Shtëpi Trëndafila Opsionet për mbrojtjen katodike të tubacioneve - avantazhet dhe disavantazhet e metodave. A.I. Kheifets, Sistemi i mbrojtjes elektrokimike të tubacioneve të rrjeteve të ngrohjes

Trëndafila

Opsionet për mbrojtjen katodike të tubacioneve - avantazhet dhe disavantazhet e metodave. A.I. Kheifets, Sistemi i mbrojtjes elektrokimike të tubacioneve të rrjeteve të ngrohjes

A. G. Semenov, të përgjithshme drejtor, JV "Elkon", G. Kishinau; L. P. Sysa, drejtues inxhinier Nga ECP, NPK "Vektor", G. Moska

Prezantimi

Stacionet e mbrojtjes katodike (CPS) janë element i nevojshëm Sistemet e mbrojtjes elektrokimike (ose katodike) (ECP) tubacionet nëntokësore nga korrozioni. Kur zgjedhin VCS, ato më së shpeshti dalin nga kosto më e vogël, lehtësinë e shërbimit dhe kualifikimet e personelit të saj të shërbimit. Cilësia e pajisjeve të blera është zakonisht e vështirë për t'u vlerësuar. Autorët propozojnë të merren parasysh ato të treguara në pasaporta Specifikimet teknike RMS, të cilat përcaktojnë se sa mirë do të kryhet detyra kryesore e mbrojtjes katodike.

Autorët nuk kishin ndërmend të shpreheshin në mënyrë rigoroze gjuha shkencore në përcaktimin e koncepteve. Në procesin e komunikimit me personelin e shërbimeve ECP, kuptuam se është e nevojshme t'i ndihmojmë këta njerëz të sistemojnë termat dhe, më e rëndësishmja, t'u japim atyre një ide se çfarë po ndodh si në rrjetin elektrik ashtu edhe në vetë VCP. .

DetyrëECP

Mbrojtja katodike kryhet kur rryma elektrike rrjedh nga SCZ përmes një të mbyllur qark elektrik formuar nga tre rezistenca të lidhura në seri:

· rezistenca e tokës midis tubacionit dhe anodës; I rezistenca ndaj përhapjes së anodës;

· Rezistenca e izolimit të tubacionit.

Rezistenca e tokës midis tubit dhe anodës mund të ndryshojë shumë në varësi të përbërjes dhe kushteve të jashtme.

Anoda është një pjesë e rëndësishme e sistemit ECP, dhe shërben si një element konsumues, shpërbërja e të cilit siguron vetë mundësinë e zbatimit të ECP. Rezistenca e tij rritet vazhdimisht gjatë funksionimit për shkak të shpërbërjes, zvogëlimit të sipërfaqes efektive të punës dhe formimit të oksideve.

Le të shqyrtojmë vetë tubacionin metalik, i cili është elementi i mbrojtur i ECP. Pjesa e jashtme e tubit metalik është e mbuluar me izolim, në të cilin gjatë funksionimit krijohen çarje për shkak të efekteve të dridhjeve mekanike, ndryshimeve të temperaturës sezonale dhe ditore etj. Lagështia depërton përmes çarjeve të formuara në izolimin hidro dhe termik të tubacionit dhe ndodh kontakti i metalit të tubit me tokën, duke formuar kështu një çift galvanik që lehtëson heqjen e metalit nga tubi. Sa më shumë çarje dhe madhësia e tyre, aq më shumë metal nxirret jashtë. Kështu, ndodh korrozioni galvanik në të cilin rrjedh një rrymë jonesh metalike, d.m.th. elektricitet.

Meqenëse rrjedh rryma, lindi një ide e shkëlqyeshme për të marrë një burim të jashtëm të rrymës dhe për ta ndezur atë për të përmbushur pikërisht këtë rrymë, për shkak të së cilës metali hiqet dhe ndodh korrozioni. Por lind pyetja: çfarë përmasash duhet t'i jepet kësaj rryme të krijuar nga njeriu? Duket se është e tillë që plus dhe minus japin rrymë zero të heqjes së metalit. Si të matet kjo rrymë? Analiza tregoi se tensioni ndërmjet tub metalik dhe dheu, d.m.th. në të dy anët e izolimit, duhet të jetë ndërmjet -0,5 dhe -3,5 V (ky tension quhet potencial mbrojtës).

DetyrëSKZ

Detyra e SCP nuk është vetëm të sigurojë rrymë në qarkun ECP, por edhe ta mirëmbajë atë në mënyrë që potenciali mbrojtës të mos shkojë përtej kufijve të pranuar.

Pra, nëse izolimi është i ri dhe ende nuk është dëmtuar, atëherë rezistenca e tij rryme elektrike nevojitet një rrymë e lartë dhe e vogël për të ruajtur potencialin e dëshiruar. Me kalimin e vjetër të izolimit, rezistenca e tij zvogëlohet. Rrjedhimisht, rryma e kërkuar kompensuese nga SCZ rritet. Do të rritet edhe më shumë nëse shfaqen çarje në izolim. Stacioni duhet të jetë në gjendje të matë potencialin mbrojtës dhe të ndryshojë rrymën e tij të daljes në përputhje me rrethanat. Dhe asgjë më shumë, nga pikëpamja e detyrës së ECP, nuk kërkohet.

MënyratpunaSKZ

Mund të ketë katër mënyra funksionimi të ECP:

· pa stabilizim të vlerave të rrymës ose tensionit të daljes;

· I stabilizimi i tensionit në dalje;

· Stabilizimi i rrymës së daljes;

· I stabilizimi i potencialit mbrojtës.

Le të themi menjëherë se në gamën e pranuar të ndryshimeve në të gjithë faktorët ndikues, zbatimi i detyrës ECP sigurohet plotësisht vetëm kur përdoret mënyra e katërt. I cili pranohet si standard për mënyrën e funksionimit VCS.

