М.Иванов, д-р. n.
Корозијата на металите, особено на железото и нелегираниот челик, предизвикува голема штета на уредите и цевководите кои работат во контакт со вода и воздух. Ова доведува до намалување на работниот век на опремата и дополнително создава услови за загадување на водата со производи од корозија.
Можете да се претплатите на статии на
Како што знаете, корозијата е електрохемиски процес во кој металот се оксидира, односно враќањето на неговите електрони од атомите. Овој процес се одвива на микроскопски дел од површината наречена анодна област. Тоа доведува до нарушување на интегритетот на металот, чии атоми влегуваат во хемиски реакции, особено активно - во присуство на атмосферски кислород и влага.
Бидејќи металите добро ја спроведуваат електричната струја, ослободените електрони слободно течат во друг микроскопски регион, каде што реакциите на редукција се одвиваат во присуство на вода и кислород. Овој регион се нарекува катоден регион.
Електрохемиската корозија може да се спротивстави со примена на напон од надворешен извор на еднонасочна струја за да се префрли потенцијалот на металната електрода до вредности во кои не се јавува процесот на корозија.
Врз основа на ова се изградени системи за катодна заштита за подземни цевководи, резервоари и други метални конструкции. Доколку се примени електричен потенцијал на металот што треба да се заштити, таквите потенцијални вредности се поставуваат на целата површина на металната конструкција при која може да се случат само редуктивни катодни процеси: на пример, металните катјони ќе прифатат електрони и ќе се претворат во јони на пониска состојба на оксидација или неутрални атоми.
Технички, методот на катодна заштита на металите се изведува на следниов начин ( оризот. 1). На заштитената метална конструкција се испорачува жица, на пример челичен цевковод, кој е поврзан со негативниот пол на катодната станица, како резултат на што цевководот станува катода. На одредено растојание од металната конструкција, во земјата се наоѓа електрода, која со жица е поврзана со позитивниот пол и станува анода. Потенцијалната разлика помеѓу катодата и анодата е создадена на таков начин што целосно да се исклучи појавата на оксидативни процеси на заштитената структура. Во овој случај, слабите струи ќе течат низ влажната почва помеѓу катодата и анодата во колоната на почвата. Ефективната заштита бара поставување на повеќе анодни електроди по целата должина на цевководот. Ако е можно да се намали потенцијалната разлика помеѓу заштитената структура и почвата на 0,85-1,2 V, тогаш стапката на корозија на цевководот се намалува на значително ниски вредности.
Значи, системот за катодна заштита вклучува постојан извор на електрична струја, контролна и мерна точка и анодна заземјување. Вообичаено, станицата за катодна заштита се состои од AC трансформатор и диоден исправувач. Како по правило, се напојува од мрежа од 220 V; има и станици кои се напојуваат со високонапонски водови (6-10 kV).
За ефективна работа на катодната станица, потенцијалната разлика помеѓу катодата и анодата создадена од неа мора да биде најмалку 0,75 V. Во некои случаи, за успешна заштита, доволни се околу 0,3 V. Во исто време, номиналните вредности на излезната струја и излезен напон. Значи, обично номиналниот излезен напон на станиците е од 20 до 48 V. Со големо растојание помеѓу анодата и заштитениот објект, потребната вредност на излезниот напон на станицата достигнува 200 V.
Како аноди се користат помошни инертни електроди. Анодните прекинувачи за заземјување, на пример, моделот AZM-3X произведен од CJSC Katod (населба Развилка, Московски регион), се одлеаноци направени од легура отпорна на корозија, опремена со специјална жица со бакарно јадро во армирана изолација, како и запечатен чаур за поврзување со кабелот на главната станица за катодна заштита. Најрационално е да се користат заземјувачки електроди во средини со висока и средна корозивна активност со отпорност на почвата до 100 Ohm.m. За оптимална распределба на јачината на полето и густината на струјата над куќиштето на опремата, се поставуваат специјални екрани околу анодите во форма на насип од јаглен или кокс.
За да се процени ефикасноста на станицата за катодна заштита, потребен е систем кој се состои од мерна електрода и референтна електрода и е главен дел од контролната и мерната точка. Врз основа на отчитувањата на овие електроди, се врши регулирање на потенцијалната разлика на катодната заштита.
Мерните електроди се направени од високолегиран челик, силициумско леано железо, платинизиран месинг или бронза, како и бакар. Референтни електроди - сребро хлорид или сулфат бакар. Според нивниот дизајн, референтните електроди можат да бидат потопени или далечински. Составот на растворот што се користи во нив треба да биде близок до составот на околината, од чии штетни ефекти се бара заштита на опремата.
Забележителни се биметалличните референтни електроди со долго дејство од типот EDB, развиени од VNIIGAZ (Москва). Тие се дизајнирани да ја измерат потенцијалната разлика помеѓу подземен метален објект (вклучувајќи цевковод) и земјата за да ја контролираат станицата за катодна заштита во автоматски режим под услови на големо оптоварување и на значителна длабочина, односно каде што другите електроди не можат да обезбедат постојано одржување на даден потенцијал.
