Құбырларды катодты коррозиядан қорғау: жабдық, жұмыс принципі

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Корозиядан қорғау құралдары металл конструкциясының қызмет ету мерзімін ұзартуға, сонымен қатар пайдалану кезінде оның техникалық және физикалық қасиеттерін сақтауға мүмкіндік береді. Коррозияға қарсы әрекетті қамтамасыз ету әдістерінің сан алуандығына қарамастан, сирек жағдайларда ғана объектілерді тот басудан толық қорғауға болады.

Мұндай қорғаныстың тиімділігі тек протектор технологиясының сапасына ғана емес, оны қолдану шарттарына да байланысты. Атап айтқанда, құбырлардың металл құрылымын сақтау үшін катодтардың жұмысына негізделген электрохимиялық коррозиядан қорғау оның ең жақсы қасиеттерін көрсетеді. Мұндай коммуникацияларда тоттың пайда болуының алдын алу, әрине, бұл технологияның жалғыз саласы емес, бірақ сипаттамалардың үйлесімі тұрғысынан бұл бағытты электрохимиялық қорғау үшін ең өзекті деп санауға болады.

Электрохимиялық қорғаныс туралы жалпы ақпарат

Электрохимиялық әсер ету арқылы металдарды тоттан қорғау материалдың электродтық потенциалының коррозия процесінің жылдамдығына тәуелділігіне негізделген. Ол үшін металл конструкцияларды пайдалану кереколардың анодтық еруі рұқсат етілген шектен төмен болатын потенциалды диапазон. Соңғысы, айтпақшы, нысанды пайдаланудың техникалық құжаттамасымен анықталады.

Тәжірибеде электрохимиялық коррозиядан қорғау дайын өнімге тұрақты ток көзін қосуды қамтиды. Қорғалатын объектінің бетіндегі және құрылымындағы электр өрісі электродтардың поляризациясын құрайды, ол коррозиядан зақымдану процесін де басқарады. Негізінде, металл құрылымындағы анодтық аймақтар катодты болады, бұл мақсатты нысанның құрылымын сақтауды қамтамасыз ете отырып, теріс процестерді ауыстыруға мүмкіндік береді.

Катодтық қорғаныстың жұмыс істеу принципі

Электрохимиялық типтегі катодтық және анодтық қорғаныс бар. Дегенмен, құбырларды қорғау үшін қолданылатын бірінші тұжырымдама ең танымал болды. Жалпы принцип бойынша бұл әдісті жүзеге асырған кезде объектіге сыртқы көзден теріс полюсі бар ток беріледі. Атап айтқанда, болат немесе мыс құбырын осылайша қорғауға болады, нәтижесінде катодты секциялардың поляризациясы олардың потенциалдарының анодтық күйге ауысуымен жүреді. Нәтижесінде қорғалған құрылымның коррозиялық белсенділігі нөлге дейін азаяды.

Бір уақытта катодтық қорғаныстың әртүрлі нұсқалары болуы мүмкін. Жоғарыда сипатталған сыртқы көзден поляризациялау әдісі кеңінен қолданылады, бірақ катодтық процестердің жылдамдығын төмендететін, сондай-ақ қорғаныс тосқауылын құру арқылы электролиттерді деаэрациялау әдісі де тиімді жұмыс істейді.

Катодтық қорғаныс принципі сыртқы ток көзі арқылы жүзеге асырылатыны бірнеше рет атап өтілді. Шын мәнінде, коррозияға қарсы қорғаныстың негізгі қызметі оның жұмысында жатыр. Бұл тапсырмаларды, әдетте, құбырларға техникалық қызмет көрсетудің жалпы инфрақұрылымының бөлігі болып табылатын арнайы станциялар орындайды.

Катодық коррозиядан қорғау станциялары

Катодтық станцияның негізгі қызметі катодты поляризация әдісіне сәйкес мақсатты металл объектісіне тұрақты ток беру болып табылады. Мұндай жабдық жерасты газ және мұнай құбырларының инфрақұрылымында, су құбырларында, жылу желілерінде және т.б. пайдаланылады.

Мұндай көздердің көптеген түрлері бар, ал ең көп тараған катодтық қорғаныс құрылғысы мыналардың болуын қамтамасыз етеді:

• ток түрлендіргіш жабдығы;
• қорғалған нысанға қосылуға арналған сымдар;
• анодты жерге электрод.

Сонымен бірге станциялардың инверторлық және трансформаторлық болып бөлінуі бар. Басқа классификациялар бар, бірақ олар қолданба бойынша немесе техникалық сипаттамалар мен кіріс деректер параметрлері бойынша қондырғыларды сегменттеуге бағытталған. Жұмыстың негізгі принциптері катодты станциялардың көрсетілген екі түрімен барынша анық көрсетілген.

Катодтық қорғанысқа арналған трансформатор қондырғылары

Станцияның бұл түрі ескіргенін бірден атап өткен жөн. Ол плюс пен минусқа ие инверторлық аналогтармен ауыстырылады. Бәрібір,трансформатор үлгілері тіпті жаңа электрохимиялық қорғаныс нүктелерінде де қолданылады.

Мұндай объектілердің негізі 50 Гц төмен жиілікті трансформатор және тиристор түрлендіргіші болып табылады. Тиристорлық басқару жүйесі үшін фазалық импульстік қуат реттегіштерін қоса алғанда, ең қарапайым құрылғылар қолданылады. Басқару мәселелерін шешуге неғұрлым жауапкершілікпен қарау кең функционалдығы контроллерлерді пайдалануды қамтиды.