Sensori potencial i siguron stacionit informacion rreth nivelit të mundshëm. Stacioni e ndryshon rrymën e tij në drejtimin e dëshiruar. Problemet fillojnë që nga momenti kur është e nevojshme të instaloni këtë sensor të mundshëm. Ju duhet ta instaloni atë në një vend të caktuar të llogaritur, duhet të gërmoni një llogore për kabllon lidhëse midis stacionit dhe sensorit. Kushdo që ka vendosur ndonjë komunikim në qytet e di se çfarë sherr është. Plus, sensori kërkon mirëmbajtje periodike.

Në kushtet kur lindin probleme me mënyrën e funksionimit me reagimet sipas potencialit, veproni si më poshtë. Kur përdorni modalitetin e tretë, supozohet se gjendja e izolimit në afat të shkurtër ndryshon pak dhe rezistenca e tij mbetet praktikisht e qëndrueshme. Prandaj, mjafton të sigurohet rrjedha e rrymës së qëndrueshme përmes një rezistence të qëndrueshme izoluese dhe të marrim një potencial të qëndrueshëm mbrojtës. Në periudhën afatmesme dhe afatgjatë, rregullimet e nevojshme mund të bëhen nga një linier i trajnuar posaçërisht. Modaliteti i parë dhe i dytë nuk imponojnë kërkesa të larta për VCS. Këto stacione janë të thjeshta në dizajn dhe, si rezultat, të lirë, si për t'u prodhuar ashtu edhe për t'u përdorur. Me sa duket kjo rrethanë përcakton përdorimin e një SCZ të tillë në ECP të objekteve të vendosura në kushte të aktivitetit të ulët korroziv të mjedisit. Nëse kushtet e jashtme(gjendja e izolimit, temperatura, lagështia, rrymat e humbur) ndryshojnë në kufi kur në objektin e mbrojtur formohet një regjim i papranueshëm - këto stacione nuk mund të kryejnë detyrën e tyre. Për të rregulluar mënyrën e tyre, është e nevojshme prania e shpeshtë e personelit të mirëmbajtjes, përndryshe detyra ECP është e përfunduar pjesërisht.

KarakteristikatSKZ

Para së gjithash, VCS duhet të zgjidhet bazuar në kërkesat e përcaktuara në dokumentet rregullatore. Dhe, me siguri, gjëja më e rëndësishme në këtë rast do të jetë GOST R 51164-98. Shtojca “I” e këtij dokumenti thotë se efikasiteti i stacionit duhet të jetë së paku 70%. Niveli i ndërhyrjes industriale të krijuar nga RMS nuk duhet të kalojë vlerat e specifikuara nga GOST 16842, dhe niveli i harmonikëve në dalje duhet të përputhet me GOST 9.602.

Pasaporta SPS zakonisht tregon: Unë e vlerësova fuqinë dalëse;

Efikasiteti në fuqinë e vlerësuar të prodhimit.

Fuqia e vlerësuar e daljes është fuqia që një stacion mund të japë me ngarkesën nominale. Zakonisht kjo ngarkesë është 1 ohm. Efikasiteti përcaktohet si raporti i fuqisë nominale dalëse ndaj fuqisë aktive të konsumuar nga stacioni në modalitetin e vlerësuar. Dhe në këtë mënyrë, efikasiteti është më i larti për çdo stacion. Megjithatë, shumica e VCS-ve nuk funksionojnë në modalitetin nominal. Faktori i ngarkesës së fuqisë varion nga 0.3 në 1.0. Në këtë rast, efikasiteti real për shumicën e stacioneve të prodhuara sot do të bjerë ndjeshëm ndërsa fuqia dalëse zvogëlohet. Kjo është veçanërisht e dukshme për SSC-të e transformatorëve që përdorin tiristorët si element rregullues. Për RMS pa transformator (me frekuencë të lartë), rënia e efikasitetit me një ulje të fuqisë dalëse është dukshëm më e vogël.

Një pamje e përgjithshme e ndryshimit të efikasitetit për VMS të dizajneve të ndryshme mund të shihet në figurë.

Nga Fig. Mund të shihet se nëse përdorni një stacion, për shembull, me një efikasitet nominal prej 70%, atëherë përgatituni për faktin se keni harxhuar kot edhe 30% të energjisë elektrike të marrë nga rrjeti. Dhe kjo është në rastin më të mirë të fuqisë nominale të prodhimit.

Me një fuqi dalëse prej 0.7 të vlerës së vlerësuar, duhet të jeni të përgatitur për faktin se humbjet tuaja të energjisë elektrike do të jenë të barabarta me energjinë e dobishme të shpenzuar. Ku humbet kaq shumë energji?

· Humbjet omike (termike) në mbështjelljet e transformatorëve, mbytjeve dhe në elementët e qarkut aktiv;

· kostot e energjisë për funksionimin e qarkut të kontrollit të stacionit;

· Humbjet e energjisë në formën e emetimit të radios; humbja e energjisë së pulsimit të rrymës dalëse të stacionit në ngarkesë.

