Катодтық қорғаныс: қолданбалар мен стандарттар

2025 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-24 13:19

Корозия – металдың қоршаған ортамен химиялық және электрохимиялық реакциясы, оның зақымдалуы. Ол әртүрлі жылдамдықпен ағып жатыр, оны азайтуға болады. Практикалық тұрғыдан жермен, сумен және тасымалданатын ортамен жанасатын металл конструкцияларды коррозияға қарсы катодты қорғау қызығушылық тудырады. Құбырлардың сыртқы беттері әсіресе топырақтың әсерінен және адасқан ағындардан зақымдалады.

Іштегі коррозия ортаның қасиеттеріне байланысты. Егер бұл газ болса, оны ылғал мен агрессивті заттардан: күкіртсутектен, оттегінен және т.б. мұқият тазалау керек.

Жұмыс принципі

Электрохимиялық коррозия процесінің объектілері қоршаған орта, металл және олардың арасындағы интерфейс болып табылады. Әдетте ылғалды топырақ немесе су болып табылатын орта жақсы электр өткізгіштікке ие. Ол мен металл құрылымы арасындағы шекарада электрохимиялық реакция жүреді. Егер ток оң болса (анодты электрод), темір иондары қоршаған ерітіндіге өтіп, металдың массалық жоғалуына әкеледі. Реакция коррозияға әкеледі. Теріс токпен (катодты электрод) бұл шығындар жоқ, өйткені жылыэлектрондар ерітіндіге ауысады. Әдіс болатты түсті металдармен қаптау үшін гальванизацияда қолданылады.

Катодтық коррозиядан қорғауға темір затқа теріс потенциал әсер еткенде қол жеткізіледі.

Ол үшін жерге анодтық электрод қойылады және оған қуат көзінен оң потенциал қосылады. Минус қорғалған нысанға қолданылады. Катодтық-анодтық қорғаныс тек анодтық электродтың белсенді коррозиясының бұзылуына әкеледі. Сондықтан оны мерзімді түрде өзгерту керек.

Электрохимиялық коррозияның теріс әсері

Құрылымдардың тоттануы басқа жүйелерден адасу токтарының әсерінен болуы мүмкін. Олар мақсатты объектілер үшін пайдалы, бірақ жақын орналасқан құрылымдарға айтарлықтай зиян келтіреді. Электрленген көліктердің рельстерінен адасу ағындары таралуы мүмкін. Олар қосалқы станцияға қарай өтіп, құбырларға түседі. Олардан шыққан кезде қарқынды коррозияны тудыратын анодтық секциялар пайда болады. Қорғаныс үшін электрлік дренаж қолданылады - құбырдан олардың көзіне дейін токтарды арнайы жою. Мұнда құбырларды коррозиядан катодтық қорғау да мүмкін. Ол үшін арнайы құрылғылармен өлшенетін адасу токтарының мәнін білу керек.

Электрлік өлшеулердің нәтижелері бойынша газ құбырын қорғау әдісі таңдалады. Әмбебап құрал - оқшаулағыш жабындарды пайдалана отырып, құбырларды жермен жанасудан оқшаулаудың пассивті әдісі. Газ құбырының катодтық қорғанысы белсенді әдіске жатады.

Құбырларды қорғау

Тұрақты ток көзінің минусын оларға, ал плюсті жерге жақын жерленген анод электродтарына қоссаңыз, жердегі конструкциялар коррозиядан қорғалған. Ток құрылымға өтіп, оны коррозиядан қорғайды. Осылайша жер бетінде орналасқан құбырларды, резервуарларды немесе құбырларды катодтық қорғау жүзеге асырылады.

Анод электроды нашарлайды және мерзімді түрде ауыстырылуы керек. Су толтырылған резервуар үшін электродтар ішіне орналастырылады. Бұл жағдайда сұйықтық электролит болады, ол арқылы ток анодтардан ыдыстың бетіне өтеді. Электродтар жақсы басқарылады және оңай ауыстырылады. Жерде мұны істеу қиынырақ.