Мұндай жабдықпен құбырларды қазіргі заманғы катодты коррозиядан қорғау шығыс тоғының параметрлерін, кернеу көрсеткіштерін реттеуге, сондай-ақ қорғаныс потенциалдарын теңестіруге мүмкіндік береді. Трансформаторлық жабдықтың кемшіліктеріне келетін болсақ, олар төмен қуат коэффициентінде шығыс кезінде ток толқынының жоғары дәрежесіне түседі. Бұл кемшілік токтың синусоидалы түрімен түсіндірілмейді.

Толқынды проблеманы шешу үшін белгілі бір дәрежеде жүйеге төмен жиілікті дроссельді енгізуге болады, бірақ оның өлшемдері трансформатордың өзінің өлшемдеріне сәйкес келеді, бұл әрқашан мұндай әрекетті жасай бермейді. қосу мүмкін.

Катодық қорғаныс инвертор станциясы

Инвертор типті қондырғылар импульстік жоғары жиілікті түрлендіргіштерге негізделген. Осы типтегі станцияларды пайдаланудың негізгі артықшылықтарының бірі 95% -ға жететін жоғары тиімділік болып табылады. Салыстыру үшін трансформатор қондырғылары үшін бұл көрсеткіш орта есеппен 80%-ға жетеді.

Кейде басқа ізгіліктер алға шығады. Мысалы, инверторлық станциялардың шағын өлшемдері кеңейедіқиын аймақтарда пайдалану мүмкіндіктері. Сондай-ақ қаржылық артықшылықтар бар, олар мұндай жабдықты пайдалану тәжірибесімен расталады. Осылайша, құбырлардың инверторлық катодты коррозиядан қорғауы тез ақталады және техникалық қызмет көрсетуге ең аз инвестиция қажет. Дегенмен, бұл қасиеттер трансформатор қондырғыларымен салыстырғанда ғана анық көрінеді, бірақ бүгінде құбырларды токпен қамтамасыз етудің тиімді жаңа құралдары бар.

Катодтық станциялардың конструкциялары

Мұндай жабдық нарықта әртүрлі жағдайларда, пішінде және өлшемдерде бар. Әрине, мұндай жүйелерді жеке жобалау тәжірибесі де кең таралған, бұл нақты қажеттіліктер үшін оңтайлы дизайнды алуға ғана емес, сонымен қатар қажетті операциялық параметрлерді қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Станцияның сипаттамаларын қатаң есептеу оны орнату, тасымалдау және сақтау құнын одан әрі оңтайландыруға мүмкіндік береді. Мысалы, массасы 10-15 кг және қуаты 1,2 кВт болатын инвертор негізіндегі құбыр желілерінің коррозиясынан катодтық қорғаныс шағын объектілер үшін өте қолайлы. Мұндай сипаттамаларға ие жабдыққа автокөлікпен қызмет көрсетуге болады, дегенмен, ауқымды жобалар үшін жүк көліктерін, кранды және монтаждау бригадаларын қосуды қажет ететін үлкенірек және ауыр станцияларды пайдалануға болады.

Қорғау функциясы

Катодтық станцияларды дамытуда жабдықтың өзін қорғауға ерекше көңіл бөлінеді. Ол үшін біз біріктіремізстанцияларды қысқа тұйықталудан және жүктеме үзілісінен қорғауға мүмкіндік беретін жүйелер. Бірінші жағдайда қондырғылардың апатты жағдайда жұмыс істеуі үшін арнайы сақтандырғыштар қолданылады.

Қуаттың асқынулары мен үзілістеріне келетін болсақ, катодтық қорғаныс станциясының олардан айтарлықтай зардап шегуі екіталай, бірақ электр тогының соғу қаупі болуы мүмкін. Мысалы, қалыпты режимде жабдық шағын кернеумен жұмыс істесе, үзілістен кейін индикаторлардағы секіріс 120 В-қа дейін көтерілуі мүмкін.

Электрохимиялық қорғаныстың басқа түрлері

Катодтық қорғаныстан басқа, электр дренаждық технологиялар, сондай-ақ коррозияны болдырмау үшін протектор әдістері де қолданылады. Ең перспективалы бағыт коррозияның пайда болуынан арнайы қорғаныс болып саналады. Бұл жағдайда мақсатты объектке белсенді элементтер де қосылады, олар ток арқылы катодтармен беттің түрленуін қамтамасыз етеді. Мысалы, газ құбырының бөлігі ретінде болат құбырды мырыш немесе алюминий цилиндрлері арқылы қорғауға болады.

Қорытынды

Электрохимиялық қорғау әдістерін жаңа және оның үстіне инновациялық деп жіктеуге болмайды. Тоттану процестерімен күресуде мұндай әдістерді қолданудың тиімділігі ұзақ уақыт бойы игерілді. Дегенмен, бір елеулі кемшілік бұл әдісті кеңінен таратуға кедергі келтіреді. Өйткені, құбырларды катодты коррозиядан қорғау сөзсіз адасу ағындарын тудырады. Олар мақсатты құрылым үшін қауіпті емес, бірақ теріс әсер етуі мүмкінжақын объектілер. Атап айтқанда, адасқан ток көрші құбырлардың металл бетінде бірдей коррозияның дамуына ықпал етеді.