Kjo energji rrezatohet në tokë nga anoda dhe nuk prodhon punë të dobishme. Prandaj, është kaq e nevojshme të përdoren stacione me një koeficient të ulët pulsimi, përndryshe harxhohet energji e shtrenjtë. Jo vetëm që humbjet e energjisë elektrike rriten në nivele të larta të pulsimit dhe emetimit të radios, por përveç kësaj, kjo energji e shpërndarë në mënyrë të padobishme krijon ndërhyrje në funksionimin normal. sasi e madhe pajisje elektronike të vendosura në zonën përreth. Pasaporta SKZ tregon gjithashtu fuqinë totale të kërkuar, le të përpiqemi ta kuptojmë këtë parametër. SKZ merr energji nga rrjeti elektrik dhe e bën këtë në çdo njësi të kohës me të njëjtin intensitet që e lejuam të bënte me çelësin e rregullimit në panelin e kontrollit të stacionit. Natyrisht, ju mund të merrni energji nga rrjeti me një fuqi që nuk e kalon fuqinë e këtij rrjeti. Dhe nëse voltazhi në rrjet ndryshon në mënyrë sinusoidale, atëherë aftësia jonë për të marrë energji nga rrjeti ndryshon sinusoidalisht 50 herë në sekondë. Për shembull, në momentin kur tensioni i rrjetit kalon në zero, nuk mund të merret energji prej tij. Megjithatë, kur sinusoidi i tensionit arrin maksimumin e tij, atëherë në atë moment aftësia jonë për të marrë energji nga rrjeti është maksimale. Në çdo kohë tjetër kjo mundësi është më e vogël. Kështu, rezulton se në çdo moment në kohë fuqia e rrjetit ndryshon nga fuqia e tij në momentin tjetër në kohë. Këto vlera të fuqisë quhen fuqi e menjëhershme në ky moment koha dhe një koncept i tillë është i vështirë për t'u operuar. Prandaj, ne ramë dakord për konceptin e të ashtuquajturës fuqi efektive, e cila përcaktohet nga një proces imagjinar në të cilin një rrjet me një ndryshim të tensionit sinusoidal zëvendësohet nga një rrjet me një tension konstant. Kur llogaritëm vlerën e këtij tensioni konstant për rrjetet tona elektrike, doli të ishte 220 V - u quajt tension efektiv. A vlera maksimale Sinusoidet e tensionit quheshin tension amplitudë dhe është i barabartë me 320 V. Për analogji me tensionin, u prezantua koncepti i vlerës së rrymës efektive. Produkti i vlerës së tensionit efektiv dhe vlerës së rrymës efektive quhet konsumi total i energjisë dhe vlera e tij tregohet në pasaportën RMS.

Dhe fuqia e plotë në vetë VCS nuk përdoret plotësisht, sepse ai përmban elementë të ndryshëm reaktivë që nuk harxhojnë energji, por e përdorin atë sikur të krijojnë kushte që pjesa tjetër e energjisë të kalojë në ngarkesë dhe më pas ta kthejë këtë energji akorduese në rrjet. Kjo energji e kthyer quhet energji reaktive. Energjia që transferohet në ngarkesë është energji aktive. Parametri që tregon marrëdhënien midis energjisë aktive që duhet të transferohet në ngarkesë dhe energjisë totale të furnizuar në VMS quhet faktori i fuqisë dhe tregohet në pasaportën e stacionit. Dhe nëse i bashkërendojmë aftësitë tona me aftësitë e rrjetit të furnizimit, d.m.th. në mënyrë sinkrone me ndryshimin sinusoidal të tensionit të rrjetit, marrim fuqi prej tij, atëherë ky rast quhet ideal dhe faktori i fuqisë së VMS-së që vepron me rrjetin në këtë mënyrë do të jetë i barabartë me unitet.

Stacioni duhet të transferojë energjinë aktive në mënyrë sa më efikase të jetë e mundur për të krijuar një potencial mbrojtës. Efikasiteti me të cilin VHC e bën këtë vlerësohet nga koeficienti veprim i dobishëm. Sa energji shpenzon varet nga mënyra e transmetimit të energjisë dhe mënyra e funksionimit. Pa hyrë në këtë fushë të gjerë për diskutim, do të themi vetëm se SSC-të e transformatorit dhe transformator-tiristorit kanë arritur kufirin e tyre të përmirësimit. Ata nuk kanë burime për të përmirësuar cilësinë e punës së tyre. E ardhmja i përket VMS me frekuencë të lartë, të cilat po bëhen më të besueshme dhe më të lehta për t'u mirëmbajtur çdo vit. Për sa i përket efikasitetit dhe cilësisë së punës së tyre, ata tashmë i kalojnë paraardhësit e tyre dhe kanë një rezervë të madhe për përmirësim.

KonsumatoriVetitë

Karakteristikat e konsumatorit të një pajisjeje të tillë si SKZ përfshijnë si më poshtë:

1. Dimensionet, peshë Dhe forcë. Ndoshta nuk ka nevojë të thuhet se sa më i vogël dhe më i lehtë të jetë stacioni, aq më të ulëta janë kostot për transportin dhe instalimin e tij, si gjatë instalimit ashtu edhe riparimit.

2. Mirëmbajtja. Aftësia për të zëvendësuar shpejt një stacion ose montim në vend është shumë e rëndësishme. Me riparimet e mëvonshme në laborator, d.m.th. parimi modular i ndërtimit të VCS.

3. Komoditet V shërbimi. Lehtësia e mirëmbajtjes, përveç lehtësisë së transportit dhe riparimit, përcaktohet, sipas mendimit tonë, nga sa vijon:

disponueshmëria e të gjithë treguesve të nevojshëm dhe instrumenteve matëse, disponueshmëria e telekomandë dhe monitorimi i mënyrës së funksionimit të VCS.

konkluzionet

Bazuar në sa më sipër, mund të bëhen disa përfundime dhe rekomandime:

1. Stacionet e transformatorëve dhe tiristor-transformatorëve janë pashpresë të vjetruara në të gjitha aspektet dhe nuk plotësojnë kërkesat moderne, veçanërisht në fushën e kursimit të energjisë.

2. Një stacion modern duhet të ketë:

· efikasitet të lartë në të gjithë gamën e ngarkesës;

· faktori i fuqisë (cos I) jo më i ulët se 0,75 në të gjithë gamën e ngarkesës;

· faktori i valëzimit të tensionit të daljes jo më shumë se 2%;

· Rregullimi i rrymës dhe tensionit varion nga 0 në 100%;

· trup i lehtë, i qëndrueshëm dhe kompakt;

· parimi i ndërtimit modular, d.m.th. kanë mirëmbajtje të lartë;

· Efiçenca e energjisë.

Kërkesa të tjera për stacionet e mbrojtjes katodike, të tilla si mbrojtja nga mbingarkesat dhe qarqet e shkurtra; mirëmbajtja automatike e një rryme të caktuar ngarkese - dhe kërkesat e tjera janë përgjithësisht të pranuara dhe të detyrueshme për të gjitha VCS.