Опремата за катодна заштита се испорачува главно од домашни производители. Значи, гореспоменатиот АД „Катод“ ја нуди станицата „Минерва-3000“ ( оризот. 2), дизајниран да ги заштити главните водоводни мрежи. Неговата номинална излезна моќност е 3,0 kW, излезниот напон е 96 V, а заштитната струја е 30 A. Точноста на одржување на заштитниот потенцијал и сегашната вредност е соодветно 1 и 2%. Вредност на бранување - не повеќе од 1%.
Друг руски производител, АД Енергомера (Ставропол), испорачува модули од марките MKZ-M12, PNKZ-PPCh-M10 и PN-OPE-M11, кои обезбедуваат ефикасна катодна заштита на подземните метални конструкции во области со висока опасност од корозија. Модулот MKZ-M12 има номинална струја од 15 или 20 А; номинален излезен напон - 24 V. За моделите MKZ-M12-15-24-U2, излезниот напон е 30 V. Точноста на одржување на заштитниот потенцијал достигнува ± 0,5%, поставената струја е ± 1%. Техничкиот ресурс е 100 илјади часа, а работниот век е најмалку 20 години.
ДОО „Електроник Технолоџис“ (Твер) нуди станици за катодна заштита „Тверца“ ( оризот. 3), опремен со вграден микропроцесор и телемеханички систем за далечинско управување. Контролните и мерните точки се опремени со неполаризирачки долгорочни референтни електроди со електрохемиски потенцијални сензори кои ги мерат потенцијалите на поларизација на цевководот. Овие станици, исто така, вклучуваат прилагодлив извор на катодна струја и блок од сензори за електрични параметри на колото, кој е поврзан преку контролер со уред за далечински пристап. Трансформаторот на оваа станица е направен врз основа на феритни јадра од типот Epcos. Се користи и систем за контрола на конверторот на напон заснован на микроколо UCC 2808A.
Компанијата „Курс-ОП“ (Москва) произведува станици за катодна заштита „Елкон“, чиј излезен напон варира во опсег од 30 до 96 V, а излезната струја - во опсег од 20 до 60 А. Излезен напон бранување - не повеќе од 2% ... Овие станици се дизајнирани да ги заштитат единечните линии од корозија на почвата и со употреба на заедничка заштитна единица и повеќелиниски цевководи во области без залутани струи во умерена клима (од -45 до +40 ° C). Станиците вклучуваат еднофазен енергетски трансформатор, конвертор со чекор контролиран излезен напон, високонапонска опрема, рачно управуван двополен исклучувач и одводници на пренапони.
Може да се забележат и инсталациите за катодна заштита на серијата NGK-IPKZ произведени од ООО NPF Neftegazkompleks EKhZ (Саратов), чија максимална излезна струја е 20 или 100 А, а номиналниот излезен напон е 48 V.
Еден од добавувачите на станици за катодна заштита од земјите на ЗНД е фирмата "Hoffman Electric Technologies" (Харков, Украина), која нуди опрема за електрохемиска заштита од корозија на почвата на главните цевководи.
Електрохемиска заштита- ефикасен начин за заштита на готовите производи од електрохемиска корозија. Во некои случаи, невозможно е да се обнови бојата или заштитниот материјал за обвивка, тогаш препорачливо е да се користи електрохемиска заштита. Облогата на подземен гасовод или дното на морскиот брод е многу макотрпна и скапа за обновување, понекогаш тоа е едноставно невозможно. Електрохемиската заштита сигурно го штити производот од, спречувајќи уништување на подземни цевководи, дното на бродовите, разни резервоари итн.
Електрохемиска заштита се користи во случаи кога потенцијалот за слободна корозија е во областа на интензивно растворање на основниот метал или повторно пасивирање. Оние. кога има интензивно уништување на металната конструкција.
Суштината на електрохемиската заштита
Директна струја (извор или заштитник на еднонасочна струја) е поврзана со готовиот метален производ однадвор. Електричната струја на површината на заштитениот производ создава катодна поларизација на електродите од микрогалвански парови. Резултатот од ова е дека анодните области на металната површина стануваат катодни. И поради ефектот на корозивна средина, не е уништен металот на структурата, туку анодата.
Во зависност од тоа во која насока (позитивна или негативна) се поместува потенцијалот на металот, електрохемиската заштита се дели на анодна и катодна.
Катодна заштита од корозија
Катодната електрохемиска заштита од корозија се користи кога заштитениот метал не е подложен на пасивација. Ова е еден од главните видови на метална заштита од корозија. Суштината на катодната заштита се состои во нанесување на производот надворешна струја од негативниот пол, што ги поларизира катодните области на корозивни елементи, доближувајќи ја потенцијалната вредност до анодните. Позитивниот пол на тековниот извор е поврзан со анодата. Во овој случај, корозијата на заштитената структура е речиси сведена на нула. Анодата постепено се уништува и мора периодично да се менува.
Постојат неколку опции за катодна заштита: поларизација од надворешен извор на електрична струја; намалување на брзината на катодниот процес (на пример, деаерација на електролитот); контакт со метал, кој има повеќе електронегативен потенцијал за слободна корозија во оваа средина (т.н. заштитна заштита).
