Katodická ochrana: aplikácia a štandardy

Koroze je chemická a elektrochemická reakcia kovu so životným prostredím a spôsobuje jeho poškodenie. To prúdi pri rôznych rýchlostiach, ktoré môžu byť znížené. Z praktického hľadiska zaujíma antikorózna katodická ochrana kovových konštrukcií v kontakte so zemou, vodou a dopravovanými médiami. Obzvlášť poškodené sú vonkajšie povrchy rúr z vplyvu pôdy a putujúcich prúdov.

Vnútri korózia závisí od vlastností média. Ak ide o plyn, musí sa dôkladne očistiť od vlhkosti a agresívnych látok: sírovodík, kyslík atď.

Princíp činnosti

Cieľom procesu elektrochemickej korózie je médium, kov a rozhrania medzi nimi. Médium, ktoré je zvyčajne mokré alebo voda, má dobrú elektrickú vodivosť. Elektrochemická reakcia sa vyskytuje na rozhraní medzi ňou a kovovou štruktúrou. Ak je prúd pozitívny (anódová elektróda), ióny železa prechádzajú do okolitého roztoku, čo vedie k strate hmotnosti kovu. Reakcia spôsobuje koróziu. S negatívnym prúdom (katódová elektróda) tieto straty nie sú prítomné, pretože do roztoku sa dostávajú elektróny. Táto metóda sa používa pri galvanickom pokovovaní na nanášanie neželezných kovov na oceľ.

Katodická ochrana proti korózii sa vykonáva, keď sa na objekt zo železa uplatní negatívny potenciál.

Na tento účel sa do pôdy umiestni anódová elektróda a na ňu je pripojený kladný potenciál zo zdroja energie. Na chránený objekt sa aplikuje mínus. Katodicko-anodická ochrana vedie k aktívnej deštrukcii anódovej elektródy len z dôvodu korózie. Preto by sa malo pravidelne meniť.

Negatívny vplyv elektrochemickej korózie

Koroze štruktúr môže nastať z pôsobenia bludných prúdov prichádzajúcich z iných systémov. Sú užitočné pre cieľové objekty, ale spôsobujú významné poškodenie okolitých štruktúr. Pohyblivé prúdy sa môžu rozšíriť z koľajníc elektrifikovanej dopravy. Prechádzajú smerom k rozvodni a spadajú na potrubia. Pri výstupe z nich sa vytvárajú anodické plochy, ktoré spôsobujú intenzívnu koróziu. Pre ochranu sa používa elektrická odvodňova - špeciálne odpichovanie prúdov z potrubia do ich zdroja. Tu je možná aj katodická ochrana potrubia pred koróziou. Aby sme to dosiahli, je potrebné vedieť, akú veľkost je rozptýlených prúdov, ktoré sa merajú špeciálnymi zariadeniami.

Na základe výsledkov elektrických meraní je zvolený spôsob ochrany plynovodu. Univerzálnymi prostriedkami je pasívny spôsob izolácie rúr z kontaktu so zemou pomocou izolačných povlakov. Katodická ochrana plynovodu je aktívnou metódou.

Ochrana potrubia

Stavby v zemi sú chránené pred koróziou, ak k nim pripojí mínus zdroj DC a navyše - k anódovým elektródam zakopaným v zemi. Prúd prejde na dizajn a chráni ho pred koróziou. Tým je zabezpečená katodická ochrana potrubí, nádrží alebo potrubí v zemi.

Anódová elektróda bude zničená a mala by sa pravidelne meniť. Pri nádrži naplnenej vodou sú elektródy umiestnené dovnútra. V tomto prípade bude kvapalinou elektrolyt, cez ktorý prúd bude prúdiť od anód k povrchu nádoby. Elektródy sú dobre riadené a ľahko sa nahradia. V zemi je to ťažšie.

Napájanie

V blízkosti ropovodov a plynovodov, vo vykurovacích a vodovodných sieťach, pre ktoré je požadovaná katodická ochrana, sa vytvárajú stanice, z ktorých sa do zariadení dodáva napätie. Ak sú umiestnené na voľnom priestranstve, stupeň ich ochrany by nemal byť nižší ako IP34. Pre suché izby je vhodný každý.

Stanice katodickej ochrany plynovodov a iných veľkých konštrukcií majú výkon od 1 do 10 kW.

Ich energetické parametre závisia predovšetkým od nasledujúcich faktorov:

• Odolnosť medzi pôdou a anódou;
• Elektrická vodivosť v pôde;
• Dĺžka ochrannej zóny;
• Izolačný účinok povlaku.

Tradične je konvertor katódovej ochrany transformátorovou inštaláciou. Teraz je nahradený meničom, ktorý má menšie rozmery, lepšiu súčasnú stabilitu a väčšiu hospodárnosť. V dôležitých oblastiach inštalujte regulátory, ktoré majú funkcie na reguláciu prúdu a napätia, vyrovnávanie ochranných potenciálov atď.

Zariadenie je prezentované na trhu v rôznych variantoch. Pre špecifické potreby sa individuálny dizajn používa na zabezpečenie najlepších prevádzkových podmienok.

Parametre aktuálneho zdroja

Na ochranu proti korózii pre železo je ochranný potenciál 0,44 V. V praxi by to malo byť viac kvôli vplyvu inklúzií a stavu kovového povrchu. Maximálna hodnota je 1 V. V prípade prítomnosti povlakov na kov je prúd medzi elektródami 0,05 mA / m ² . Ak sa izolácia rozbije, zvyšuje sa na 10 mA / m ² .