Si përfundim, ne u ofrojmë konsumatorëve një tabelë që krahason parametrat e stacioneve kryesore të mbrojtjes katodike të prodhuara dhe aktualisht në përdorim. Për lehtësi, tabela tregon stacione me të njëjtën fuqi, megjithëse shumë prodhues mund të ofrojnë një gamë të tërë stacionesh të prodhuara.

Emri i parametrit	Kuptimi
Tema e artikullit:	Mbrojtja katodike
Rubrika (kategoria tematike)	Industria

Mbrojtja katodike ta është lloji më i zakonshëm i mbrojtjes elektrokimike. Përdoret në rastet kur metali nuk është i prirur ndaj pasivimit, domethënë ka një rajon të zgjatur të shpërbërjes aktive, një rajon të ngushtë pasiv, vlera të larta të rrymës pasivimi (i p) dhe potencial pasivimi (p p).

Polarizimi katodik mund të kryhet duke lidhur strukturën e mbrojtur me polin negativ të një burimi të jashtëm të rrymës Mbrojtja katodike kryhet nga një rrymë e jashtme. .

Diagrami i mbrojtjes katodike është paraqitur në Fig. 4. Poli negativ i burimit të jashtëm të rrymës 4 lidhet me strukturën metalike të mbrojtur 1, dhe poli pozitiv lidhet me elektrodën ndihmëse 2, e cila funksionon si anodë. Gjatë procesit të mbrojtjes, anoda shkatërrohet në mënyrë aktive dhe i nënshtrohet restaurimit periodik.

Si materiale anode përdoren giza, çeliku, qymyri, grafiti dhe skrapet metalike (tuba të vjetër, shina etj.). Burimet e rrymës së jashtme për mbrojtjen katodike janë stacionet e mbrojtjes katodike, elementet e detyrueshme të të cilave janë: një konvertues (ndreqës) që gjeneron rrymë; Furnizimi me rrymë në strukturën e mbrojtur, elektroda e referencës, përçuesit e tokëzimit të anodës, kabllo anodë.

Mbrojtja katodike e pajisjeve të fabrikës (frigoriferë, shkëmbyes nxehtësie, kondensatorë, etj.) të ekspozuara ndaj një mjedisi agresiv kryhet duke lidhur një burim të jashtëm të rrymës me polin negativ dhe duke zhytur anodin në këtë mjedis.

Mbrojtja katodike me rrymë të jashtme është jopraktike në kushtet e korrozionit atmosferik, në një mjedis me avull, në tretës organikë, pasi në këtë rast mjedisi gërryes nuk ka përçueshmëri të mjaftueshme elektrike.

Mbrojtja e shkelës. Mbrojtja sakrifikuese është një lloj mbrojtjeje katodike. Skema e mbrojtjes së tubacionit është paraqitur në Fig. 5. Në strukturën e mbrojtur 2 është ngjitur një metal më elektronegativ, mbrojtësi 3, i cili, duke u tretur në mjedis, mbron strukturën kryesore nga shkatërrimi.

Pasi mbrojtësi është tretur plotësisht ose ka humbur kontaktin me strukturën që mbrohet, është jashtëzakonisht e rëndësishme të zëvendësohet mbrojtësi.

Figura 5 Skema e mbrojtjes së sakrificës së tubacionit

Mbrojtësi funksionon në mënyrë efektive nëse rezistenca e tranzicionit midis tij dhe mjedisit është e ulët. Gjatë funksionimit, një mbrojtës, për shembull zinku, mund të mbulohet me një shtresë produktesh të patretshme korrozioni, të cilat e izolojnë atë nga mjedisi dhe rrisin ndjeshëm rezistencën e kontaktit. Për të luftuar këtë, mbrojtësi vendoset në mbushësin 4 - një përzierje kripërash, e cila krijon një mjedis të caktuar rreth tij që lehtëson tretjen e produkteve të korrozionit dhe rrit efikasitetin dhe qëndrueshmërinë e mbrojtësit në tokë.

Në krahasim me mbrojtjen katodike nga rryma e jashtme, këshillohet përdorimi i mbrojtjes sakrifikuese në rastet kur marrja e energjisë nga jashtë është e vështirë ose nëse ndërtimi i linjave speciale të energjisë elektrike nuk është ekonomikisht fitimprurës.

Sot, mbrojtja e shkelës përdoret për të luftuar korrozionin e strukturave metalike në ujërat e detit dhe lumenjve, tokës dhe mjedise të tjera neutrale. Përdorimi i mbrojtjes së shkelës në mjedise acidike kufizuar nga shkalla e lartë e vetëshpërbërjes së mbrojtësit.

Si mbrojtës mund të përdoren metalet: Al, Fe, Mg, Zn. Në të njëjtën kohë, nuk këshillohet gjithmonë përdorimi i metaleve të pastra si mbrojtës.Për t'u dhënë mbrojtësve vetitë e kërkuara të performancës, në përbërjen e tyre futen elementë aliazh.

Mbrojtja katodike - koncepti dhe llojet. Klasifikimi dhe veçoritë e kategorisë së Mbrojtjes Katodik 2017, 2018.

Stacionet e mbrojtjes katodike (CPS) janë një element i domosdoshëm i sistemit elektrokimik (ose katodik) të mbrojtjes (ECP) të tubacioneve nëntokësore kundër korrozionit. Kur zgjedhin VCS, ata më së shpeshti vijnë nga kostoja më e ulët, lehtësia e shërbimit dhe kualifikimet e personelit të tyre operativ. Cilësia e pajisjeve të blera është zakonisht e vështirë për t'u vlerësuar. Autorët propozojnë të merren parasysh parametrat teknikë të SCZ të specifikuara në pasaporta, të cilat përcaktojnë se sa mirë do të kryhet detyra kryesore e mbrojtjes katodike.

Autorët nuk ndoqën qëllimin për t'u shprehur në një gjuhë strikte shkencore në përcaktimin e koncepteve. Në procesin e komunikimit me personelin e shërbimeve ECP, kuptuam se është e nevojshme t'i ndihmojmë këta njerëz të sistemojnë termat dhe, më e rëndësishmja, t'u japim atyre një ide se çfarë po ndodh si në rrjetin elektrik ashtu edhe në vetë VCP. .

