Protecția catodică: aplicarea și standardele

Coroziunea este reacția chimică și electrochimică a metalului cu mediul, cauzând deteriorarea acestuia. Acesta curge la viteze diferite, care pot fi reduse. Din punct de vedere practic, este de interes protecția catodică anticorozivă a structurilor metalice care intră în contact cu solul, cu apă și cu medii transportate. În mod particular, suprafețele exterioare ale conductelor sunt afectate de influența solului și a curenților rătăciți.

În interior, coroziunea depinde de proprietățile mediului. Dacă este un gaz, trebuie să fie curățat temeinic de umiditate și substanțe corozive: hidrogen sulfurat, oxigen etc.

Principiul de funcționare

Obiectivele procesului de coroziune electrochimică sunt mediul, metalul și interfețele dintre ele. Mediul, care este, de obicei, sol umed sau apă, are o conductivitate electrică bună. O reacție electrochimică apare la interfața dintre ea și structura metalică. Dacă curentul este pozitiv (electrodul anodic), ionii de fier trec în soluția înconjurătoare, ceea ce duce la pierderea masei metalului. Reacția provoacă coroziune. Cu un curent negativ (electrod catodic), aceste pierderi nu sunt prezente, deoarece electronii trec în soluție. Metoda este utilizată în galvanizare pentru acoperirea metalelor neferoase pe oțel.

Protecția catodică la coroziune se realizează atunci când se aplică un potențial negativ obiectului din fier.

În acest scop, un electrod anod este plasat în sol și un potențial pozitiv este conectat la acesta de la sursa de alimentare. Minusul este aplicat obiectului protejat. Protecția catodico-anodică duce la distrugerea activă a corodării doar a electrodului anodic. Prin urmare, ar trebui să se schimbe periodic.

Efect negativ al coroziunii electrochimice

Corodarea structurilor poate să apară datorită acțiunii curenților de dispersie care cad din alte sisteme. Ele sunt utile pentru obiectele țintă, dar provoacă daune semnificative structurilor din apropiere. Curenții rătăciți se pot întinde de la șinele transportului electrificat. Ele trec în direcția stației și cad pe conducte. La ieșirea din ele se formează zone anodice, provocând coroziune intensă. Pentru protecție, se utilizează drenaj electric - o atingere specială a curenților de la conducte la sursa lor. Este posibil și aici protecția catodică a conductelor împotriva coroziunii. Pentru a face acest lucru, este necesar să cunoaștem magnitudinea curenților vagabonzi, măsurați cu dispozitive speciale.

Pe baza rezultatelor măsurătorilor electrice, se alege metoda de protecție a conductei de gaz. Un mijloc universal este un mod pasiv izolație de țevi de la contactul cu solul cu ajutorul acoperirilor izolatoare. Protecția catodică a unei conducte de gaz este o metodă activă.

Protecția conductelor

Structurile din pământ sunt protejate de coroziune prin atașarea la ele a unei surse minus DC și plus la electrozi anodici îngropați în sol. Curentul va merge la design, protejându-l de coroziune. Astfel, se face protecția catodică a conductelor, a rezervoarelor sau a conductelor în pământ.

Electrodul de anod va fi distrus și trebuie schimbat periodic. Pentru un rezervor plin cu apă, electrozii sunt plasați în interior. În acest caz, lichidul va fi un electrolit, prin care curentul va curge de la anozi la suprafața containerului. Electrozi sunt bine controlate și ușor de înlocuit. În pământ, acest lucru este mai greu de făcut.

Alimentare

În apropierea rețelelor de conducte de petrol și gaze, încălzire și alimentare cu apă, care necesită o protecție catodică, să stabilească stații de la care se aplică o tensiune la obiecte. Dacă sunt plasate în aer liber, gradul de protecție a acestora trebuie să fie cel puțin IP34. Potrivit pentru camere uscate.

Stațiile pentru protecția catodică a conductelor de gaz și a altor structuri mari au o putere cuprinsă între 1 și 10 kW.

Parametrii energetici depind în primul rând de următorii factori:

• rezistența dintre sol și anod;
• conductivitatea electrică a solului;
• lungimea zonei de protecție;
• acționarea izolatoare a învelișului.

În mod tradițional, convertorul de protecție catodică este o instalație de transformare. Acum este înlocuit de un invertor, care are dimensiuni mai mici, o stabilitate mai bună a curentului și o economie mai mare. În zonele importante, instalați controlori care au funcții pentru reglarea curentului și a tensiunii, potențiale egale de protecție etc.

Echipamentul este prezentat pe piață în diferite variante. Pentru nevoi specifice, design individual, oferind cele mai bune condiții de funcționare.

Parametrii sursei curente

Pentru a proteja împotriva coroziunii fierului, potențialul de protecție este de 0,44 V. În practică, ar trebui să fie mai mult datorită influenței incluziunilor și stării suprafeței metalice. Valoarea maximă este de 1 V. În prezența acoperirilor pe metal, curentul dintre electrozi este de 0,05 mA / m². Dacă izolația este întreruptă, crește la 10 mA / m².