Қуат көзі

Мұнай және газ құбырларының жанында, катодтық қорғауды қажет ететін жылу және сумен жабдықтау желілерінде объектілерге кернеу берілетін станциялар орнатылады. Егер олар ашық ауада орналастырылса, олардың қорғаныс дәрежесі кем дегенде IP34 болуы керек. Кез келген түрі құрғақ бөлмелерге жарамды.

Газ құбырларын және басқа да ірі құрылыстарды катодтық қорғау станцияларының қуаты 1-ден 10 кВт-қа дейін.

Олардың энергетикалық параметрлері ең алдымен келесі факторларға байланысты:

• топырақ пен анод арасындағы кедергі;
• топырақ өткізгіштігі;
• қорғау аймағының ұзындығы;
• жабынның оқшаулау әрекеті.

Дәстүрлі түрде катодтық қорғаныс түрлендіргіші трансформаторды орнату болып табылады. Енді оны габариттері кішірек, ток тұрақтылығы жоғары және тиімділігі жоғары инвертор ауыстырады. Маңызды аймақтарда ток пен кернеуді реттеу, қорғаныс потенциалдарын теңестіру және т.б. функциялары бар контроллерлер орнатылған.

Жабдық нарықта әртүрлі нұсқаларда ұсынылған. Арнайы қажеттіліктер үшін ең жақсы жұмыс жағдайларын қамтамасыз ету үшін жеке дизайн пайдаланылады.

Қуат көзі параметрлері

Темірді коррозиядан қорғау үшін қорғаныс потенциалы 0,44 В. Іс жүзінде ол қосындылардың әсерінен және металл бетінің күйіне байланысты үлкенірек болуы керек. Ең үлкен мән - 1 В. Металда жабындар болған кезде электродтар арасындағы ток 0,05 мА/м². Оқшаулау сәтсіз болса, ол 10мА/м^{2 дейін көтеріледі.}

Катодтық қорғаныс басқа әдістермен үйлесімде тиімді, өйткені электр энергиясы аз тұтынылады. Құрылымның бетінде бояу жабыны болса, оның бұзылған жерлері ғана электрохимиялық әдіспен қорғалады.

Катодтық қорғаныстың ерекшеліктері

1. Станциялардан немесе жылжымалы генераторлардан қуат алады.
2. Анодты жерге қосу орны құбырлардың ерекшеліктеріне байланысты. Орналастыру әдісін таратуға немесе шоғырландыруға, сондай-ақ әртүрлі тереңдікте орналастыруға болады.
3. Анод материалы 15 жылға созылатын ерігіштігі төмен таңдалған.
4. Қорғау потенциалыәрбір құбыр үшін өрістер есептеледі. Құрылымдарда қорғаныс жабындары болмаса, ол реттелмейді.

Газпромның катодтық қорғанысқа қойылатын стандартты талаптары

• Қорғаныс құралдарының қызмет ету мерзімі ішінде.
• Асқын кернеуден қорғау.
• Станцияны блоктық қораптарда немесе вандалдыққа қарсы автономды дизайнда орналастыру.
• Анодты жерге қосу топырақтың электрлік кедергісі ең аз аймақтарда таңдалады.
• Түрлендіргіш сипаттамалары құбырдың қорғаныс жабынының қартаюын ескере отырып таңдалады.

Протекторды қорғау

Бұл әдіс электртеріс металдан электродтарды электр өткізгіш орта арқылы қосу арқылы катодтық қорғаныс түрі болып табылады. Айырмашылық энергия көзінің жоқтығында. Протектор электр өткізгіш ортада еру арқылы коррозияны сіңіреді.

Бірнеше жылдан кейін анод тозғандықтан ауыстырылуы керек.

Анодтың әсері оның ортамен жанасу кедергісі азайған сайын артады. Уақыт өте келе ол коррозиялық қабатпен жабылуы мүмкін. Бұл электр байланысының бұзылуына әкеледі. Анодты коррозия өнімдерін ерітетін тұз қоспасына қою арқылы тиімділік жақсарады.