Поларизацијата од надворешен извор на електрична струја се користи многу често за заштита на структурите лоцирани во почвата, водата (дното на бродовите итн.). Дополнително, овој тип на заштита од корозија се користи за цинк, калај, алуминиум и неговите легури, титаниум, бакар и неговите легури, олово, како и легирани челици со висока содржина на хром, јаглерод (и низок и високолегиран).
Надворешниот извор на струја е станицата за катодна заштита, која се состои од исправувач (конвертер), струјно напојување на заштитената конструкција, анодни заземјувачки прекинувачи, референтна електрода и аноден кабел.
Катодната заштита се користи како независен и дополнителен тип на заштита од корозија.
Главниот критериум според кој може да се суди за ефективноста на катодната заштита е заштитен потенцијал... Заштитниот потенцијал се нарекува потенцијал при кој стапката на корозија на металот под одредени услови на животната средина ја зема најниската (колку што е можно) вредност.
Постојат недостатоци за користење на катодна заштита. Еден од нив е опасност повторно одбрани... Презаштита се забележува со големо поместување на потенцијалот на заштитениот објект во негативна насока. Во исто време се издвојува. Резултатот е уништување на заштитните облоги, водородната кршливост на металот и пукање од корозија.
Заштита на шарите (апликација на шарите)
Еден вид катодна заштита е заштитна. При користење на заштитна заштита, метал со повеќе електронегативен потенцијал се поврзува со заштитениот предмет. Во овој случај, не е уништена структурата, туку заштитникот. Со текот на времето, шарата се кородира и мора да се замени со нова.
Заштитата на шарата е ефикасна во случаи кога има мала отпорност на контакт помеѓу шарата и околината.
Секој заштитник има свој радиус на заштитно дејство, што се одредува според максималното можно растојание до кое може да се отстрани заштитникот без да се изгуби заштитниот ефект. Заштитната заштита се користи најчесто кога е невозможно или тешко и скапо да се напојува струја на конструкцијата.
Заштитниците се користат за заштита на структури во неутрални средини (морска или речна вода, воздух, почва, итн.).
За производство на заштитници се користат следниве метали: магнезиум, цинк, железо, алуминиум. Чистите метали не ги исполнуваат целосно своите заштитни функции, затоа, во производството на заштитници, тие се дополнително легирани.
Заштитниците од железо се направени од јаглероден челик или чисто железо.
Заштитници од цинк
Заштитниците од цинк содржат околу 0,001 - 0,005% олово, бакар и железо, 0,1 - 0,5% алуминиум и 0,025 - 0,15% кадмиум. Цинк проекторите се користат за заштита на производите од морска корозија (во солена вода). Ако заштитникот од цинк се користи во малку солена, свежа вода или почви, тој брзо се покрива со дебел слој оксиди и хидроксиди.
Заштитник од магнезиум
Легурите за производство на заштитници од магнезиум се легирани со 2 - 5% цинк и 5 - 7% алуминиум. Количината на бакар, олово, железо, силициум, никел во легурата не треба да надминува десетини и стотинки од процентот.
Заштитник од магнезиум се користи во малку солени, свежи води, почви. Заштитникот се користи во средини каде што заштитниците од цинк и алуминиум се неефикасни. Важен аспект е тоа што заштитниците од магнезиум мора да се користат во средина со pH од 9,5 - 10,5. Ова се должи на високата стапка на растворање на магнезиумот и формирањето на слабо растворливи соединенија на неговата површина.
Заштитникот од магнезиум е опасен затоа што е причина за кршливост на водород и напукнување на конструкциите поради корозија од стрес.
Алуминиумски заштитници
Алуминиумските заштитници содржат адитиви кои го спречуваат создавањето на алуминиумски оксиди. Во таквите заштитници се внесуваат до 8% цинк, до 5% магнезиум и десетини-стотинки силициум, кадмиум, индиум, талиум. Алуминиумските заштитници се користат во крајбрежната полица и протечната морска вода.
Заштита од анодна корозија
Анодната електрохемиска заштита се користи за конструкции направени од титаниум, не'рѓосувачки нисколегиран, јаглеродни челици, високолегирани црни легури и различни пасивирани метали. Анодната заштита се користи во високопроводливи корозивни средини.
Со анодна заштита, потенцијалот на заштитениот метал се префрла на попозитивна страна додека не се постигне пасивна стабилна состојба на системот. Предностите на анодната електрохемиска заштита не се само многу значително забавување на стапката на корозија, туку и фактот што производите од корозија не влегуваат во производот и околината.
Анодната заштита може да се имплементира на неколку начини: со поместување на потенцијалот на позитивна страна со помош на надворешен извор на електрична струја или со внесување оксиданти (или елементи во легура) во корозивниот медиум, што ја зголемува ефикасноста на катодниот процес на металот. површина.
Анодската заштита со употреба на оксиданти со заштитниот механизам е слична на анодната поларизација.
Доколку се користат пасивирачки инхибитори со оксидирачки својства, тогаш заштитената површина поминува во пасивна состојба под дејство на генерираната струја. Тие вклучуваат дихромати, нитрати, итн. Но, тие ја загадуваат технолошката средина доста силно.
