Катодная абарона: прымяненне і стандарты

Карозія - гэта хімічная і электрахімічная рэакцыя металу з навакольным асяроддзем, якая выклікае яго пашкоджанне. Яна працякае з рознай хуткасцю, якую можна паменшыць. З практычнага пункту гледжання цікавасць уяўляе антыкаразійная катодная абарона металічных збудаванняў, кантактуюць з зямлёй, з вадой і з транспартуецца асяроддзя. Асабліва пашкоджваюцца вонкавыя паверхні труб ад уплыву грунту і блукаючых токаў.

Ўнутры карозія залежыць ад уласцівасцяў асяроддзя. Калі гэта газ, ён павінен быць старанна ачышчаны ад вільгаці і агрэсіўных рэчываў: серавадароду, кіслароду і інш.

Прынцып працы

Аб'ектамі працэсу электрахімічнай карозіі з'яўляюцца серада, метал і мяжы падзелу паміж імі. Серада, якой звычайна з'яўляецца вільготны грунт або вада, валодае добрай электропроводностью. На мяжы падзелу паміж ёй і металічнай канструкцыяй адбываецца электрахімічная рэакцыя. Калі ток станоўчы (анодны электрод), іёны жалеза пераходзяць у навакольны раствор, што прыводзіць да страты масы металу. Рэакцыя выклікае карозію. Пры адмоўным токе (катодны электрод) гэтых страт няма, паколькі ў раствор пераходзяць электроны. Спосаб выкарыстоўваецца ў гальванотехнике для нанясення на сталь пакрыццяў з каляровых металаў.

Катодная абарона ад карозіі ажыццяўляецца, калі да аб'екта з жалеза падводзяць адмоўны патэнцыял.

Для гэтага ў грунце размяшчаюць анодны электрод і падключаюць да яго станоўчы патэнцыял ад крыніцы харчавання. Мінус падаецца на які абараняецца аб'ект. Катодна-анодная абарона прыводзіць да актыўнага разбурэння ад карозіі толькі аноднага электрода. Таму яго варта перыядычна мяняць.

Негатыўнае дзеянне электрахімічнай карозіі

Карозія канструкцый можа адбывацца ад дзеяння блукаючых токаў, якія трапляюць з іншых сістэм. Яны карысныя для мэтавых аб'ектаў, але наносяць істотную шкоду бліжэйшых будынкам. Блукаючыя токі могуць распаўсюджвацца ад рэек электрыфікаванай транспарту. Яны праходзяць па кірунку да падстанцыі і трапляюць на трубаправоды. Пры выхадзе з іх утвараюцца анодныя ўчасткі, якія выклікаюць інтэнсіўную карозію. Для абароны ўжываюць электродренаж - спецыяльны адвод токаў ад трубаправода да іх крыніцы. Тут таксама магчымая катодная абарона трубаправодаў ад карозіі. Для гэтага неабходна ведаць велічыню блукаючых токаў, якую вымяраюць адмысловымі прыборамі.

Па выніках электрычных вымярэнняў выбіраецца спосаб абароны газаправода. Універсальным сродкам з'яўляецца пасіўны спосаб ізаляцыі труб ад кантакту з грунтам з дапамогай ізалявальных пакрыццяў. Катодная абарона газаправода ставіцца да актыўнага спосабу.

абарона трубаправодаў

Канструкцыі ў зямлі абараняюць ад карозіі, калі падключыць да іх мінус крыніцы пастаяннага току, а плюс - да анодным электродаў, закапалі побач у грунт. Ток пойдзе да канструкцыі, абараняючы яе ад карозіі. Такім чынам вырабляецца катодная абарона трубаправодаў, рэзервуараў або трубаправодаў, якія знаходзяцца ў грунце.

Анодны электрод будзе разбурацца, і яго варта перыядычна мяняць. Для бака, запоўненай вадой, электроды размяшчаюць ўнутры. Пры гэтым вадкасць будзе электралітам, праз якую ток пойдзе ад анодам да паверхні ёмістасці. Электроды добра кантралююцца, і іх лёгка замяніць. У грунце гэта рабіць складаней.

