Protecția catodică împotriva coroziunii a conductelor: echipamente, principiu de funcționare

fonduri protecție împotriva coroziunii permit extinderea duratei de viață a structurii metalice, precum și menținerea proprietăților sale tehnice și fizice în timpul funcționării. În ciuda diversității metodelor de acțiune anti-corozivă, este posibilă protejarea completă a obiectelor împotriva deteriorării ruginii numai în cazuri rare.

Eficacitatea unei astfel de protecții depinde nu numai de calitatea tehnologiei de protecție, ci și de condițiile de aplicare a acesteia. În special, pentru conservarea structurii metalice a conductelor, cele mai bune proprietăți sunt demonstrate prin protecția electrochimică împotriva coroziunii bazată pe funcționarea catodurilor. Prevenirea formării ruginii pe astfel de comunicații, desigur, nu este singura sferă de aplicare a acestei tehnologii, dar pe totalitatea caracteristicilor această direcție poate fi considerată cea mai relevantă pentru protecția electrochimică.

Informații generale privind protecția electrochimică

Protecția metalelor de rugină prin acțiunea electrochimică se bazează pe dependența valorii potențialul electrodului materialul din viteza procesului de coroziune. Structurile metalice ar trebui să funcționeze în domeniul potențialului în care dizolvarea lor anodică va fi sub limita admisă. Acesta din urmă, apropo, este determinat de documentația tehnică pentru funcționarea structurii.

În practică, protecția la coroziune electrochimică implică conectarea la un produs finit al unei surse cu curent constant. Câmpul electric de pe suprafață și în structura obiectului protejat formează polarizarea electrozilor, care de asemenea controlează procesul de deteriorare corozivă. În esență, zonele anodice de pe structura metalică devin catodice, ceea ce permite deplasarea proceselor negative, asigurând siguranța structurii obiectului țintă.

Principiul funcționării protecției catodice

Există o protecție catodică și anodică a tipului electrochimic. Primul concept, folosit pentru a proteja conductele, a câștigat încă cea mai mare popularitate. Prin principiul general, atunci când această metodă este implementată, se aplică un curent cu obiectul cu un pol negativ dintr-o sursă externă. În particular, o țeavă de oțel sau de cupru poate fi protejată în acest fel, rezultând polarizarea secțiunilor catodice cu trecerea potențialelor acestora în starea anodică. Ca rezultat, activitatea corozivă a structurii protejate va fi redusă la aproape zero.

În același timp, protecția catodică poate avea versiuni diferite. Tehnica de polarizare descrisă mai sus de la o sursă externă este practicată pe scară largă, dar este eficientă metoda deaerării unui electrolit cu o scădere a vitezei proceselor catodice, precum și crearea unei barieră protectoare.

A fost remarcat de mai multe ori că principiul protecției catodice este realizat datorită unei surse de curent exterioare. De fapt, în munca sa și este principala funcție protecție anti-coroziune. Aceste sarcini sunt realizate de stații speciale, care, de regulă, fac parte din infrastructura generală de întreținere a conductelor.

Stații de protecție anticorozivă catodică

Funcția principală a stației catodice este o alimentare stabilă cu curent a obiectului metalic țintă în conformitate cu metoda de polarizare catodică. Aceștia utilizează astfel de echipamente în infrastructura gazoductelor și a conductelor subterane, în conductele de alimentare cu apă, în rețeaua de căldură etc.

Există multe soiuri de astfel de surse, iar cel mai comun dispozitiv pentru protecția catodică implică prezența:

• convertoare de curent;
• fire pentru conectarea la obiectul care trebuie protejat;
• anodice de împământare.

În acest caz, există o separare a stațiilor de invertoare și transformatoare. Există și alte clasificări, dar ele sunt orientate spre segmentarea plantelor sau prin aplicare sau prin caracteristicile tehnice și parametrii datelor de intrare. Principiile de bază ale funcționării ilustrează cel mai clar cele două tipuri de stații de catod.

Instalații de transformare pentru protecția catodică

Trebuie remarcat imediat că acest tip de stație este depășită. Se înlocuiește cu analogi invertori, care au atât plusuri, cât și minusuri. În orice caz, modelele de transformatoare sunt folosite chiar și la noi puncte de protecție electrochimică.

Baza acestor obiecte este un transformator cu frecvență joasă la 50 Hz și convertor tiristor. Pentru sistemul de comandă tiristor, se folosesc cele mai simple dispozitive, printre care și regulatoarele de putere de impuls de fază. O abordare mai responsabilă pentru rezolvarea sarcinilor de management implică utilizarea de controlori cu o gamă largă de funcții.