Кога во легурата се внесуваат адитиви (главно легирање со благороден метал), реакцијата на редукција на деполаризаторите што се одвиваат на катодата продолжува со помал пренапон отколку на заштитениот метал.
Ако електричната струја се протне низ заштитената структура, потенцијалот се поместува во позитивна насока.
Инсталацијата за анодна електрохемиска заштита од корозија се состои од надворешен извор на струја, референтна електрода, катода и самиот заштитен објект.
За да се открие дали е можно да се примени анодна електрохемиска заштита за одреден објект, земени се криви на анодна поларизација, со кои може да се утврди потенцијалот на корозија на конструкцијата што се проучува во одредена корозивна средина, плоштината на стабилна пасивност и густината на струјата во оваа област.
За производство на катоди, се користат нискорастворливи метали, како што се високолегирани нерѓосувачки челици, тантал, никел, олово и платина.
За да може анодната електрохемиска заштита да биде ефикасна во одредена средина, неопходно е да се користат лесно пасивливи метали и легури, референтната електрода и катодата мора постојано да бидат во раствор, а елементите за поврзување се со висок квалитет.
За секој случај на анодна заштита, распоредот на катодата е дизајниран поединечно.
За да може анодната заштита да биде ефикасна за одреден објект, неопходно е да исполнува одредени барања:
Сите завари мора да бидат со добар квалитет;
Во технолошка средина, материјалот од кој е направен заштитениот објект мора да премине во пасивна состојба;
Бројот на воздушни џебови и пукнатини треба да се сведе на минимум;
На структурата не треба да има заковани споеви;
Во заштитениот уред, референтната електрода и катодата мора секогаш да бидат во раствор.
За спроведување на анодна заштита во хемиската индустрија, често се користат разменувачи на топлина и инсталации со цилиндрична форма.
Електрохемиска анодна заштита на нерѓосувачки челици е применлива за индустриско складирање на сулфурна киселина, раствори на база на амонијак, минерални ѓубрива, како и сите видови колектори, резервоари, мерни резервоари.
Анодната заштита може да се користи и за да се спречи оштетување од корозија на хемиски никелови бањи, разменувачи на топлина во производството на вештачки влакна и сулфурна киселина.
Цевководите се убедливо најчестото средство за транспорт на енергетските носачи. Нивниот очигледен недостаток е нивната подложност на формирање на 'рѓа. За ова се врши катодна заштита на главните цевководи од корозија. Кој е неговиот принцип на дејствување?
Причини за корозија
Гасоводите за одржување на животот се шират низ цела Русија. Со нивна помош ефикасно се транспортираат гасот, водата, нафтените продукти и нафтата. Не толку одамна беа поставени цевководи за транспорт на амонијак. Повеќето видови на цевководи се направени од метал, а нивниот главен непријател е корозијата, од која има многу видови.
Причините за формирање на 'рѓа на металните површини се засноваат на својствата на околината, и надворешната и внатрешната корозија на цевководите. Ризикот од корозија за внатрешните површини се заснова на:
- Интеракција со вода.
- Присуство на алкалии, соли или киселини во водата.
Вакви околности може да се појават на главните водоводни цевководи, снабдувањето со топла вода (DHW), пареата и системите за греење. Подеднакво важен фактор е начинот на поставување на цевководот: надземен или подземен. Првиот е полесен за одржување и елиминирање на причините за формирање на 'рѓа, во споредба со вториот.
Со методот на инсталација од цевка до цевка, ризикот од корозија е мал. Со директно поставување на цевководот на отворено, може да се формира 'рѓа од интеракцијата со атмосферата, што исто така доведува до промена на дизајнот.
Подземните цевководи, вклучувајќи пареа и топла вода, се најранливи на корозија. Се поставува прашањето за подложноста на корозија на цевките лоцирани на дното на изворите на вода, но само мал дел од цевководите се наоѓаат на овие места.
Според нивната намена, цевководите со ризик од корозија се поделени на:
- багажникот;
- комерцијални;
- за системи за греење и животна поддршка на населението;
- за отпадни води од индустриски постројки.
Подложност на корозија на магистралните цевководни мрежи
Корозијата на овој тип на цевководи е најдобро проучена, а нивната заштита од надворешни фактори се одредува со стандардни барања. Регулаторните документи ги разгледуваат методите на заштита, а не причините врз основа на кои се јавува формирање на 'рѓа.
Подеднакво е важно да се земе предвид дека во овој случај се зема предвид само надворешната корозија, на која е изложен надворешниот дел од цевководот, бидејќи инертни гасови минуваат внатре во цевководот. Контактирањето на металот со атмосферата во овој случај не е толку опасно.
За заштита од корозија, според ГОСТ, се разгледуваат неколку делови од цевководот: зголемена и висока опасност, како и опасна од корозија.
Влијание на негативните фактори од атмосферата за области со висок ризик или видови на корозија:
- Од извори на директна струја, појава на заскитани струи.
- Изложеност на микроорганизми.
- Создадениот стрес предизвикува пукање на металот.
- Складирање отпад.
- Солени почви.