Крыніца сілкавання

Каля нафта-і газаправодаў, у сетках ацяплення і водазабеспячэння, для якіх неабходная катодная абарона, усталёўваюць станцыі, ад якіх падаецца напруга на аб'екты. Калі яны размяшчаюцца на адкрытым паветры, ступень іх абароны павінна быць не ніжэй IP34. Для сухіх памяшканняў падыходзіць любая.

Станцыі катоднай абароны газаправодаў і іншых буйных збудаванняў маюць магутнасць ад 1 да 10 кВт.

Іх энергетычныя параметры перш за ўсё залежаць ад наступных фактараў:

• супраціў паміж глебай і анодам;
• электраправоднасць грунту;
• даўжыня ахоўнай зоны;
• ізалявальнае дзеянне пакрыцця.

Традыцыйна пераўтваральнік катоднай абароны ўяўляе сабой трансфарматарную ўстаноўку. Зараз на змену ёй прыходзіць інвертарнага, якая валодае меншымі габарытамі, лепшай стабільнасцю току і большай эканамічнасцю. На важных участках усталёўваюць кантралёры, якія валодаюць функцыямі рэгулявання току і напружання, выраўноўвання ахоўных патэнцыялаў і інш.

Абсталяванне прадстаўлена на рынку ў розных варыянтах. Для канкрэтных патрэб ўжываецца індывідуальнае праектаванне, якое забяспечвае лепшыя ўмовы эксплуатацыі.

Параметры крыніцы току

Для абароны ад карозіі для жалеза ахоўны патэнцыял складае 0,44 В. На практыцы ён павінен быць больш з-за ўплыву уключэнняў і стану паверхні металу. Максімальная велічыня складае 1 В. Пры наяўнасці пакрыццяў на метале ток паміж электродамі складае 0,05 ма / м ^2. Калі ізаляцыя парушыцца, ён узрастае да 10 ма / м ^2.

Катодная абарона эфектыўная ў комплексе з іншымі спосабамі, паколькі менш спажываецца электраэнергіі. Калі на паверхні канструкцыі ёсць лакафарбавае пакрыццё, электрахімічным спосабам абараняюцца толькі месцы, дзе яно парушана.

Асаблівасці катоднай абароны

1. Крыніцамі харчавання служаць станцыі або мабільныя генератары.
2. Размяшчэнне анодных заземлителей залежыць ад спецыфікі трубаправодаў. Спосаб расстаноўкі можа быць размеркаваным або засяроджаным, а таксама размяшчацца на рознай глыбіні.
3. Матэрыял анода выбіраецца з нізкай растваральнасцю, каб яго хапіла на 15 гадоў.
4. Патэнцыял ахоўнага поля для кожнага трубаправода разлічваецца. Ён не рэгламентуецца, калі на канструкцыях адсутнічаюць ахоўныя пакрыцця.

Стандартныя патрабаванні "Газпрома" да катоднай абароне

• Дзеянне на працягу ўсяго тэрміну эксплуатацыі сродкаў абароны.
• Абарона ад атмасферных перанапружанняў.
• Размяшчэнне станцыі ў блок-боксах або ў асобна якая стаіць у антывандальным выкананні.
• Аноднае зазямленне выбіраецца на участках з мінімальным электрычным супрацівам грунту.
• Характарыстыкі пераўтваральніка выбіраюцца з улікам старэння ахоўнага пакрыцця трубаправода.

протекторных абарона

Спосаб ўяўляе сабой выгляд катоднай абароны з падключэннем электродаў з больш Электраадмо металу праз электраправоднасць асяроддзе. Адрозненне заключаецца ў адсутнасці крыніцы энергіі. Пратэктар бярэ карозію на сябе, раствараючыся ў электраправоднасці навакольнага асяроддзі.

Праз некалькі гадоў анод варта замяніць, паколькі ён выпрацоўваецца.

