Koroze je chemická a elektrochemickáreakce kovu s okolním prostředím a jeho poškození. Protéká různými rychlostmi, které lze snížit. Z praktického hlediska je zajímavá antikorozní katodická ochrana kovových konstrukcí v kontaktu se zemí, vodou a transportovaným médiem. Vnější povrchy potrubí jsou obzvláště poškozeny vlivem půdy a bludných proudů.
Koroze uvnitř závisí na vlastnostech média. Pokud se jedná o plyn, musí být důkladně očištěn od vlhkosti a agresivních látek: sirovodík, kyslík atd.
Princip činnosti
Objekty procesu elektrochemické korozejsou médium, kov a rozhraní mezi nimi. Médium, kterým je obvykle vlhká půda nebo voda, má dobrou elektrickou vodivost. Na rozhraní mezi ním a kovovou strukturou dochází k elektrochemické reakci. Pokud je proud kladný (anodová elektroda), ionty železa se přenesou do okolního roztoku, což vede ke ztrátě kovové hmoty. Reakce je korozivní. Při záporném proudu (katodová elektroda) tyto ztráty chybí, protože elektrony procházejí do roztoku. Tato metoda se používá při galvanickém pokovování pro nanášení povlaků z neželezných kovů na ocel.
Katodické ochrany proti korozi je dosaženo, když je na železný předmět aplikován negativní potenciál.
K tomu je do země umístěna anodová elektroda apřipojte k němu kladný potenciál ze zdroje energie. Mínus je přiváděn do chráněného objektu. Katodicko-anodová ochrana vede k aktivní destrukci anodové elektrody pouze korozí. Proto by měl být pravidelně měněn.
Negativní účinek elektrochemické koroze
Koroze struktur může nastat zakce bludných proudů přicházejících z jiných systémů. Jsou užitečné pro cíle, ale způsobují významné poškození okolních struktur. Z kolejí elektrifikovaných vozidel se mohou šířit bludné proudy. Procházejí směrem k rozvodně a končí na potrubích. Při jejich opouštění se vytvářejí oblasti anody, které způsobují silnou korozi. Pro ochranu se používá elektrický odtok - speciální odtok proudů z potrubí k jejich zdroji. Je zde také možná katodická ochrana potrubí před korozí. K tomu je nutné znát velikost bludných proudů, která se měří speciálními zařízeními.
Na základě výsledků elektrických měření sezpůsob ochrany plynovodu. Univerzálním prostředkem je pasivní metoda izolace trubek od kontaktu se zemí pomocí izolačních povlaků. Katodická ochrana plynovodu je aktivní metoda.
Ochrana potrubí
Konstrukce v zemi chrání proti korozi, pokudpřipojte k nim minus stejnosměrného zdroje a plus k anodovým elektrodám zakopaným poblíž v zemi. Proud protéká do konstrukce a chrání ji před korozí. Provádí se tak katodická ochrana potrubí, nádrží nebo potrubí umístěných v zemi.
Anodová elektroda se zhroutí a měla by býtpravidelně měnit. U nádrže naplněné vodou jsou elektrody umístěny uvnitř. V tomto případě bude kapalinou elektrolyt, kterým bude proud procházet z anod na povrch nádoby. Elektrody jsou dobře kontrolované a snadno vyměnitelné. Je obtížnější to udělat v zemi.
Zdroj energie
V blízkosti ropovodů a plynovodů, v topných sítích avodovodní zdroje, pro které je vyžadována katodická ochrana, jsou instalovány stanice, ze kterých je do objektů přiváděno napětí. Pokud jsou umístěny venku, musí být jejich stupeň ochrany alespoň IP34. Jakýkoli je vhodný pro suché místnosti.
Stanice katodické ochrany pro plynovody a jiné velké stavby mají kapacitu od 1 do 10 kW.
Jejich energetické parametry primárně závisí na následujících faktorech:
- odpor mezi půdou a anodou;
- elektrická vodivost půdy;
- délka ochranného pásma;
- izolační účinek povlaku.
Tradičně převaděč katodické ochranyje instalace transformátoru. Nyní je nahrazován střídačem, který má menší rozměry, lepší stabilitu proudu a vyšší účinnost. V důležitých oblastech jsou instalovány regulátory, které mají funkce regulace proudu a napětí, vyrovnávání ochranných potenciálů atd.
Zařízení je na trhu k dispozici v různých verzích. Pro specifické potřeby je použit individuální design, který zajišťuje nejlepší provozní podmínky.
Parametry zdroje energie
Pro ochranu proti korozi pro ochranu železapotenciál je 0,44 V. V praxi by měl být vyšší kvůli vlivu vměstků a stavu kovového povrchu. Maximální hodnota je 1 V. Při přítomnosti povlaků na kovu je proud mezi elektrodami 0,05 mA / m2... Pokud je izolace rozbitá, stoupne na 10 mA / m2.