- Температурата на транспортираната супстанција е над 300 ° C.
- Јаглерод диоксид корозија на нафтоводот.
Инсталатер за заштита на подземни цевководи од корозија мора да го знае дизајнот на цевководот и барањата на SNiP.
Електрохемиска корозија од почвата
Поради разликата во напоните формирани во одделни делови на цевководите, се јавува проток на електрони. Процесот на формирање на 'рѓа се случува според електрохемискиот принцип. Врз основа на овој ефект, дел од металот во анодните зони пука и се влева во основата на почвата. Корозија се формира по интеракција со електролит.
Еден од важните критериуми за обезбедување заштита од негативни манифестации е должината на линијата. На патот има почви со различен состав и карактеристики. Сето ова придонесува за појава на напонска разлика помеѓу деловите на поставените цевководи. Линиите имаат добра спроводливост, затоа, галванските парови се формираат со доволно долга должина.
Зголемувањето на стапката на корозија на цевководот предизвикува висока густина на флукс на електрони. Не помалку важно е длабочината на локацијата на автопатите, бидејќи на неа останува значителен процент на влажност, а температурата, која е под ознаката „0“, не се ослободува. По обработката, на површината на цевките остануваат и мелнички бигор, а тоа влијае на појавата на 'рѓа.
Преку истражувачката работа, воспоставена е директна врска помеѓу длабочината и површината на формираната 'рѓа на металот. Ова се заснова на фактот дека метал со поголема површина е најранлив на надворешни негативни манифестации. Посебни случаи вклучуваат манифестација на значително помали количества штета предизвикана од електрохемискиот процес на челични конструкции.
Агресивноста на почвите кон металот, пред сè, се определува од нивната сопствена структурна компонента, влажност, отпорност, заситеност со алкалии, пропустливост на воздухот и други фактори. Инсталатер за заштита на подземни цевководи од корозија треба да биде запознаен со проектот за изградба на цевководот.
Корозија поради заскитани струи
Рѓата може да настане од наизменични и постојани текови на електрони:
- Формирање на 'рѓа поради постојана струја. Залутаните струи се струи во почвата и во структурните елементи лоцирани под земја. Нивното потекло е антропогено. Тие произлегуваат како резултат на работата на технички уреди со директна струја, кои се шират од згради или конструкции. Тие можат да бидат инвертери за заварување, катодни системи за заштита и други уреди. Струјата има тенденција да се движи по патеката со најмал отпор, како резултат на тоа, со достапните цевководи во земјата, ќе биде многу полесно струјата да помине низ металот. Анодата е дел од цевководот од кој залутаната струја тече до површината на почвата. Делот од цевководот во кој влегува струјата делува како катода. На опишаните анодни површини, струите имаат зголемена густина, затоа, на овие места се формираат значителни точки на корозија. Стапката на корозија не е ограничена и може да биде до 20 mm годишно.
- Рѓосување предизвикано од наизменична струја. Кога се наоѓа во близина на електричната мрежа на далноводи со мрежен напон од повеќе од 110 kV, како и паралелно уредување на цевководи под влијание на наизменичните струи, се формира корозија, вклучително и корозија под изолацијата на цевководите.
Напукнување со корозија од стрес
Ако на металната површина истовремено влијаат надворешни негативни фактори и висок напон од далноводот, што создава сили на истегнување, тогаш ќе се формира 'рѓа. Според спроведеното истражување, своето место го зазеде новата теорија за водород-корозија.
Мали пукнатини се формираат кога цевката е заситена со водород, што потоа обезбедува зголемување на притисокот одвнатре до индикатори повисоки од поставениот еквивалент на врската помеѓу атомите и кристалите.
Под влијание на дифузија на протон, површинскиот слој се хидрогенизира под влијание на хидролиза при зголемени нивоа на катодна заштита и истовремено дејство на неоргански соединенија.
По отворањето на пукнатината, процесот на рѓосување на металот се забрзува, што го обезбедува електролитот на почвата. Како резултат на тоа, под влијание на механички влијанија, металот се подложува на бавно уништување.
Корозија предизвикана од микроорганизми
Микробиолошка корозија е процес на формирање на 'рѓа на цевководот под влијание на живи микроорганизми. Може да бидат алги, габи, бактерии, вклучително и протозои. Утврдено е дека репродукцијата на бактерии најзначајно влијае на овој процес. За одржување на виталната активност на микроорганизмите, неопходно е да се создадат услови, имено, потребен е азот, влага, вода и сол. Исто така услови како што се:
- Индикатори за температура и влажност.
- Притисок.
- Присуство на осветлување.
- Кислород.
Кога се ослободува киселост, организмите исто така може да предизвикаат корозија. Под нивно влијание на површината се појавуваат шуплини кои имаат црна боја и непријатен мирис на водород сулфид. Бактериите кои содржат сулфати се присутни во речиси сите почви, но стапката на корозија се зголемува со зголемување на нивниот број.
Што е електрохемиска заштита
Електрохемиска заштита од корозија на цевководи е збир на мерки насочени кон спречување на развој на корозија под влијание на електрично поле. За конвертирање на директна струја, се користат специјализирани исправувачи.