Detyra ECP

Mbrojtja katodike kryhet kur rryma elektrike rrjedh nga SCZ përmes një qarku elektrik të mbyllur të formuar nga tre rezistenca të lidhura në seri:

· rezistenca e tokës midis tubacionit dhe anodës; I rezistenca ndaj përhapjes së anodës;

· Rezistenca e izolimit të tubacionit.

Rezistenca e tokës midis tubit dhe anodës mund të ndryshojë shumë në varësi të përbërjes dhe kushteve të jashtme.

Le të shqyrtojmë vetë tubacionin metalik, i cili është elementi i mbrojtur i ECP. Pjesa e jashtme e tubit metalik është e mbuluar me izolim, në të cilin gjatë funksionimit krijohen çarje për shkak të efekteve të dridhjeve mekanike, ndryshimeve të temperaturës sezonale dhe ditore etj. Lagështia depërton përmes çarjeve të formuara në izolimin hidro dhe termik të tubacionit dhe ndodh kontakti i metalit të tubit me tokën, duke formuar kështu një çift galvanik që lehtëson heqjen e metalit nga tubi. Sa më shumë çarje dhe madhësia e tyre, aq më shumë metal hiqet. Kështu, ndodh korrozioni galvanik në të cilin rrjedh një rrymë jonesh metalike, d.m.th. elektricitet.

Meqenëse rrjedh rryma, lindi një ide e shkëlqyeshme për të marrë një burim të jashtëm të rrymës dhe për ta ndezur atë për të përmbushur pikërisht këtë rrymë, për shkak të së cilës metali hiqet dhe ndodh korrozioni. Por lind pyetja: çfarë përmasash duhet t'i jepet kësaj rryme të krijuar nga njeriu? Duket se është e tillë që plus dhe minus japin rrymë zero të heqjes së metalit. Si të matet kjo rrymë? Analiza tregoi se tensioni ndërmjet tubit metalik dhe tokës, d.m.th. në të dy anët e izolimit, duhet të jetë ndërmjet -0,5 dhe -3,5 V (ky tension quhet potencial mbrojtës).

Detyrë VCS

Detyra e SCP nuk është vetëm të sigurojë rrymë në qarkun ECP, por edhe ta mirëmbajë atë në mënyrë që potenciali mbrojtës të mos shkojë përtej kufijve të pranuar.

Pra, nëse izolimi është i ri dhe nuk është dëmtuar, atëherë rezistenca e tij ndaj rrymës elektrike është e lartë dhe nevojitet një rrymë e vogël për të ruajtur potencialin e kërkuar. Me kalimin e vjetër të izolimit, rezistenca e tij zvogëlohet. Rrjedhimisht, rryma e kërkuar kompensuese nga SCZ rritet. Do të rritet edhe më shumë nëse shfaqen çarje në izolim. Stacioni duhet të jetë në gjendje të matë potencialin mbrojtës dhe të ndryshojë rrymën e tij të daljes në përputhje me rrethanat. Dhe asgjë më shumë, nga pikëpamja e detyrës së ECP, nuk kërkohet.

Mënyrat e funksionimit të VCS

Mund të ketë katër mënyra funksionimi të ECP:

· pa stabilizim të vlerave të rrymës ose tensionit të daljes;

· I stabilizimi i tensionit në dalje;

· Stabilizimi i rrymës së daljes;

· I stabilizimi i potencialit mbrojtës.

Në kushtet kur shfaqen probleme me mënyrën e funksionimit me reagime të mundshme, veproni si më poshtë. Kur përdorni modalitetin e tretë, supozohet se gjendja e izolimit në afat të shkurtër ndryshon pak dhe rezistenca e tij mbetet praktikisht e qëndrueshme. Prandaj, mjafton të sigurohet rrjedha e rrymës së qëndrueshme përmes një rezistence të qëndrueshme izoluese dhe të marrim një potencial të qëndrueshëm mbrojtës. Në periudhën afatmesme dhe afatgjatë, rregullimet e nevojshme mund të bëhen nga një linier i trajnuar posaçërisht. Modaliteti i parë dhe i dytë nuk imponojnë kërkesa të larta për VCS. Këto stacione janë të thjeshta në dizajn dhe, si rezultat, të lirë, si për t'u prodhuar ashtu edhe për t'u përdorur. Me sa duket kjo rrethanë përcakton përdorimin e një SCZ të tillë në ECP të objekteve të vendosura në kushte të aktivitetit të ulët korroziv të mjedisit. Nëse kushtet e jashtme (gjendja e izolimit, temperatura, lagështia, rrymat e humbur) ndryshojnë në atë masë sa të formohet një modalitet i papranueshëm në objektin e mbrojtur, këto stacione nuk mund të kryejnë detyrën e tyre. Për të rregulluar mënyrën e tyre, është e nevojshme prania e shpeshtë e personelit të mirëmbajtjes, përndryshe detyra ECP është e përfunduar pjesërisht.

Karakteristikat e VCS

Pasaporta SPS zakonisht tregon: Unë e vlerësova fuqinë dalëse;

Efikasiteti në fuqinë e vlerësuar të prodhimit.

Një pamje e përgjithshme e ndryshimit të efikasitetit për VMS të dizajneve të ndryshme mund të shihet në figurë.

· Humbjet omike (termike) në mbështjelljet e transformatorëve, mbytjeve dhe në elementët e qarkut aktiv;

· kostot e energjisë për funksionimin e qarkut të kontrollit të stacionit;

· Humbjet e energjisë në formën e emetimit të radios; humbja e energjisë së pulsimit të rrymës dalëse të stacionit në ngarkesë.

