coroziunea externă, cât și internă a conductelor. Pericolul formării coroziunii pentru suprafețele interioare se bazează pe:

1. Interacțiunea cu apa.
2. Prezența alcalinelor, sărurilor sau acizilor în apă.

Astfel de circumstanțe se pot dezvolta pe conductele principale de apă, sistemele de alimentare cu apă caldă (ACM), abur și încălzire. Nu mai puțin decât un factor important este metoda de aşezare a conductei: pământ sau subteran. Prima este mai ușor de întreținut și de eliminat cauzele formării ruginii, comparativ cu a doua.

Cu metoda de așezare țeavă în țeavă, riscul de coroziune este la un nivel scăzut. La instalarea directă a conductei în aer liber, rugina se poate forma din interacțiunea cu atmosfera, ceea ce duce, de asemenea, la o schimbare a designului.

Conductele situate în subteran, inclusiv abur și apă caldă, sunt cele mai vulnerabile la coroziune. Se pune întrebarea cu privire la susceptibilitatea la coroziune a țevilor situate pe fundul surselor de apă, dar doar o mică parte a rețelei este situată în aceste locuri.

În funcție de scop, conductele cu risc de coroziune sunt împărțite în:

• trompă;
• comercial;
• pentru sistemele de încălzire și susținerea vieții populației;
• pentru apa reziduala din întreprinderile industriale.

Susceptibilitatea la coroziune a rețelelor principale de conducte

Coroziunea conductelor de acest tip este cea mai bine studiată, iar protecția lor împotriva factorilor externi este determinată de cerințele standard. Documentele de reglementare se referă la metode de protecție și nu la motivele formării ruginii.

Este la fel de important să se țină seama de faptul că se ia în considerare doar coroziunea externă, la care este supusă secțiunea exterioară a conductei, deoarece gazele inerte trec în interiorul conductei. În acest caz, contactul metalului cu atmosfera nu este atât de periculos.

Pentru protecția împotriva coroziunii conform GOST, sunt luate în considerare mai multe secțiuni ale conductei: pericol crescut și ridicat, precum și cele corozive.

Impactul factorilor negativi din atmosferă pentru zonele cu risc ridicat sau tipurile de coroziune:

1. Din surse de curent continuu, apariția curenților vagabonzi.
2. Impactul microorganismelor.
3. Stresul creat determină crăparea metalului.
4. Depozitarea deșeurilor.
5. Solurile sărate.
6. Temperatura substanței transportate este peste 300 °C.
7. Coroziunea cu dioxid de carbon a conductei de petrol.

Instalatorul pentru protecția conductelor subterane împotriva coroziunii trebuie să cunoască proiectarea conductei și cerințele SNiP.

Coroziunea electrochimică din sol

Datorită diferenței de tensiuni formate în secțiuni separate de conducte, are loc un flux de electroni. Procesul de formare a ruginii are loc după principiul electrochimic. Pe baza acestui efect, o parte a metalului din zonele anodice crăpă și se varsă în baza solului. După interacțiunea cu electrolitul, se formează coroziune.

Unul dintre criteriile semnificative pentru asigurarea protecției împotriva manifestărilor negative este lungimea principalului. Pe drum sunt soluri cu compoziție diferităşi caracteristică. Toate acestea contribuie la apariția unei diferențe de tensiune între părțile conductelor așezate. Rețelele au o conductivitate bună, prin urmare, are loc formarea de cupluri galvanice cu o lungime suficient de mare.

O creștere a vitezei de coroziune a conductei provoacă o densitate mare a fluxului de electroni. Nu mai puțin importantă este adâncimea conductelor, deoarece reține un procent semnificativ de umiditate, iar temperatura sub marcajul „0” nu este eliberată. Pe suprafața țevilor rămâne, de asemenea, calamul de moara după prelucrare, iar acest lucru afectează aspectul ruginii.