Заштитата од корозија се врши со создавање на електромагнетно поле, како резултат на што се стекнува негативен потенцијал или локацијата игра улога на катода. Тоа е, дел од челични цевководи, заштитен од формирање на 'рѓа, добива негативен полнеж, а заземјувањето - позитивно.
Катодната заштита на цевководите од корозија е придружена со електролитичка заштита со доволна спроводливост на медиумот. Оваа функција ја врши почвата при поставување на подземни метални автопати. Електродите се контактираат преку спроводливи елементи.
Индикаторот за одредување индикатори за корозија е високонапонски волтметар или сензор за корозија. Со помош на овој уред се контролира индикаторот помеѓу електролитот и земјата, специјално за овој случај.
Како се класифицира електрохемиската заштита
Корозијата и заштитата на главните цевководи и резервоарите од неа се контролираат на два начина:
- Извор од струјата се доставува до металната површина. Овој дел добива негативен полнеж, односно игра улога на катода. Анодите се инертни електроди кои немаат никаква врска со дизајнот. Овој метод се смета за најчест и не се јавува галванска корозија. Оваа техника е насочена кон спречување на следниве видови на корозија: дупчење, поради присуството на залутани струи, кристален тип на нерѓосувачки челик, како и пукање на месинг елементи.
- Метод на галванизација. Заштитата на главните цевководи или заштитната заштита се врши со метални плочи со високи стапки на негативни полнежи, изработени од алуминиум, цинк, магнезиум или нивни легури. Анодите се два елементи, таканаречени инхибитори, додека бавното уништување на заштитникот помага да се одржи катодната струја во производот. Заштитната заштита се користи исклучително ретко. ECP се изведува на изолациониот слој на цевководи.
За карактеристиките на електрохемиската заштита
Главната причина за уништување на цевководи е резултат на корозија на метални површини. По формирањето на 'рѓа, тие формираат пукнатини, пукнатини, шуплини, кои постепено се зголемуваат во големина и придонесуваат за кинење на цевководот. Овој феномен се јавува почесто на автопатите поставени под земја или во контакт со подземните води.
Принципот на дејство на катодната заштита се заснова на создавање на напонска разлика и дејство со двата методи опишани погоре. По мерните операции извршени директно на локацијата на цевководот, беше откриено дека потребниот потенцијал, кој го забавува процесот на уништување, треба да биде 0,85 V, а за подземните елементи оваа вредност е 0,55 V.
За да се забави стапката на корозија, катодниот напон треба да се намали за 0,3V. Во оваа ситуација, стапката на корозија нема да надмине 10 микрони годишно, а тоа значително ќе го продолжи работниот век на техничките уреди.
Еден од значајните проблеми е присуството на залутани струи во земјата. Таквите струи произлегуваат од заземјување на згради, конструкции, железнички пруги и други уреди. Згора на тоа, невозможно е да се направи точна проценка каде можат да се појават.
За да се создаде деструктивен ефект, доволно е да се наполнат челичните цевководи со позитивен потенцијал во однос на електролитичкото опкружување, тие вклучуваат автопати поставени во земјата.
За да се обезбеди струја на колото, неопходно е да се напојува надворешен напон, чии параметри ќе бидат доволни за да се пробие отпорот на основата на почвата.
Како по правило, таквите извори се далноводи со моќност од 6 до 10 kW. Ако не може да се испорача електрична енергија, може да се користат дизел или гасни генератори. Инсталатер за заштита на подземни цевководи од корозија мора да биде запознаен со дизајнерските решенија пред да ја изврши работата.
Катодна заштита
За да се намали процентот на 'рѓа на површината на цевките, се користат станици за заштита на електроди:
- Анода, изработена во форма на заземјувачки проводници.
- Конвертори на постојан електронски флукс.
- Опрема на контролната точка на процесот и контрола на овој процес.
- Приклучоци за кабли и жици.
Станиците за катодна заштита се доста ефикасни, кога директно се поврзани со далновод или генератор, тие обезбедуваат инхибиторен ефект на струите. Во исто време, се обезбедува заштита за неколку делови од цевководот во исто време. Параметрите се прилагодуваат рачно или автоматски. Во првиот случај се користат намотки на трансформаторот, а во вториот тиристори.
Најчеста на територијата на Русија е високотехнолошката инсталација - Minera-3000. Неговиот капацитет е доволен за заштита на 30.000 метри автопатишта.
Предности на техничкиот уред:
- карактеристики со висока моќност;
- ажурирање на режимот на работа по преоптоварувања во четвртина минута;
- со помош на дигитална регулација, се врши контрола на работните параметри;
- затегнатост на високо критичните врски;
- поврзување на уредот со далечинско управување на процесот.
Се користат и ASKG-TM, иако нивната моќност е мала, нивното опремување со телеметриски комплекс или далечински управувач им овозможува да бидат не помалку популарни.
Дијаграмот на изолационата линија на водоводот или гасоводот мора да биде на местото на работа.
Видео: катодна заштита од корозија - што се случува и како се изведува?
