Korrosionsschutzprodukte verlängern sichdie Lebensdauer der Metallstruktur sowie die Erhaltung ihrer technischen und physikalischen Eigenschaften während des Betriebs. Trotz der Vielzahl von Methoden zur Korrosionsschutzwirkung ist es nur in seltenen Fällen möglich, Gegenstände vollständig vor Rostschäden zu schützen.
Die Wirksamkeit eines solchen Schutzes hängt nicht nur davon abdie Qualität der Profiltechnologie, aber auch die Verwendungsbedingungen. Insbesondere um die Metallstruktur von Rohrleitungen zu erhalten, zeigt der elektrochemische Korrosionsschutz auf der Grundlage des Betriebs von Kathoden seine besten Eigenschaften. Die Verhinderung der Rostbildung bei solchen Kommunikationen ist natürlich nicht das einzige Anwendungsgebiet dieser Technologie, aber im Hinblick auf die Gesamtheit ihrer Eigenschaften kann diese Richtung als die relevanteste für den elektrochemischen Schutz angesehen werden.
Allgemeine Informationen zum elektrochemischen Schutz
Schutz von Metallen vor Rost durchDie elektrochemische Wirkung basiert auf der Abhängigkeit des Wertes des Elektrodenpotentials des Materials von der Geschwindigkeit des Korrosionsprozesses. Metallstrukturen sollten in einem Potentialbereich betrieben werden, in dem ihre anodische Auflösung unter der zulässigen Grenze liegt. Letzteres wird übrigens durch die technische Dokumentation für den Betrieb der Struktur bestimmt.
In der Praxis elektrochemischer Korrosionsschutzbeinhaltet das Anschließen einer Gleichstromquelle an das fertige Produkt. Das elektrische Feld an der Oberfläche und in der Struktur des geschützten Objekts bildet die Polarisation der Elektroden, wodurch auch der Prozess der Korrosionsschädigung gesteuert wird. Im Wesentlichen werden die Anodenzonen auf der Metallstruktur kathodisch, wodurch die negativen Prozesse verschoben werden können, wodurch die Erhaltung der Zielobjektstruktur sichergestellt wird.
Wie kathodischer Schutz funktioniert
Es gibt kathodischen und anodischen Schutzelektrochemischer Typ. Am beliebtesten ist das erste Konzept, mit dem Pipelines geschützt werden. Nach dem allgemeinen Prinzip wird bei der Implementierung dieses Verfahrens dem Objekt ein Strom mit einem negativen Pol von einer externen Quelle zugeführt. Insbesondere kann auf diese Weise ein Stahl- oder Kupferrohr geschützt werden, wodurch eine Polarisation der Kathodenabschnitte mit dem Übergang ihrer Potentiale in den anodischen Zustand auftritt. Infolgedessen wird die korrosive Aktivität der geschützten Struktur auf nahezu Null reduziert.
Darüber hinaus kann der kathodische Schutz unterschiedlich seinAusführungsoptionen. Die oben beschriebene Technik der Polarisation von einer externen Quelle ist weit verbreitet, aber auch das Verfahren zur Entlüftung des Elektrolyten mit einer Verringerung der Geschwindigkeit kathodischer Prozesse und der Schaffung einer Schutzbarriere ist wirksam.
Es wurde mehr als einmal festgestellt, dass das Prinzip der kathodischenDer Schutz erfolgt durch eine externe Stromquelle. Tatsächlich liegt die Hauptfunktion des Korrosionsschutzes in seiner Arbeit. Diese Aufgaben werden von speziellen Stationen ausgeführt, die in der Regel Teil der allgemeinen Infrastruktur der Pipelinewartung sind.
Kathodische Korrosionsschutzstationen
Die Hauptfunktion der Kathodenstation iststabile Stromversorgung des Zielmetallobjekts gemäß der Methode der kathodischen Polarisation. Solche Geräte werden in der Infrastruktur von unterirdischen Gas- und Ölpipelines, in Wasserversorgungsrohren, Heizungsnetzen usw. verwendet.
Es gibt viele Arten solcher Quellen, während die gebräuchlichste kathodische Schutzvorrichtung das Vorhandensein von:
- Stromrichterausrüstung;
- Drähte zum Anschließen an das geschützte Objekt;
- Anodenerdungsschalter.
In diesem Fall gibt es eine Aufteilung der Stationen inWechselrichter und Transformator. Es gibt andere Klassifizierungen, die sich jedoch auf die Segmentierung von Anlagen oder nach Anwendungsbereichen oder nach technischen Merkmalen und Parametern der Eingabedaten konzentrieren. Die Grundprinzipien des Betriebs werden am deutlichsten durch die angegebenen zwei Arten von Kathodenstationen veranschaulicht.
Kathodische Schutztransformatoranlagen
Es ist sofort zu beachten, dass diese Art von Stationist veraltet. Wechselrichter-Gegenstücke ersetzen diese, die sowohl Vor- als auch Nachteile haben. Auf die eine oder andere Weise werden Transformatormodelle auch an neuen Stellen zum elektrochemischen Schutz eingesetzt.
Die Basis für solche Objekte istNiederfrequenztransformator bei 50 Hz und Thyristorwandler. Für das Thyristorsteuersystem werden die einfachsten Vorrichtungen verwendet, einschließlich Phasenimpulsleistungsregler. Ein verantwortungsbewussterer Ansatz zur Lösung von Steuerungsproblemen umfasst die Verwendung von Steuerungen mit breiter Funktionalität.