Prin efectuarea lucrărilor de cercetare s-a stabilit o relație directă între adâncimea și aria ruginii formate pe metal. Acest lucru se bazează pe faptul că metalul suprafata mai mare suprafața este cea mai vulnerabilă la manifestările negative externe. Cazurile particulare includ manifestarea pe structurile din oțel a unor cantități mult mai mici de distrugere sub acțiunea unui proces electrochimic.

Agresivitatea solurilor față de metal este determinată în primul rând de propria lor componentă structurală, umiditate, rezistență, saturație cu alcalii, permeabilitatea aerului și alți factori. Instalatorul pentru protecția conductelor subterane împotriva coroziunii trebuie să cunoască proiectul de construcție a magistralei.

Coroziunea sub influența curenților vagabonzi

Rugina poate apărea din fluxul de electroni variabil și constant:

• Formarea ruginii sub influența curentului constant. Curenții vagabonzi se numesc curenți în sol și în interior elemente structurale situat subteran. Originea lor este antropică. Ele rezultă din utilizare dispozitive tehnice curent continuu care se propagă din clădiri sau structuri. Pot fi invertoare de sudare, sisteme de protecție catodică și alte dispozitive. Curentul tinde să urmeze calea cu cea mai mică rezistență, ca urmare, cu conductele existente în pământ, va fi mult mai ușor pentru curent să treacă prin metal. Anodul este secțiunea conductei din care iese curentul parazit la suprafața solului. Partea conductei în care intră curentul joacă rolul catodului. Pe suprafețele anodice descrise, curenții au o densitate crescută, așa că în aceste locuri se formează pete semnificative de coroziune. Rata de coroziune nu este limitată și poate fi de până la 20 mm pe an.
• Formarea ruginii sub influența curentului alternativ. Când este situat lângă rețeaua liniilor electrice cu o tensiune de rețea de peste 110 kV, precum și aranjament paralel conductelor sub influența curenților alternativi, se formează coroziune, inclusiv coroziune sub izolarea conductelor.

Fisurare prin coroziune sub tensiune

Dacă suprafața metalică este afectată simultan de exterior factori negativiși tensiune înaltă de la liniile electrice, creând forțe de tracțiune, apoi se formează rugina. Potrivit cercetărilor efectuate, o nouă teorie a hidrogenului-coroziunii i-a luat locul.

Se formează fisuri mici atunci când conducta este saturată cu hidrogen, care apoi asigură o creștere a presiunii din interior la indicatori mai mari decât echivalentul prescris al legăturii atomilor și cristalelor.

Sub influența difuziei protonilor, hidrogenarea stratului de suprafață se produce sub influența hidrolizei la niveluri ridicate protectie catodica si expunere simultana la compusi anorganici.

După deschiderea fisurii, procesul de ruginire a metalului este accelerat, care este furnizat de electrolitul de pământ. Ca urmare, sub influența influențelor mecanice, metalul suferă o distrugere lentă.

Coroziunea sub influența microorganismelor

Coroziunea microbiologică este procesul de formare a ruginii pe conductă sub influența microorganismelor vii. Poate fi alge, ciuperci, bacterii, inclusiv cele mai simple organisme. S-a stabilit că reproducerea bacteriilor afectează cel mai semnificativ acest proces. Pentru a menține activitatea vitală a microorganismelor, este necesar să se creeze condiții, și anume, este nevoie de azot, umiditate, apă și sare. De asemenea, condiții precum:

1. Indicatori de temperatură și umiditate.
2. Presiune.
3. Prezența iluminării.
4. Oxigen.

Atunci când emit un mediu acid, organismele pot provoca, de asemenea, coroziune. Sub influența lor, la suprafață apar cavități, care au o culoare neagră și miros urât sulfat de hidrogen. Bacteriile care conțin sulfat sunt prezente în aproape toate solurile, dar viteza de coroziune crește pe măsură ce numărul lor crește.