Заштита од корозија со уредување на дренажа
Монтерот за заштита на подземните цевководи од корозија мора да биде запознаен со уредот за одводнување. Таквата заштита од формирање на 'рѓа на цевководи од залутани струи е обезбедена со уред за одводнување неопходен за одводнување на овие струи во друга област на земјата. Вкупно има неколку опции за одводнување.
Сорти на извршување:
- Погубен под земја.
- Директно.
- Со поларитети.
- Засилени.
При спроведување на земјена дренажа, електродите се инсталираат на анодните зони. За да се обезбеди права линија за одвод, се прави електричен скокач, поврзувајќи го цевководот со негативниот пол од тековни извори, на пример, заземјување од станбена зграда.
Поларизираната дренажа има еднонасочна спроводливост, односно кога се појавува позитивно полнење на јамката за заземјување, таа автоматски се исклучува. Засилено одводнување функционира од конвертор на струја, кој дополнително е поврзан со електричното коло, што го подобрува отстранувањето на заскитаните струи од водот.
Додатокот за корозија на цевководот се врши со пресметка, според РД.
Дополнително, се користи заштита од инхибитори, односно се користи специјален состав на цевките за заштита од агресивни медиуми. Стоечка корозија настанува кога опремата на котелот е во мирување долго време, за да не се случи тоа, потребно е одржување на опремата.
Инженерот за заштита на подземни цевководи од корозија мора да има знаења и вештини, обучен за Правилата и периодично да подлежи на лекарски преглед и да полага испити во присуство на инспектор од Ростехнадзор.
Зачувувањето на металот од корозија со наметнување на надворешна директна електрична струја, при што електродниот потенцијал на материјалот радикално се менува и брзината на неговата корозија се менува, се нарекува електрохемиска заштита. Сигурно ги штити површините од корозија, спречувајќи уништување на подземни резервоари, цевководи, дното на бродовите, резервоари за гас, хидраулични конструкции, гасоводи итн. Овој метод се користи во случаи кога потенцијалот на корозија е во зона на интензивно распаѓање или за време на пасивација, односно кога се случува активно уништување на метални конструкции.
Принципот на дејство на електрохемиска заштита
Извор на директна електрична струја е поврзан однадвор со металната конструкција. На површината на производот, електричната струја ја формира катодната поларизација на електродите, како резултат на што се одвива размената, а анодните делови се трансформираат во катодни. Како резултат на тоа, под влијание на корозивна средина, анодата се уништува, а не почетниот материјал. Ваквата заштита е поделена на катодна и анодна, зависи од тоа во која насока (негативна или позитивна) се поместува потенцијалот на металот.
Катодна заштита од корозија
Пример: (+0,8) Au / Fe (-0,44)
За да се зголеми стабилноста на металните делови во контакт со која било агресивна средина или кога работат под влијание на морска вода или почва, се користи катодна заштита од корозија. Во овој случај, катодната поларизација на складираниот метал се постигнува со формирање на микрогалвански пар со друг метал (алуминиум, цинк, магнезиум), намалување на брзината на катодниот процес (деаерација на електролитот) или наметнување на електрична струја од надворешен извор.
Оваа техника, по правило, се користи за зачувување на црни метали, бидејќи повеќето од предметите лоцирани во почвата и водата се направени од нив - на пример, столбови, наколни конструкции, цевководи. Овој метод нашол широка примена во машинството, во спречувањето на процесите на корозија на новите и во погонските машини, во третманот на каросеријата на автомобилот, шуплините на страничните членови, склоповите на шасијата итн. често изложени на агресивни средини.
Катодната заштита, со многу предности, сè уште има недостатоци. Еден од нив е преголемата заштита, овој феномен се забележува кога потенцијалот на складираниот производ е силно поместен во негативна насока. Резултатот е кршливост на металот, пукање од корозија на материјалот и уништување на сите заштитни облоги. Заштитната заштита е нејзин вид. При неговото користење, на зачуваниот производ се прикачува метал со негативен потенцијал (заштитник), кој последователно, зачувувајќи го предметот, се уништува.
Заштита од анодна
Пример: (-0,77) Cd / Fe (-0,44) 
Анодната заштита од метална корозија се користи за производи направени од високолегирани црни легури, јаглерод и челик отпорен на киселина, лоцирани во корозивни средини со добра електрична спроводливост. Со овој метод, потенцијалот на металот се поместува во позитивна насока додека не достигне стабилна (пасивна) состојба.
Анодната електрохемиска инсталација вклучува: извор на струја, катода, референтна електрода и складиран предмет.
За да може заштитата да биде што е можно поефикасна за која било конкретна ставка, мора да се следат одредени правила:
да се минимизира бројот на пукнатини, пукнатини и воздушни џебови;
квалитетот на заварените шевови и споеви на метални конструкции треба да биде што е можно повисок;
катодата и референтната електрода мора да се стават во растворот и да останат таму постојано
МЕТАЛНИ КОНСТРУКЦИИ“
Теоретска основа
Катодна заштита на подземни метални конструкции
Принципот на работа на катодна заштита
Кога металот доаѓа во контакт со почви кои припаѓаат на електролитски средини, се јавува процес на корозија, придружен со формирање на електрична струја и се воспоставува одреден електроден потенцијал. Вредноста на електродниот потенцијал на цевководот може да се определи со потенцијалната разлика помеѓу две електроди: цевковод и неполаризиран бакар-сулфатен елемент. Така, вредноста на потенцијалот на цевководот е разликата помеѓу неговиот електроден потенцијал и потенцијалот на референтната електрода во однос на земјата. На површината на цевководот се случуваат електродни процеси во одредена насока и стационарни промени во времето.