Қорғаушының әсері шектеулі. Ауқым ортаның электрлік кедергісі және анод пен катод арасындағы потенциалдар айырмасымен анықталады.

Қорғаныс қорғанысы энергия көздері болмаған кезде немесе оларды пайдаланған кезде қолданылады.экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Ол сондай-ақ анодтардың жоғары еру жылдамдығына байланысты қышқылды қолдануда қолайсыз. Қорғағыштар суда, топырақта немесе бейтарап ортада орнатылады. Анодтар әдетте таза металдардан жасалмайды. Мырыш біркелкі ериді, магний тым тез коррозияға ұшырайды және алюминийде күшті оксидті қабық пайда болады.

Табыс материалдары

Протекторлардың қажетті өнімділік қасиеттері болуы үшін олар келесі легирленген қоспалары бар қорытпалардан жасалған.

• Zn + 0,025-0,15% Cd+ 0,1-0,5% Al - теңіз суындағы жабдықты қорғау.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (пайыздың үлесі) - ағынды теңіз суындағы құрылымдардың жұмысы.
• Mg + 5-7% Al +2-5% Zn - тұз концентрациясы төмен топырақтағы немесе судағы шағын құрылымдарды қорғау.

Қорғаушылардың кейбір түрлерін дұрыс қолданбау жағымсыз салдарға әкеледі. Магний анодтары сутегі морттануының дамуына байланысты жабдықтың крекингіне әкелуі мүмкін.

Тот басуға қарсы жабындармен біріктірілген құрбандық катодты қорғаныс оның тиімділігін арттырады.

Қорғаныс тогын бөлу жақсартылды және анодтар айтарлықтай азырақ қажет. Жалғыз магний аноды битуммен қапталған құбырды 8 км, ал қапталмаған құбырды небәрі 30 м қорғайды.

Көлік шанақтарын коррозиядан қорғайды

Егер жабын бұзылса, автомобиль корпусының қалыңдығы 5 жылда 1 мм-ге дейін азаюы мүмкін, яғни.тот басады. Қорғаныс қабатын қалпына келтіру маңызды, бірақ оған қосымша, катодты-қорғаныс қорғанысын қолдана отырып, коррозия процесін толығымен тоқтатудың жолы бар. Егер денені катодқа айналдырсаңыз, металдың коррозиясы тоқтайды. Анодтар жақын жерде орналасқан кез келген өткізгіш беттер болуы мүмкін: металл плиталар, жер ілмегі, гараж корпусы, дымқыл жол беті. Бұл жағдайда қорғаныс тиімділігі анодтардың ауданы ұлғаюымен артады. Егер анод жолдың беті болса, онымен байланысу үшін металданған резеңкеден жасалған «құйрық» қолданылады. Ол шашырауды жақсарту үшін дөңгелектерге қарама-қарсы орналастырылған. "Құйрық" денеден оқшауланған.

Батарея плюс анодқа 1 кОм резистор және онымен тізбектей жалғанған жарық диоды арқылы қосылған. Контур анод арқылы жабылған кезде, минус корпусқа қосылған кезде, қалыпты режимде жарық диоды айтарлықтай жарқырайды. Егер ол қатты жанып кетсе, онда тізбекте қысқа тұйықталу орын алды. Себебін тауып, жою керек.

Қорғаныс үшін тізбекте сақтандырғышты тізбектей орнату керек.

Көлік гаражда болғанда, ол жерге қосу анодына қосылады. Көлік жүргізу кезінде байланыс «құйрық» арқылы жүзеге асырылады.

Қорытынды

Катодтық қорғаныс – жерасты құбырларының және басқа құрылыстардың пайдалану сенімділігін арттыру тәсілі. Бұл ретте оның адасқан ағындардың әсерінен көршілес құбырларға кері әсерін ескеру қажет.