Эфект ад анода павялічваецца са зніжэннем ў яго пераходнага супраціву з асяроддзем. З часам ён можа пакрывацца каразійных пластом. Гэта прыводзіць да парушэння электрычнага кантакту. Калі змясціць анод ў сумесь соляў, якая забяспечвае растварэнне прадуктаў карозіі, эфектыўнасць павышаецца.

Ўплыў пратэктара абмежавана. Радыус дзеяння вызначаецца электрычным супрацівам асяроддзя і рознасцю патэнцыялаў паміж анодам і катодам.

Протекторных абарона ўжываецца пры адсутнасці крыніц энергіі ці калі іх выкарыстанне эканамічна немэтазгодна. Яна таксама невыгодная пры ўжыванні ў кіслых асяроддзях з-за высокай хуткасці растварэння анодам. Пратэктары усталёўваюць у вадзе, у грунце або ў нейтральнай асяроддзі. Аноды з чыстых металаў звычайна не робяць. Растварэнне цынку адбываецца нераўнамерна, магній корродирует занадта хутка, а на алюмініі утвараецца трывалая плёнка вокіслаў.

матэрыялы пратэктараў

Каб пратэктары валодалі неабходнымі эксплуатацыйнымі ўласцівасцямі, іх вырабляюць з сплаваў з наступнымі легіравальных дадаткамі.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - абарона абсталявання, які знаходзіцца ў марской вадзе.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (долі працэнта) - эксплуатацыя збудаванняў у праточнай марской вадзе.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - абарона невялікіх канструкцый у грунце або ў вадзе з нізкай канцэнтрацыяй соляў.

Няправільнае прымяненне некаторых відаў пратэктараў прыводзіць да негатыўных наступстваў. Аноды з магнію могуць быць прычынай парэпання абсталявання з-за развіцця вадароднага охрупчивания.

Сумесная протекторных катодная абарона з антыкаразійнымі пакрыццямі павышае яе эфектыўнасць.

Размеркаванне ахоўнага току паляпшаецца, а анодам патрабуецца значна менш. Адзін магніевы анод абараняе пакрыты бітумам трубаправод на даўжыню 8 км, а без пакрыцця - усяго на 30 м.

Абарона кузаваў аўтамабіляў ад карозіі

Пры парушэнні пакрыцця таўшчыня кузава аўтамабіля можа зменшыцца за 5 гадоў да 1 мм, т. Е. Проржаветь наскрозь. Аднаўленне ахоўнага пласта важна, але акрамя яго ёсць спосаб поўнага спынення працэсу карозіі з дапамогай катодна-протекторных абароны. Калі ператварыць кузаў у катод, карозія металу спыняецца. Анодамі могуць быць любыя токаправодныя паверхні, размешчаныя побач: металічныя пласціны, контур зазямлення, корпус гаража, вільготнае дарожнае пакрыццё. Пры гэтым эфектыўнасць абароны ўзрастае з ростам плошчы анодам. Калі анодам з'яўляецца дарожнае пакрыццё, для кантакту з ім ужываецца "хвост" з металлизованной гумы. Яго змяшчаюць насупраць колаў, каб лепш траплялі пырскі. "Хвост" ізалюецца ад корпуса.

Да анода падключаецца плюс акумулятарнай батарэі праз рэзістар 1 кім і паслядоўна злучаны з ім святлодыёд. Пры замыканні ланцуга праз анод, калі мінус злучаны з кузавам, у нармальным рэжыме святлодыёд ледзь прыкметна свеціцца. Калі ён ярка гарыць, значыць, у ланцугі адбылося кароткае замыканне. Прычыну трэба знайсці і ліквідаваць.

Для абароны паслядоўна ў ланцугі трэба ўсталяваць засцерагальнік.

Пры знаходжанні аўтамабіля ў гаражы яго падлучаюць да зазямляючаму анода. Падчас руху падключэнне адбываецца праз "хвост".

заключэнне

Катодная абарона з'яўляецца спосабам павышэння эксплуатацыйнай надзейнасці падземных трубаправодаў і іншых збудаванняў. Пры гэтым варта ўлічваць яе негатыўнае ўздзеянне на суседнія трубаправоды ад уплыву блукаючых токаў.