Protecția catodică este eficientă în combinație cu alte metode, deoarece se consumă mai puțină energie. Dacă pe suprafața structurii există un strat de vopsea, numai locurile în care este perturbată sunt protejate electrochimic.

Caracteristici ale protecției catodice

1. Sursele de alimentare sunt stații sau generatoare mobile.
2. Localizarea comutatoarelor de împământare anodică depinde de conductele specifice. Metoda de aranjare poate fi distribuită sau concentrată și poate fi localizată și la diferite adâncimi.
3. Materialul anodic este ales cu o solubilitate scăzută pentru a fi suficient timp de 15 ani.
4. Se calculează potențialul câmpului de protecție pentru fiecare conductă. Nu este reglementată dacă nu există acoperiri protectoare pe structuri.

Cerințele standard ale Gazprom pentru protecția catodică

• Acțiune în timpul duratei de viață a echipamentului de protecție.
• Protecție împotriva supratensiunii atmosferice.
• Plasarea postului în blocuri sau în vandalismul autonom.
• Ancorarea anodică este selectată în zonele cu rezistență electrică minimă la sol.
• Caracteristicile convertorului sunt alese luând în considerare îmbătrânirea stratului de protecție al conductei.

Protecția protectorului

Metoda este un fel de protecție catodică prin conectarea electrozilor dintr-un metal mai electronegativ printr-un mediu conductiv electric. Diferența este în absența unei surse de energie. Protectorul se corodează pe sine, dizolvându-se într-un mediu conductiv din punct de vedere electric.

Câțiva ani mai târziu, anodul ar trebui înlocuit, deoarece este produs.

Efectul de la anod crește odată cu scăderea rezistenței sale tranzitorii cu mediul. În timp, acesta poate fi acoperit cu un strat coroziv. Aceasta duce la o defecțiune a contactului electric. Dacă anodul este plasat într-un amestec de săruri, care dizolvă produsele de coroziune, eficiența crește.

Efectul benzii de rulare este limitat. Intervalul de acțiune este determinat de rezistența electrică a mediului și de diferența de potențial dintre anod și catod.

Protecția protectorului este folosită în absența surselor de energie sau atunci când utilizarea lor este impracticabilă din punct de vedere economic. De asemenea, este dezavantajoasă atunci când este utilizată în medii acide datorită ratei ridicate de dizolvare a anodelor. Protectoarele sunt instalate în apă, în sol sau într-un mediu neutru. Anodii din metale pure nu de obicei. Dizolvarea zincului are loc neuniform, magneziul corrodes prea repede și se formează un film puternic de oxizi pe aluminiu.

Materiale de protectie

Protectoarele au proprietățile de performanță necesare, sunt fabricate din aliaje cu următorii aditivi de aliere.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - protecția echipamentului în apa de mare.
• Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (procentaj);
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - protecția structurilor mici în sol sau în apă cu o concentrație scăzută de săruri.

Folosirea incorectă a anumitor tipuri de protectori duce la consecințe negative. Anozii din magneziu pot provoca crăparea echipamentului datorită dezvoltării fragilității cu hidrogen.

Protecția protecției benzilor de rulare cu acoperiri anticorozive mărește eficiența.

Distribuția curentului de protecție se îmbunătățește, iar anodurile sunt necesare în mod semnificativ mai puțin. Un anod de magneziu protejează conducta acoperită cu bitum la o lungime de 8 km și fără acoperire - doar 30 m.

Protejarea corpurilor auto de coroziune

Prin încălcarea stratului de acoperire, grosimea corpului mașinii poate scădea de la 5 ani la 1 mm, adică prin rugină. Refacerea stratului protector este importantă, dar în afară de acesta există o modalitate de a opri complet procesul de coroziune cu ajutorul protecției catodice. Dacă transformați corpul într-un catod, coroziunea metalului se oprește. Anodii pot fi orice suprafețe conductive situate lângă: plăci metalice, bucla de pământ, carcasa garajului, suprafața umedă a drumului. Eficiența protecției crește odată cu creșterea zonei anodice. Dacă anodul este o suprafață a drumului, se utilizează o "coadă" de cauciuc metalizat pentru ao contacta. Este așezat în fața roților pentru a obține o pulverizare mai bună. "Coada" este izolată din corp.

Anodul este conectat plus o baterie printr-un rezistor de 1 kΩ și un LED în serie conectat la acesta. Când circuitul este închis prin anod, atunci când minusul este conectat la corp, în timpul funcționării normale, LED-ul este puțin vizibil. Dacă este puternic luminat, înseamnă că a apărut un scurtcircuit în circuit. Motivul trebuie găsit și eliminat.

Pentru a proteja circuitul în serie, trebuie instalată o siguranță.

Când mașina se află în garaj, este conectată la anodul de împământare. În timpul mișcării, conexiunea este prin "coada".

concluzie

Protecția catodică este o modalitate de a crește fiabilitatea operațională a conductelor subterane și a altor structuri. În acest caz, ar trebui să se țină seama de impactul său negativ asupra conductelor adiacente datorită influenței curenților de dispersie.