Kathodischer Korrosionsschutz auf dem neuesten Stand der TechnikPipelines mit solchen Geräten ermöglichen es Ihnen, die Parameter des Ausgangsstroms und der Spannungsanzeigen anzupassen sowie Schutzpotentiale auszugleichen. Die Nachteile von Transformatoranlagen gehen auf einen hohen Welligkeitsstrom am Ausgang mit geringem Leistungsfaktor zurück. Dieser Fehler wird nicht durch eine sinusförmige Stromform erklärt.
Lösen Sie das Welligkeitsproblem bis zu einem gewissen Gradermöglicht die Einführung einer Niederfrequenzdrossel in das System, deren Abmessungen jedoch den Abmessungen des Transformators selbst entsprechen, was eine solche Hinzufügung nicht immer ermöglicht.
Kathodische Schutzstation des Wechselrichters
Wechselrichterinstallationen basieren aufPuls-Hochfrequenzwandler. Einer der Hauptvorteile der Verwendung solcher Stationen ist der hohe Wirkungsgrad von 95%. Zum Vergleich: Bei Transformatorinstallationen erreicht dieser Indikator durchschnittlich 80%.
Manchmal treten andere in den Vordergrund.Würde. Beispielsweise erweitern die geringen Abmessungen von Wechselrichterstationen die Möglichkeiten für ihren Einsatz in schwierigen Bereichen. Es gibt auch finanzielle Vorteile, die durch die Verwendung solcher Geräte bestätigt werden. Somit zahlt sich der kathodische Schutz des Wechselrichters gegen Rohrleitungskorrosion schnell aus und erfordert nur minimale Investitionen in die technische Wartung. Diese Eigenschaften sind jedoch nur im Vergleich zu Transformatoranlagen deutlich sichtbar, aber heute entstehen effektivere neue Mittel zur Stromversorgung von Pipelines.
Kathodenstationsdesigns
Solche Geräte sind auf dem Markt in verschiedenen Ausführungen erhältlichGehäuse, Formen und Abmessungen. Natürlich ist auch die Praxis des individuellen Entwurfs solcher Systeme weit verbreitet, was es ermöglicht, nicht nur einen optimalen Entwurf für spezifische Anforderungen zu erhalten, sondern auch die erforderlichen Betriebsparameter sicherzustellen.
Eine strenge Berechnung der Eigenschaften der Station ermöglichtdie Kosten für Installation, Transport und Lagerung weiter optimieren. Beispielsweise ist für kleine Objekte ein kathodischer Korrosionsschutz gegen Rohrleitungen auf Wechselrichterbasis mit einer Masse von 10-15 kg und einer Leistung von 1,2 kW durchaus geeignet. Geräte mit solchen Eigenschaften können von einem Personenkraftwagen gewartet werden. Für Großprojekte können jedoch auch massivere und schwerere Stationen verwendet werden, die den Anschluss von Lastkraftwagen, Kran und Montageteams erfordern.
Schutzfunktionalität
Besonderes Augenmerk bei der Entwicklung von Kathodenstationenwidmet sich dem Schutz der Geräte selbst. Hierzu sind Systeme integriert, die Stationen vor Kurzschlüssen und Lastbrüchen schützen. Im ersten Fall werden spezielle Sicherungen verwendet, um Notbetriebsarten von Installationen zu handhaben.
Was also Spannungsspitzen und Unterbrechungen betrifftEs ist unwahrscheinlich, dass die kathodische Schutzstation durch sie ernsthaft beschädigt wird, es besteht jedoch die Gefahr eines Stromschlags. Wenn das Gerät beispielsweise im normalen Modus mit einer niedrigen Spannung betrieben wird, kann ein Leistungssprung nach einer Pause bis zu 120 V bringen.
Andere Arten des elektrochemischen Schutzes
Neben dem kathodischen Schutz werden auch Technologien praktiziertelektrische Entwässerung sowie Schutzmethoden gegen Korrosion. Die vielversprechendste Richtung gilt als besonderer Korrosionsschutz. In diesem Fall sind auch aktive Elemente mit dem Zielobjekt verbunden, wodurch die Umwandlung der Oberfläche mit Kathoden mittels Strom sichergestellt wird. Beispielsweise kann ein Stahlrohr in einer Gasleitung durch Zink- oder Aluminiumflaschen geschützt werden.
Fazit
Elektrochemische Schutzmethoden können nicht zugeordnet werdenneu und darüber hinaus innovativ. Die Wirksamkeit des Einsatzes solcher Techniken im Kampf gegen Rostprozesse ist seit langem bekannt. Es gibt jedoch einen schwerwiegenden Nachteil, der die weit verbreitete Anwendung dieser Methode behindert. Der Punkt ist, dass der kathodische Schutz gegen Rohrleitungskorrosion zwangsläufig sogenannte Streuströme erzeugt. Sie sind nicht schädlich für die Zielstruktur, können sich jedoch negativ auf Objekte in der Nähe auswirken. Insbesondere trägt der Streustrom zur Entwicklung der gleichen Korrosion auf der Metalloberfläche benachbarter Rohre bei.