Стационарниот потенцијал обично се нарекува природен потенцијал, што подразбира отсуство на залутани и други индуцирани струи на цевководот.
Интеракцијата на корозивен метал со електролит е поделена на два процеса: аноден и катоден, кои се одвиваат истовремено на различни делови од интерфејсот метал-електролит.
За заштита од корозија се користи територијално одвојување на анодните и катодните процеси. На цевководот е поврзан извор на струја со дополнителна електрода за заземјување, со чија помош на цевководот се нанесува надворешна директна струја. Во овој случај, анодниот процес се одвива на дополнителна електрода за заземјување.
Катодната поларизација на подземните цевководи се врши со примена на електрично поле од надворешен DC извор. Негативниот пол на изворот на еднонасочна струја е поврзан со конструкцијата што треба да се заштити, додека цевководот е катодата во однос на земјата, вештачки создадената анодна-земјена електрода е поврзана со позитивниот пол.
Шематски дијаграм на катодна заштита е прикажан на сл. 14.1. Со катодна заштита, негативниот пол на тековниот извор 2 е поврзан со цевководот 1, а позитивниот на вештачки создадената анодна-земјена електрода 3. Кога ќе се вклучи тековниот извор, тој тече од својот пол низ анодното заземјување до земја и преку оштетените делови на изолацијата 6 до цевката. Понатаму, преку одводната точка 4 долж жица за поврзување 5, струјата повторно се враќа на минус од напојувањето. Во овој случај, процесот на катодна поларизација започнува на голите делови од цевководот.
Ориз. 14.1. Шематски дијаграм на катодна заштита на цевководот:
1 - цевковод; 2 - надворешен DC извор; 3 - анодна заземјување;
4 - одводна точка; 5 - одводен кабел; 6 - контакт на излезот на катодата;
7 - катоден излез; 8 - оштетување на изолацијата на цевководот
Бидејќи напонот на надворешната струја што се применува помеѓу електродата за заземјување и цевководот значително ја надминува потенцијалната разлика помеѓу електродите на корозивниот макропар на цевководот, стационарниот потенцијал на заземјувањето на анодата не игра одлучувачка улога.
Со вклучување на електрохемиска заштита ( j 0a.додај) распределбата на струите на корозивни макропари е нарушена, вредностите на потенцијалната разлика „цевка - земја“ на катодните делови ( j 0k) со потенцијална разлика на анодните пресеци ( j 0а), обезбедени се условите за поларизација.
Катодната заштита се регулира со одржување на потребниот заштитен потенцијал. Ако, со наметнување на надворешна струја, цевководот е поларизиран до потенцијалот на рамнотежа ( j 0к = j 0а) растворање на металот (сл. 14.2 а), потоа струјата на анодата запира и корозијата престанува. Понатамошното зголемување на заштитната струја е непрактично. При повеќе позитивни вредности на потенцијалот се јавува феноменот на нецелосна заштита (сл. 14.2 б). Може да се јави при катодна заштита на цевковод лоциран во зона на силно влијание на заскитани струи или при употреба на заштитници кои немаат доволно негативен електроден потенцијал (цинк заштитници).
Критериумите за заштита на металот од корозија се заштитната густина на струјата и заштитниот потенцијал.
Катодната поларизација на неизолирана метална конструкција до заштитниот потенцијал бара значителни струи. Најверојатните вредности на густината на струјата потребни за поларизација на челик во различни средини до минималниот заштитен потенцијал (-0,85 V) во однос на бакар-сулфатната референтна електрода се дадени во табелата. 14.1
Ориз. 14.2. Дијаграм на корозија за случај на целосна поларизација (а) и
нецелосна поларизација (б)
Вообичаено, катодната заштита се користи заедно со изолационите премази кои се нанесуваат на надворешната површина на цевководот. Површинскиот слој ја намалува потребната струја за неколку реда на големина. Значи, за катодна заштита на челик со добра облога во почвата, потребни се само 0,01 ... 0,2 mA / m 2.
Табела 14.1
Потребна густина на струја за катодна заштита
гола челична површина во различни средини
Заштитната густина на струјата за изолираните главни цевководи не може да стане сигурен критериум за заштита поради непознатата распределба на оштетената изолација на цевководот, што ја одредува вистинската површина на контакт метал-земја. Дури и за неизолирана цевка (кертриџ на подземен премин низ железници и автопати), заштитната густина на струјата се одредува според геометриските димензии на конструкцијата и е фиктивна, бидејќи делот од површината на патронот е покриен со трајно присутни пасивни заштитни слоеви ( скала и сл.) и неучествување во процесот на деполаризација. Затоа, густината на заштитната струја како критериум за заштита се користи во некои лабораториски студии извршени на метални примероци.
Се вчитува...