Katodická ochrana je účinná v kombinaci s jinýmizpůsoby, protože se spotřebovává méně energie. Pokud je na povrchu konstrukce lakovaný a lakový povlak, jsou elektrochemicky chráněna pouze místa, kde je poškozena.
Vlastnosti katodické ochrany
- Zdrojem energie jsou stanice nebo mobilní generátory.
- Umístění anodových zemních elektrod závisí na specifikách potrubí. Metodu umístění lze distribuovat nebo koncentrovat a také ji umístit v různých hloubkách.
- Anodový materiál je vybrán s nízkou rozpustností, takže vydrží 15 let.
- Vypočítá se potenciál ochranného pole pro každé potrubí. Není regulováno, pokud na konstrukcích nejsou žádné ochranné povlaky.
Standardní požadavky společnosti Gazprom na katodickou ochranu
- Činnost po celou dobu životnosti ochranných prostředků.
- Ochrana před vysokým napětím.
- Umístění stanice do blokových krabic nebo do volně stojícího vandal-proof designu.
- Uzemnění anody se volí v oblastech s minimálním elektrickým odporem půdy.
- Vlastnosti měniče jsou vybírány s ohledem na stárnutí ochranného povlaku potrubí.
Ochranná ochrana
Tato metoda je typem katodické ochrany sspojovací elektrody z elektronegativnějšího kovu elektricky vodivým médiem. Rozdíl spočívá v nepřítomnosti zdroje energie. Chránič přebírá korozi rozpuštěním v elektricky vodivém prostředí.
Po několika letech by měla být anoda vyměněna, protože se vyčerpá.
Účinek anody se zvyšuje s poklesempřechodový odpor s médiem. Postupem času může být pokryta korozivní vrstvou. To vede k poruše elektrického kontaktu. Pokud je anoda umístěna do směsi solí, která rozpouští produkty koroze, zvyšuje se účinnost.
Účinek dezénu je omezený. Poloměr působení je určen elektrickým odporem média a potenciálním rozdílem mezi anodou a katodou.
V nepřítomnosti je použita ochranná ochrananebo pokud je jejich použití ekonomicky nepraktické. Je také nevýhodné při použití v kyselém prostředí kvůli vysoké rychlosti rozpouštění anod. Chrániče jsou instalovány ve vodě, v zemi nebo v neutrálním prostředí. Čistě kovové anody se obvykle nevyrábí. Rozpouštění zinku je nerovnoměrné, hořčík koroduje příliš rychle a na hliníku se tvoří silný oxidový film.
Ochranné materiály
Aby chrániče měly požadované funkční vlastnosti, jsou vyrobeny ze slitin s následujícími legovacími přísadami.
- Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - ochrana zařízení v mořské vodě.
- Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (zlomky procent) - provoz struktur v tekoucí mořské vodě.
- Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - ochrana drobných staveb v půdě nebo ve vodě s nízkou koncentrací solí.
Nesprávné použití některých typů chráničů vede k negativním důsledkům. Anody hořčíku mohou způsobit praskání zařízení v důsledku vývoje vodíkové křehkosti.
Kombinovaná ochranná katodická ochrana s antikorozními povlaky zvyšuje její účinnost.
Distribuce ochranného proudu je vylepšena a je zapotřebí podstatně méně anod. Jedna hořčíková anoda chrání bitumenem potažené potrubí na délce 8 km a nepotažená pouze 30 m.
Antikorozní ochrana karoserií
Pokud je povlak rozbit, tloušťka karoserie automobilumůže klesnout za 5 let na 1 mm, to znamená, že může korodovat skrz naskrz. Obnova ochranné vrstvy je důležitá, ale kromě toho existuje způsob, jak zcela zastavit proces koroze pomocí katodicko-ochranné ochrany. Pokud přeměníte tělo na katodu, kovová koroze se zastaví. Anody mohou být jakékoli vodivé povrchy umístěné poblíž: kovové desky, zemnící smyčka, karoserie garáže, mokrý povrch vozovky. V tomto případě se účinnost ochrany zvyšuje se zvětšením oblasti anod. Pokud je anodou povrch vozovky, pro kontakt s ní se použije „ocas“ z metalizované gumy. Pro lepší rozstřikování je umístěn na kolech. „Ocas“ je izolován od těla.
Plus k akumulátoru je připojen k anoděpřes odpor 1 kΩ a LED v sérii s ním. Když je obvod uzavřen anodou, když je minus připojen k tělu, v normálním režimu je LED sotva viditelná. Pokud svítí jasně, došlo v obvodu ke zkratu. Musí být nalezena a odstraněna příčina.
Z důvodu ochrany musí být v obvodu instalována pojistka sériově.
Když je vůz v garáži, je připojen k zemní anodě. Během pohybu dochází ke spojení prostřednictvím „ocasu“.
Závěr
Katodická ochrana je způsob, jak zvýšitprovozní spolehlivost podzemních potrubí a dalších staveb. V tomto případě je třeba vzít v úvahu jeho negativní dopad na bludné proudy na sousední potrubí.