Katodická ochrana je účinná v kombinácii s inými metódami, pretože spotrebováva menej energie. Ak sa na povrchu konštrukcie nanáša náter, sú elektrochemicky chránené len miesta, kde je narušená.

Charakteristiky katodickej ochrany

1. Zdroje energie sú stanice alebo mobilné generátory.
2. Umiestnenie anódových uzemňovacích spínačov závisí od konkrétnych potrubí. Metóda usporiadania môže byť rozdelená alebo koncentrovaná a tiež umiestnená v rôznych hĺbkach.
3. Anódový materiál sa volí s nízkou rozpustnosťou, aby bol dostatočný 15 rokov.
4. Vypočíta sa potenciál ochranného poľa pre každé potrubie. Nie je regulovaný, ak na konštrukciách nie sú žiadne ochranné nátery.

Štandardné požiadavky spoločnosti Gazprom na katodickú ochranu

• Účinok počas celej životnosti ochranných zariadení.
• Ochrana proti atmosferickému prepätiu.
• Umiestnenie stanice v blokových boxoch alebo v samostatnom vandalizme.
• Anodické uzemnenie sa volí v oblastiach s minimálnym elektrickým odporom zeme.
• Charakteristiky meniča sú zvolené s ohľadom na starnutie ochranného povlaku potrubia.

Ochranná ochrana

Metóda je druh katodickej ochrany s pripojením elektród z elektronegatívneho kovu cez elektricky vodivé médium. Rozdiel je pri absencii zdroja energie. Chránič na seba koróziu rozpúšťa v elektricky vodivom prostredí.

O pár rokov neskôr by mala byť anóda vymenená, pretože sa vyrába.

Účinok anódy sa zvyšuje so znížením prechodového odporu média. V priebehu času môže byť pokrytá vrstvou korózie. To vedie k porušeniu elektrického kontaktu. Ak je anóda umiestnená do zmesi solí, ktorá rozpúšťa produkty korózie, zvyšuje sa účinnosť.

Vplyv behúňa je obmedzený. Rozsah pôsobenia je určený elektrickým odporom média a rozdielom potenciálu medzi anódou a katódou.

Ochranná ochrana sa používa pri absencii zdrojov energie alebo keď je ich použitie ekonomicky nepraktické. Je tiež nevýhodné, keď sa používa v kyslom prostredí kvôli vysokej rýchlosti rozpúšťania anód. Chrániče sú inštalované vo vode, v zemi alebo v neutrálnom prostredí. Anódy z čistých kovov zvyčajne nie. Rozpustenie zinku sa vyskytuje nerovnomerne, horčík koroduje príliš rýchlo a na hliníku sa vytvára silný film oxidov.

Ochranné materiály

Chrániče majú potrebné výkonové vlastnosti, sú vyrobené zo zliatin s nasledujúcimi legovacími prísadami.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - ochrana zariadení v morskej vode.
• Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (percentuálny podiel) - prevádzka stavieb v bežnej morskej vode.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - ochrana malých štruktúr v zemi alebo vo vode s nízkou koncentráciou solí.

Nesprávne použitie niektorých typov ochranných prvkov vedie k negatívnym následkom. Anódy z horčíka môžu spôsobiť praskanie zariadení v dôsledku vývoja vodíkových krehnutí.

Ochrana proti behúňu s antikoróznym povlakom zvyšuje jeho účinnosť.

Distribúcia ochranného prúdu sa zlepšuje a anódy sa vyžadujú výrazne menej. Jedna horčíková anóda chráni asfaltové potrubie pokryté dĺžkou 8 km a bez krytu iba 30 m.

Ochrana karosérií pred koróziou

Ak dôjde k porušeniu povlaku, hrúbka karosérie vozidla sa môže po dobu 5 rokov znížiť na 1 mm, t. J. Obnova ochrannej vrstvy je dôležitá, ale okrem toho existuje spôsob úplného zastavenia korózneho procesu pomocou katodickej ochrany. Ak otočíte teleso do katódy, kovová korózia sa zastaví. Anódy môžu byť akékoľvek vodivé povrchy, ktoré sa nachádzajú ďalej: kovové platne, uzemnenie, garážové kryty, povrch mokrej vozovky. V tomto prípade sa účinnosť ochrany zvyšuje s rastom anódovej oblasti. Ak je anóda povrchom cesty, použije sa "koniec" metalizovanej gumy na kontaktovanie. Je umiestnený pred kolesami, aby získal lepší sprej. "Chvost" je izolovaný od tela.

Do anódy je pripojená batéria plus pomocou odporu 1 kΩ a k nej pripojenej LED diódy. Keď je okruh zatvorený cez anódu, keď je mínus pripojený k telu, normálna prevádzka LED nie je viditeľná. Ak je jasne osvetlené, znamená to, že v obvode došlo k skratu. Dôvod musí byť nájdený a odstránený.

Na ochranu obvodu v sérii musí byť nainštalovaná poistka.

Keď je auto v garáži, je pripojené k uzemňovacej anóde. Počas pohybu je spojenie cez "chvost".

záver

Katodická ochrana je spôsob, ako zlepšiť prevádzkovú spoľahlivosť podzemných potrubí a iných konštrukcií. V tomto prípade by mal brať do úvahy jeho negatívny vplyv na susedné potrubia z vplyvu putujúcich prúdov.