Katodna zaščita: uporaba in standardi

Korozija je kemična in elektrokemična reakcija kovine z okoljem, kar povzroča njegovo poškodbo. Teče pri različnih hitrostih, kar se lahko zmanjša. S praktičnega vidika zanimanja je antikorozijska katodna zaščita kovinskih konstrukcij v stiku s tlemi, z vodo in s transportiranimi mediji. Posebno poškodovane so zunanje površine cevi zaradi vpliva tal in tirnih tokov.

V notranjosti je korozija odvisna od lastnosti medija. Če gre za plin, ga je treba temeljito očistiti z vlago in jedkimi snovmi: vodikovim sulfidom, kisikom itd.

Načelo delovanja

Predmet postopka elektrokemijske korozije so medij, kovina in vmesniki med njimi. Medij, ki je ponavadi mokra tla ali voda, ima dobro električno prevodnost. Elektrokemijska reakcija se pojavi na vmesniku med njim in kovinsko strukturo. Če je tok pozitiven (anodna elektroda), železov ioni prehajajo v okoliško raztopino, kar vodi k izgubi mase kovine. Reakcija povzroči korozijo. Z negativnim tokom (katodna elektroda) te izgube niso prisotne, saj se elektroni prelijejo v raztopino. Metoda se uporablja pri galvanizaciji barvnih kovin na jeklo.

Katodna zaščita proti koroziji se izvaja, ko se negativni potencial nanaša na predmet iz železa.

V ta namen se v tla postavi anodna elektroda in z njega se poveže s pozitivnim potencialom. Minus se uporablja za zaščiteni objekt. Katodno-anodna zaščita vodi do aktivnega uničenja od korozije samo anodne elektrode. Zato ga je treba periodično spremeniti.

Negativni učinek elektrokemijske korozije

Korozija struktur lahko nastane zaradi delovanja potepuških tokov, ki spadajo iz drugih sistemov. Uporabni so za ciljne predmete, vendar povzročijo znatno škodo bližnjim strukturam. Potujoči tokovi se lahko širijo s tirnic elektrificiranega transporta. Prehajajo v smeri postaje in padajo na cevovode. Na izhodu od njih nastanejo anodna območja, ki povzročajo močno korozijo. Za zaščito se uporablja električna drenaža - poseben dotok tokov iz cevovoda na njihov vir. Možno je tudi tukaj katodna zaščita cevovodov pred korozijo. Da bi to naredili, je potrebno vedeti, koliko se potegne tokovi, ki se merijo s posebnimi napravami.

Na podlagi rezultatov električnih meritev se izbere način zaščite plinovoda. Univerzalno sredstvo je pasivna pot izolacija cevi iz stika s tlemi s pomočjo izolacijskih premazov. Katodna zaščita plinovoda je aktivna metoda.

Zaščita cevovodov

Strukture v tleh so zaščitene pred korozijo z dodajanjem minusovega vira DC in plus na anodne elektrode, pokopane v tleh. Tok bo šel v zasnovo in ga zaščitil pred korozijo. Tako je narejena katodna zaščita cevovodov, rezervoarjev ali cevovodov v tleh.

Anodna elektroda bo uničena in jo je treba redno spreminjati. Za rezervoar, napolnjen z vodo, so elektrode nameščene znotraj. V tem primeru bo tekočina elektrolit, skozi katerega bo tok potekal od anod na površino posode. Elektrode so dobro nadzorovane in enostavne za zamenjavo. V zemlji je to težje storiti.

Napajanje

V bližini oljnih in plinovodnih omrežij, v omrežjih za ogrevanje in oskrbo z vodo, za katere je potrebna katodna zaščita, vzpostavijo postaje, od katerih napetost dobavlja objektom. Če so nameščeni na prostem, mora biti njihova zaščita vsaj IP34. Primerno za suhe prostore.

Postaje za katodno zaščito plinovoda in drugih velikih objektov imajo moč od 1 do 10 kW.

Njihovi energetski parametri so predvsem odvisni od naslednjih dejavnikov:

• odpornost med tlemi in anodo;
• električna prevodnost tal;
• dolžino zaščitnega območja;
• izolacijsko delovanje prevleke.

Tradicionalno je pretvornik katodne zaščite transformatorska naprava. Zdaj ga zamenja pretvornik, ki ima manjše dimenzije, boljšo stabilnost toka in večjo ekonomičnost. Na pomembnih področjih namestite krmilnike, ki imajo funkcije za regulacijo toka in napetosti, izenačevanje zaščitnih potencialov itd.

Oprema je predstavljena na trgu v različnih različicah. Za posebne potrebe, individualno oblikovanje, zagotavljanje najboljših delovnih pogojev.

Trenutni parametri vira

Da bi zaščitili pred korozijo zaradi železa, je zaščitni potencial 0,44 V. V praksi bi moral biti bolj posledica vpliva vključkov in stanja kovinske površine. Največja vrednost je 1 V. V prisotnosti prevlek na kovini je tok med elektrodami 0,05 mA / m². Če je izolacija prekinjena, se poveča na 10 mA / m².