Kjo energji rrezatohet në tokë nga anoda dhe nuk prodhon punë të dobishme. Prandaj, është kaq e nevojshme të përdoren stacione me një koeficient të ulët pulsimi, përndryshe harxhohet energji e shtrenjtë. Jo vetëm që humbjet e energjisë elektrike rriten në nivele të larta të pulsimit dhe emetimit të radios, por përveç kësaj, kjo energji e shpërndarë në mënyrë të padobishme ndërhyn në funksionimin normal të një numri të madh pajisjesh elektronike të vendosura në zonën përreth. Pasaporta SKZ tregon gjithashtu fuqinë totale të kërkuar, le të përpiqemi ta kuptojmë këtë parametër. SKZ merr energji nga rrjeti elektrik dhe e bën këtë në çdo njësi të kohës me të njëjtin intensitet që e lejuam të bënte me çelësin e rregullimit në panelin e kontrollit të stacionit. Natyrisht, ju mund të merrni energji nga rrjeti me një fuqi që nuk e kalon fuqinë e këtij rrjeti. Dhe nëse voltazhi në rrjet ndryshon në mënyrë sinusoidale, atëherë aftësia jonë për të marrë energji nga rrjeti ndryshon sinusoidalisht 50 herë në sekondë. Për shembull, në momentin kur tensioni i rrjetit kalon në zero, nuk mund të merret energji prej tij. Megjithatë, kur sinusoidi i tensionit arrin maksimumin e tij, atëherë në atë moment aftësia jonë për të marrë energji nga rrjeti është maksimale. Në çdo kohë tjetër kjo mundësi është më e vogël. Kështu, rezulton se në çdo moment në kohë fuqia e rrjetit ndryshon nga fuqia e tij në momentin tjetër në kohë. Këto vlera të fuqisë quhen fuqi të menjëhershme në një kohë të caktuar dhe ky koncept është i vështirë për t'u përdorur. Prandaj, ne ramë dakord për konceptin e të ashtuquajturës fuqi efektive, e cila përcaktohet nga një proces imagjinar në të cilin një rrjet me një ndryshim të tensionit sinusoidal zëvendësohet nga një rrjet me një tension konstant. Kur llogaritëm vlerën e këtij tensioni konstant për rrjetet tona elektrike, doli të ishte 220 V - u quajt tension efektiv. Dhe vlera maksimale e sinusoidit të tensionit u quajt tension i amplitudës, dhe është i barabartë me 320 V. Për analogji me tensionin, u prezantua koncepti i vlerës së rrymës efektive. Produkti i vlerës së tensionit efektiv dhe vlerës së rrymës efektive quhet konsumi total i energjisë dhe vlera e tij tregohet në pasaportën RMS.

Stacioni duhet të transferojë energjinë aktive në mënyrë sa më efikase të jetë e mundur për të krijuar një potencial mbrojtës. Efikasiteti me të cilin SKZ e bën këtë vlerësohet nga faktori i efikasitetit. Sa energji shpenzon varet nga mënyra e transmetimit të energjisë dhe mënyra e funksionimit. Pa hyrë në këtë fushë të gjerë për diskutim, do të themi vetëm se SSC-të e transformatorit dhe transformator-tiristorit kanë arritur kufirin e tyre të përmirësimit. Ata nuk kanë burime për të përmirësuar cilësinë e punës së tyre. E ardhmja i përket VMS me frekuencë të lartë, të cilat po bëhen më të besueshme dhe më të lehta për t'u mirëmbajtur çdo vit. Për sa i përket efikasitetit dhe cilësisë së punës së tyre, ata tashmë i kalojnë paraardhësit e tyre dhe kanë një rezervë të madhe për përmirësim.

Pronat e konsumatorit

Karakteristikat e konsumatorit të një pajisjeje të tillë si SKZ përfshijnë si më poshtë:

1. Dimensionet, pesha dhe forca. Ndoshta nuk ka nevojë të thuhet se sa më i vogël dhe më i lehtë të jetë stacioni, aq më të ulëta janë kostot për transportin dhe instalimin e tij, si gjatë instalimit ashtu edhe riparimit.

2. Mirëmbajtja. Aftësia për të zëvendësuar shpejt një stacion ose montim në vend është shumë e rëndësishme. Me riparimet e mëvonshme në laborator, d.m.th. parimi modular i ndërtimit të VCS.

3. Lehtësia e mirëmbajtjes. Lehtësia e mirëmbajtjes, përveç lehtësisë së transportit dhe riparimit, përcaktohet, sipas mendimit tonë, nga sa vijon:

prania e të gjithë treguesve dhe instrumenteve matëse të nevojshme, aftësia për të kontrolluar dhe monitoruar nga distanca mënyrën e funksionimit të VCS.

Bazuar në sa më sipër, mund të bëhen disa përfundime dhe rekomandime:

2. Një stacion modern duhet të ketë:

· efikasitet të lartë në të gjithë gamën e ngarkesës;

· faktori i fuqisë (cos I) jo më i ulët se 0,75 në të gjithë gamën e ngarkesës;

· faktori i valëzimit të tensionit të daljes jo më shumë se 2%;

· Rregullimi i rrymës dhe tensionit varion nga 0 në 100%;

· trup i lehtë, i qëndrueshëm dhe kompakt;

· parimi i ndërtimit modular, d.m.th. kanë mirëmbajtje të lartë;

· Efiçenca e energjisë.

Kërkesa të tjera për stacionet e mbrojtjes katodike të tubacioneve të gazit, të tilla si mbrojtja nga mbingarkesat dhe qarqet e shkurtra; mirëmbajtja automatike e një rryme të caktuar ngarkese - dhe kërkesat e tjera janë përgjithësisht të pranuara dhe të detyrueshme për të gjitha VCS.

SKZ - informacion bazë.

Stacioni i mbrojtjes katodike (CPS)është një kompleks strukturash të krijuara për polarizimin katodik të një tubacioni gazi nga rryma e jashtme.