Moderne de protecție la coroziune catodică a conductelor de astfel de echipamente permite reglarea parametrilor curentului de ieșire, indicatori de tensiune, precum și pentru a alinia potențialul de protecție. În ceea ce privește dezavantajele transformatoarelor, acestea sunt reduse la un grad ridicat de unda de curent pe ieșire cu un factor de putere redus. Acest defect este explicat nu printr-o formă sinusoidală de curent.

Rezolvarea problemei cu pulsarea într-o anumită măsură permite introducerea unei clapete de accelerație de joasă frecvență în sistem, dar dimensiunile sale corespund dimensiunilor transformatorului, ceea ce nu face întotdeauna posibilă o astfel de adăugare.

Stație de inversor de protecție catodică

Instalațiile de tip inverter se bazează pe convertoare pulsate de înaltă frecvență. Unul dintre principalele avantaje ale utilizării acestui tip de stație este o eficiență ridicată, atingând 95%. Pentru comparație, acest indicator atinge în medie 80% pentru instalațiile de transformare.

Uneori, alte demnități ajung în prim plan. De exemplu, dimensiunile mici ale stațiilor de invertor extind posibilitățile de aplicare a acestora în zone complexe. Există, de asemenea, avantaje financiare, care confirmă practica utilizării unui astfel de echipament. Astfel, protecția catodică a coroziunii inversoare a conductelor devine rapidă și necesită investiții minime în conținutul tehnic. Cu toate acestea, aceste calități sunt vizibile numai în comparație cu instalațiile de transformare, dar astăzi există mijloace noi mai eficiente de furnizare a curentului pentru conducte.

Constructii de statii catodice

Acest echipament este prezentat pe piață în diferite cazuri, forme și dimensiuni. Desigur, practica de proiectare individuală a unor astfel de sisteme este larg răspândită, ceea ce face posibilă nu numai obținerea unui design optim pentru nevoile specifice, ci și furnizarea parametrilor operaționali necesari.

Calculul strict al caracteristicilor stației permite o optimizare suplimentară a costurilor de instalare, transport și depozitare. De exemplu, pentru obiecte mici destul de adecvate de protecție catodică a conductelor pe baza greutății invertorului 10-15 kg și o putere de 1,2 kW. Echipamentul cu astfel de caracteristici pot fi deservite și o mașină, dar pentru proiecte la scară largă pot fi mai masive și grele de plante, care necesită conectarea camioanelor, o macara și o echipă de instalatori.

Funcționalitate de protecție

O atenție deosebită în dezvoltarea posturilor catodice este acordată protecției echipamentului propriu-zis. În acest scop, sistemele sunt integrate pentru a împiedica stațiile de scurtcircuit și ruperea sarcinilor. În primul caz, se folosesc siguranțe speciale, care permit manipularea modurilor de funcționare de urgență ale unităților.

În ceea ce privește salturile și întreruperile de tensiune, este puțin probabil ca stația de protecție catodică să fie grav afectată de acestea, dar este posibil să existe un risc de șoc electric. De exemplu, dacă în modul normal aparatul funcționează cu o tensiune scăzută, după o pauză, saltul indicatorilor poate aduce la 120 V.

Alte tipuri de protecție electrochimică

Pe lângă protecția catodică, se practică atât tehnologiile de drenaj electric, cât și metodele de protecție pentru prevenirea coroziunii. Cea mai promițătoare direcție este considerată o protecție specială împotriva coroziunii. În acest caz, elementele active sunt, de asemenea, conectate la obiectul țintă, asigurând transformarea suprafeței cu catozi prin intermediul unui curent. De exemplu, o țeavă de oțel dintr-o conductă de gaz poate fi protejată de cilindri de zinc sau de aluminiu.

concluzie

Metodele de protecție electrochimică nu pot fi atribuite noilor și, mai ales, inovatoarelor. Eficiența aplicării unor astfel de tehnici în lupta împotriva proceselor de rugină a fost stăpânită de mult timp. Cu toate acestea, un defect serios împiedică răspândirea acestei metode. Faptul este că protecția catodică împotriva coroziunii conductelor produce în mod inevitabil așa-numitele curenți nebunești. Ele nu sunt periculoase pentru proiectul țintă, dar pot avea un impact negativ asupra obiectelor din apropiere. În special, un curent de dispersie promovează dezvoltarea aceleiași coroziunii pe suprafața metalică a țevilor adiacente.