Katodna zaščita je učinkovita v kombinaciji z drugimi metodami, saj porabi manj energije. Če na površini objekta obstaja barvni premaz, so elektrokemijski zaščiteni le mesta, kjer je motena.

Značilnosti katodne zaščite

1. Viri energije so postaje ali mobilni generatorji.
2. Položaj anodnih ozemljitvenih stikal je odvisen od specifičnih cevovodov. Način razporeditve se lahko porazdeli ali koncentrira, pa tudi na različnih globinah.
3. Anodni material se izbere z nizko topnostjo, da zadostuje 15 let.
4. Izračuna se potencial zaščitnega polja za vsak cevovod. Ni urejeno, če na konstrukcijah ni zaščitnih prevlek.

Gazpromove standardne zahteve za katodno zaščito

• Ukrepi med življenjsko dobo zaščitne opreme.
• Zaščita pred atmosfersko prenapetostjo.
• Postavitev postaje v bloka ali v samostojni vandalizem.
• Anodno ozemljitev je izbrana na območjih z minimalnim električnim uporom tal.
• Značilnosti pretvornika so izbrane ob upoštevanju staranja zaščitne prevleke cevi.

Zaščita zaščitnika

Metoda je nekakšna katodna zaščita s povezavo elektrod iz bolj elektronegativne kovine preko električno prevodnega medija. Razlika je v odsotnosti vir energije. Zaščitnik sam po sebi korozira, raztaplja v električno prevodnem okolju.

Nekaj ​​let kasneje je treba anodo zamenjati, saj se proizvaja.

Učinek anode se poveča z zmanjšanjem prehodne upornosti z medijem. Sčasoma je lahko prekrita s korozivno plastjo. To vodi k razbitju električnega kontakta. Če je anoda nameščena v mešanico soli, ki raztopi korozijske izdelke, se učinkovitost dvigne.

Učinek tekalne plasti je omejen. Obseg delovanja določi električna upornost medija in potencialna razlika med anoda in katoda.

Zaščita zaščitnika se uporablja v odsotnosti virov energije ali kadar je njihova uporaba ekonomsko nepraktična. Prav tako je pri uporabi v kislinskih medijih neugodna zaradi visoke stopnje raztapljanja anod. Ščitniki so nameščeni v vodi, v tleh ali nevtralnem okolju. Anode iz čistih kovin ponavadi ne. Raztapljanje cinka nastane neenakomerno, magnezij se hitro prehiti, močan film oksidov pa tvori aluminij.

Zaščitni materiali

Ščitniki imajo potrebne zmogljive lastnosti, so izdelani iz zlitin z naslednjimi legirnimi dodatki.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - zaščita opreme v morski vodi.
• Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, V, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (frakcija odstotka) - obratovanje objektov v tekoči morsko vodo.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - zaščita majhnih struktur v tleh ali v vodi z nizko koncentracijo soli.

Nepravilna uporaba določenih vrst zaščitnikov vodi v negativne posledice. Anode iz magnezija lahko povzročijo razpoke opreme zaradi razvoja vodikovega krhkostja.

Zaščita zaščitnega sloja z antikorozijskimi premazi povečuje njegovo učinkovitost.

Porazdelitev zaščitnega toka se izboljša in potrebujejo znatno manj anod. Ena magnezijeva anoda ščiti cevovod za bitumen, dolžine 8 km, in brez premaza - le 30 m.

Zaščita avtomobilskih teles pred korozijo

V nasprotju s prevleko se lahko debelina karoserije 5 let zmanjša na 1 mm, t.j. rjavo. Obnovitev zaščitnega sloja je pomembna, vendar je poleg tega tudi način za popolno zaustavitev korozije s pomočjo katodne zaščite. Če telo pretvorite v katodo, se kovinska korozija ustavi. Anode so lahko vse prevodne površine, ki se nahajajo poleg: kovinskih plošč, ozemljitvene zanke, garažnega ohišja, mokre površine ceste. Učinkovitost zaščite se poveča z rastjo anodnega območja. Če je anoda površina ceste, se za navezavo stika uporablja "rep" iz kovinske gume. Postavljen je pred kolesi, da bi dobili boljši pršenec. "Rep" je izoliran iz telesa.

Anoda je priključena plus baterijo skozi 1 kΩ upor in LED z njo povezana. Ko je vezje zaprto skozi anodo, ko je minus priključen na telo, je LED pri normalnem delovanju težko vidna. Če je osvetljeno, to pomeni, da je prišlo do kratkega stika v vezju. Razlog je treba najti in odpraviti.

Za zaščito vezja v seriji je potrebno namestiti varovalko.

Ko je avto v garaži, je priključen na ozemljitveno anodo. Med gibanjem je povezava preko "repa".

Zaključek

Katodna zaščita je način za povečanje zanesljivosti delovanja podzemnih cevovodov in drugih objektov. V tem primeru bi bilo treba upoštevati njen negativen vpliv na sosednje cevovode, ki vplivajo na potapljaške tokove.