Kryesor elementet strukturore SKZ (Fig. 12.4.1.) janë:

Ø burimi i rrymës së drejtpërdrejtë (të korrigjuar) (stacioni katodë) 5 ;

Ø tokëzimi i anodës 2 , varrosur në tokë në një distancë nga tubacioni 1 ;

Ø linjat lidhëse të energjisë 3 lidhja e polit pozitiv të burimit aktual me tokëzimin e anodës, dhe polin negativ me tubacionin;

Ø dalje katodë e tubacionit të gazit 8 dhe pika e kullimit 7 ;

Ø tokëzim mbrojtës 4 .

Figura – 12.4.1. - Diagrami skematik i SKZ

Potenciali i tubacionit nën ndikimin e rrymës hyrëse bëhet më elektronegativ, pjesët e ekspozuara të tubacionit të gazit (në vendet ku izolimi është dëmtuar) polarizohen në mënyrë katodike dhe, në varësi të vlerës së potencialit të vendosur, bëhen plotësisht ose pjesërisht. të mbrojtura nga korrozioni. Në të njëjtën kohë, në tokëzimin anodik, nën ndikimin e rrymës rrjedhëse, ndodh procesi i polarizimit anodik, i shoqëruar me shkatërrimin gradual të tokëzimit anodik.

Burimet rrymë e vazhdueshme VHC-të ndahen në dy grupe. Grupi i parë përfshin pajisjet e konvertimit të rrjetit - ndreqës të mundësuar nga linjat e rrymës alternative (PLL). frekuenca industriale Tensioni nominal 50 Hz nga 0.23 në 10 kV. Grupi i dytë përfshin burime autonome - gjeneratorë të rrymës direkte dhe elementë elektrokimikë që gjenerojnë energji elektrike direkt në gjurmën e gazsjellësit afër vendit ku është e nevojshme të instaloni VPS (gjeneratorë të energjisë së erës, gjeneratorë elektrikë të drejtuar nga turbina me gaz, nga një motor djegia e brendshme, gjeneratorë termoelektrikë, bateri).

Në tubacionet kryesore të gazit, stacionet katodë të rrjetit me ndreqës të rrymës alternative njëfazore me një tension prej 127/220 V dhe një frekuencë prej 50 Hz janë bërë të përhapura. Nëse ka linja të energjisë AC me një tension të vlerësuar prej 0.23; 0.4; 6 dhe 10 kV, përdorimi i stacioneve të tilla është i përshtatshëm dhe i justifikuar ekonomikisht. Kur mundësohet nga një linjë elektrik 6 ose 10 kV, njësia ndreqës lidhet me linjën e furnizimit përmes një transformatori në rënie.

Figura – 12.4.2. – E thjeshtuar diagrami i qarkut VMS tipik jo-automatik i burimit të energjisë

Aktiv Fig.12.4.2. thjeshtuar diagrami tipik stacioni katodik i rrjetit me ndreqës. Rrjeti AC është i lidhur me terminalet 1 Dhe 2 . Konsumi i energjisë elektrike matet duke përdorur një matës elektrik 3 . Makinë 4 shërben për të ndezur instalimin, dhe siguresat 5 ofrojnë mbrojtje kundër rrymave qark i shkurtër dhe mbingarkesat në anën AC. Një transformator në rënie 6 fuqizon ndreqësin 7 , i montuar nga elementë ndreqës individualë duke përdorur një qark korrigjimi të urës me valë të plotë ose një qark korrigjues njëfazor me valë të plotë me një terminal zero. Mbrojtja kundër qarkut të shkurtër dhe mbingarkesës në anën e qarkut të rrymës së korrigjuar sigurohet nga një siguresë 9 . Mënyra e funksionimit të instalimit kontrollohet duke përdorur një ampermetër 10 dhe voltmetër 12 . Kabllo lidhëse nga tubacioni 11 lidhet me terminalin "-" dhe nga tokëzimi i anodës në terminalin "+". Të gjithë elementët e instalimit janë montuar në një dollap metalik, të mbyllur me një dry.

Për të siguruar kushte të sigurta funksionimi, të gjitha pjesët metalike të strukturës së stacionit janë të tokëzuara duke përdorur tokëzim mbrojtës 8 .

Njësitë ndreqës kanë pajisje për rregullimin e tensionit ose rrymës. Shumica e instalimeve përdorin rregullimin e tensionit në shkallë duke ndërruar seksione individuale të mbështjelljes së transformatorit. Në disa lloje të ndreqësve, voltazhi rregullohet pa probleme duke përdorur një autotransformator ose devijim magnetik në mbështjelljet e transformatorit. Rregullimi i tensionit Triac përdoret gjithashtu në mbështjelljen primare dhe rregullimi i tensionit të tiristorit në sekondar.

Kur mbrojtja katodike e tubacioneve të gazit të vendosura në zonën e rrymave të humbur, mënyra e funksionimit të ndreqësve jo-automatikë AC zakonisht zgjidhet duke marrë parasysh vlerën mesatare të diferencës së mundshme "tub-tokë", e cila përcaktohet nga të dhënat e matjes. gjatë një periudhe të caktuar kohore (zakonisht vlera mesatare ditore) dhe nuk përjashton potencialin e emetimeve në rajonin anodik ose katodik. Për të shtypur emetimet e anodës, ndreqësi duhet të konfigurohet në modalitetin e mbimbrojtjes. Polarizimi i thellë katodik çon në konsum të tepruar të energjisë, në lëkurë dhe çarje të veshjes izoluese dhe në hidrogjenizimin e sipërfaqes së metalit (për shkak të lëshimit intensiv të hidrogjenit në katodë). Kjo natyrë e ndryshimeve në potencialet e tubacioneve të gazit çon në nevojën për të krijuar stacione automatike mbrojtje katodike, e cila duhet të ruajë potencialin në intervalin mbrojtës me konsum minimal të energjisë dhe shfrytëzim maksimal vetitë mbrojtëse rryma endacake. VMS-të përbëhen nga pajisje për vendosjen e një vlere të caktuar të diferencës potenciale (pajisje kryesore), pajisje për matjen e diferencës aktuale të potencialit (pajisje matëse me elektroda referente të palëvizshme), amplifikatorë të fuqisë, organet ekzekutive, duke ndryshuar fuqinë aktuale në qarkun VMS.