Ce este protecția electrochimică

Protecția electrochimică a conductelor împotriva coroziunii este un set de măsuri care vizează prevenirea dezvoltării coroziunii sub influența unui câmp electric. Redresoarele specializate sunt folosite pentru a converti curentul continuu.

Protecția împotriva coroziunii este produsă prin creare câmp electromagnetic, în urma căruia se dobândește un potențial negativ sau site-ul joacă rolul unui catod. Adică segmentul conducte de oțel, protejat de rugină, capătă o sarcină negativă, iar pământul - una pozitivă.

Protecția catodă a conductelor împotriva coroziunii însoțește protecția electrolitică cu o conductivitate suficientă a mediului. Această funcție este îndeplinită de sol, la așezarea autostrăzilor subterane metalice. Electrozii sunt contactați prin elemente conductoare.

Indicatorul de coroziune este un voltmetru de înaltă tensiune sau un indicator de coroziune. Cu ajutorul acestui dispozitiv se controlează indicatorul dintre electrolit și sol, special pentru acest caz.

Cum este clasificată protecția electrochimică

Coroziunea și protecția conductelor și rezervoarelor principale din acesta sunt controlate în două moduri:

• O sursă de curent este furnizată pe suprafața metalică. Această zonă capătă o sarcină negativă, adică joacă rolul unui catod. Anozii sunt electrozi inerți care nu au nicio legătură cu designul. Această metodă este considerată cea mai comună, iar coroziunea electrochimică nu are loc. Această tehnică are ca scop prevenirea următoarelor tipuri de coroziune: pitting, din cauza prezenței curenților vagabonzi, tip cristal din oțel inoxidabil, precum și fisurarea elementelor din alamă.
• cale galvanică. Protecția conductelor principale sau protecția benzii de rulare se realizează prin plăci metalice cu mare performanță sarcini negative din aluminiu, zinc, magneziu sau aliajele acestora. Anozii sunt două elemente, așa-numiții inhibitori, în timp ce distrugerea lentă a protectorului ajută la menținerea curentului catodic în produs. Protecția de protecție este folosită extrem de rar. ECP se realizează pe stratul izolator al conductelor.

Despre caracteristicile protecției electrochimice

Principalul motiv pentru distrugerea conductelor este o consecință a coroziunii suprafețelor metalice. După formarea ruginii, se formează fisuri, rupturi, cavități care cresc treptat în dimensiune și contribuie la ruperea conductei. Acest fenomen apare mai des la autostrăzile amplasate sub pământ sau în contact cu apele subterane.

Principiul protecției catodice se bazează pe crearea unei diferențe de tensiune și acțiunea prin cele două metode descrise mai sus. În urma operațiunilor de măsurare efectuate direct pe amplasamentul conductei, s-a constatat că potențialul necesar, contribuind la încetinirea procesului de distrugere, ar trebui să fie de 0,85V, iar pentru elementele subterane această valoare este de 0,55V.

Pentru a încetini viteza de coroziune, tensiunea catodului trebuie redusă cu 0,3 V. În acest scenariu, viteza de coroziune nu va depăși 10 microni/an, iar acest lucru va prelungi semnificativ durata de viață a dispozitivelor tehnice.

Una dintre problemele semnificative este prezența curenților vagabonzi în pământ. Astfel de curenți apar din împământarea clădirilor, structurilor, căilor ferate și a altor dispozitive. În plus, este imposibil să se facă o evaluare exactă a locului în care pot apărea.

Pentru a crea un efect distructiv, este suficient să încărcați conductele de oțel cu un potențial pozitiv în raport cu mediul electrolitic, acestea includ linii așezate în pământ.

Pentru a asigura circuitul cu curent, este necesar să se furnizeze o tensiune externă, ai cărei parametri vor fi suficienți pentru a sparge rezistența bazei solului.