Mbrojtja nga korrozioni elektrokimik përbëhet nga mbrojtja katodike dhe kulluese. Mbrojtja katodike e tubacioneve kryhet me dy metoda kryesore: përdorimi i anodave mbrojtëse metalike (metoda mbrojtëse galvanike) dhe përdorimi i burimeve të jashtme të rrymës direkte, minusi i të cilave është i lidhur me tubin, dhe plusi është i lidhur me tokëzimin e anodës. (metoda elektrike).

Oriz. 1. Parimi i funksionimit të mbrojtjes katodike

Mbrojtje galvanike e shkelës kundër korrozionit

Mënyra më e dukshme për të kryer mbrojtjen elektrokimike të një strukture metalike që ka kontakt të drejtpërdrejtë me një mjedis elektrolitik është metoda e mbrojtjes galvanike, e cila bazohet në faktin se metale të ndryshme në elektrolit kanë potenciale të ndryshme elektrodë. Kështu, nëse formoni një çift galvanik nga dy metale dhe i vendosni ato në një elektrolit, atëherë metali me një potencial më negativ do të bëhet një mbrojtës anodë dhe do të shkatërrohet, duke mbrojtur metalin me një potencial më pak negativ. Mbrojtësit në thelb shërbejnë si burime portative të energjisë elektrike.

Magnezi, alumini dhe zinku përdoren si materialet kryesore për prodhimin e mbrojtësve. Nga një krahasim i vetive të magnezit, aluminit dhe zinkut, është e qartë se nga elementët në shqyrtim, magnezi ka forcën më të madhe elektromotore. Në të njëjtën kohë, një nga karakteristikat praktike më të rëndësishme të mbrojtësve është koeficienti i efikasitetit, i cili tregon përqindjen e masës së shkallës së përdorur për të marrë të dobishme energji elektrike në zinxhir. Efikasiteti mbrojtëse prej magnezi dhe lidhjet e magnezit, rrallë tejkalojnë 50%, në ndryshim nga mbrojtësit me bazë Zn dhe Al me efikasitet. 90% ose më shumë.

Oriz. 2. Shembuj të mbrojtësve të magnezit

Në mënyrë tipike, instalimet mbrojtëse përdoren për mbrojtjen katodike të tubacioneve që nuk kanë kontakte elektrike me komunikime të zgjatura ngjitur, seksione individuale të tubacioneve, si dhe rezervuarë, mbështjellës mbrojtës prej çeliku (fishekë), rezervuarë dhe kontejnerë nëntokësorë, mbështetëse dhe shtylla çeliku, dhe objekte të tjera të përqendruara.

Në të njëjtën kohë, instalimet e shkallës janë shumë të ndjeshme ndaj gabimeve në vendosjen dhe konfigurimin e tyre. Zgjedhja ose vendosja e gabuar e njësive të shkelës çon në rënie të mprehtë efektivitetin e tyre.

Mbrojtja katodike nga korrozioni

Metoda më e zakonshme e mbrojtjes elektrokimike kundër korrozionit të strukturave metalike nëntokësore është mbrojtja katodike, e kryer nga polarizimi katodik i sipërfaqes së mbrojtur metalike. Në praktikë, kjo realizohet duke lidhur tubacionin e mbrojtur me polin negativ të një burimi të jashtëm të rrymës direkte, i quajtur stacion i mbrojtjes katodike. Poli pozitiv i burimit është i lidhur me një kabllo me një elektrodë shtesë të jashtme të bërë prej metali, grafit ose gome përçuese. Kjo elektrodë e jashtme vendoset në të njëjtin mjedis gërryes me objektin që mbrohet, në rastin e tubacioneve fushore nëntokësore, në tokë. Kështu, formohet një qark elektrik i mbyllur: elektrodë e jashtme shtesë - elektrolit dheu - tubacion - kabllo katodë - burim DC - kabllo anodë. Si pjesë e këtij qarku elektrik, tubacioni është katoda, dhe një elektrodë shtesë e jashtme e lidhur me polin pozitiv të burimit të rrymës direkte bëhet anoda. Kjo elektrodë quhet tokëzim anodë. Poli i ngarkuar negativisht i burimit aktual të lidhur me tubacionin, në prani të tokëzimit të jashtëm anodik, polarizon në mënyrë katodike tubacionin, ndërsa potenciali i seksioneve të anodës dhe katodës praktikisht barazohet.

Kështu, sistemi i mbrojtjes katodike përbëhet nga një strukturë e mbrojtur, një burim i rrymës direkte (stacioni i mbrojtjes katodike), tokëzimi i anodës, linjat lidhëse të anodës dhe katodës, mjedisi elektrik përçues përreth (dheu), si dhe elementë të sistemit të monitorimit - kontrollit. dhe pikat e matjes.

Mbrojtje nga korrozioni i kullimit

Mbrojtja e kullimit të tubacioneve nga korrozioni nga rrymat endacake kryhet me kullimin e drejtuar të këtyre rrymave në një burim ose në tokë. Instalimi i mbrojtjes së kullimit mund të jetë i disa llojeve: kullimi prej balte, i drejtpërdrejtë, i polarizuar dhe i përforcuar.

Oriz. 3. Stacioni i mbrojtjes së kullimit

Kullimi i tokës kryhet duke tokëzuar tubacionet me elektroda shtesë në vendet e zonave të tyre anode, kullimi i drejtpërdrejtë kryhet duke krijuar një kërcyes elektrik midis tubacionit dhe polit negativ të një burimi të rrymave të humbur, për shembull, një rrjet hekurudhor të elektrizuar. hekurudhor. Kullimi i polarizuar, ndryshe nga kullimi i drejtpërdrejtë, ka përçueshmëri vetëm njëkahëshe, kështu që kur shfaqet një potencial pozitiv në shina, kullimi fiket automatikisht. Në kullimin e zgjeruar, një konvertues i rrymës përfshihet gjithashtu në qark, duke lejuar që rryma e kullimit të rritet.