De regulă, astfel de surse sunt linii electrice cu puteri de la 6 la 10 kW. Dacă curentul electric nu poate fi furnizat, atunci pot fi utilizate generatoare diesel sau pe gaz. Instalatorul pentru protecția conductelor subterane împotriva coroziunii înainte de efectuarea lucrărilor trebuie să fie familiarizat cu soluțiile de proiectare.

protectie catodica

Pentru a reduce procentul de rugină de pe suprafața țevilor, se folosesc stații de protecție a electrozilor:

1. Anod, realizat sub formă de conductori de împământare.
2. Convertoare ale fluxurilor constante de electroni.
3. Echipamente pentru controlul procesului și monitorizarea acestui proces.
4. Conexiuni prin cablu și fire.

Stațiile de protecție catodică sunt destul de eficiente, atunci când sunt conectate direct la o linie electrică sau la un generator, ele asigură efectul inhibitor al curenților. În același timp, mai multe secțiuni ale conductei sunt protejate în același timp. Parametrii pot fi ajustați manual sau automat. În primul caz se folosesc înfășurări ale transformatorului, iar în al doilea caz se folosesc tiristoare.

Cea mai comună în Rusia este o instalație de înaltă tehnologie - Minevra -3000. Puterea sa este suficientă pentru a proteja 30.000 m de autostrăzi.

Avantajele dispozitivului tehnic:

• caracteristici de putere mare;
• actualizarea modului de funcționare după supraîncărcări într-un sfert de minut;
• cu ajutorul reglajului digital, se realizează controlul asupra parametrilor de funcționare;
• strângerea conexiunilor extrem de responsabile;
• conectarea dispozitivului la controlul procesului de la distanță.

Se folosesc și ASKG-TM, deși puterea lor este mică, echipamentele lor cu un complex de telemetrie sau telecomandă le permite să nu fie mai puțin populare.

Schema liniei de izolare a conductei de apă sau gaz trebuie să fie la locul de muncă.

Video: protecție catodică împotriva coroziunii - ce se întâmplă și cum se realizează?

Protectie anticoroziva prin amenajarea drenajului

Instalatorul pentru protecția conductelor subterane împotriva coroziunii trebuie să fie familiarizat cu dispozitivul de drenaj. O astfel de protecție împotriva formării ruginii conductelor de la curenții vagabonzi este asigurată de un dispozitiv de drenaj necesar pentru a devia acești curenți către o altă bucată de pământ. În total, există mai multe opțiuni pentru drenaj.

Varietăți de performanță:

1. Făcută în subteran.
2. Drept.
3. cu polarităţi.
4. Armat.

Când se efectuează drenarea pământului, electrozii sunt instalați în zonele anodice. Pentru a asigura o linie de drenaj directă, se realizează un jumper electric care conectează conducta la polul negativ de la surse de curent, de exemplu, la împământare dintr-o clădire rezidențială.

Drenajul polarizat are conducție unidirecțională, adică atunci când apare o sarcină pozitivă pe bucla de sol, se oprește automat. Funcții de drenaj consolidat de la un convertor de curent, conectat suplimentar la schema de conexiuni, iar acest lucru îmbunătățește eliminarea curenților vagabonzi din rețea principală.

Indemnizația de coroziune a conductelor se realizează prin calcul, în conformitate cu RD.

În plus, se folosește protecția cu inhibitori, adică pe țevi se folosește o compoziție specială pentru a proteja împotriva mediilor agresive. Coroziunea parcării apare atunci când echipamentul cazanului este inactiv pentru o perioadă lungă de timp, astfel încât acest lucru să nu se întâmple, este necesar întreținere echipamente.

Un instalator pentru protecția conductelor subterane împotriva coroziunii trebuie să aibă cunoștințe și abilități, să fie instruit în Reguli și să fie supus periodic unui examen medical și să treacă examene în prezența unui inspector de la Rostekhnadzor.