Les produits anticorrosion permettent de prolongerla durée de vie de la structure métallique, ainsi que de préserver ses propriétés techniques et physiques pendant le fonctionnement. Malgré la variété des méthodes permettant d'assurer une action anti-corrosion, il n'est possible de protéger complètement les objets contre les dommages causés par la rouille que dans de rares cas.
L'efficacité d'une telle protection dépend non seulement dela qualité de la technologie de la bande de roulement, mais aussi sur les conditions de son utilisation. En particulier, afin de préserver la structure métallique des canalisations, la protection électrochimique contre la corrosion basée sur le fonctionnement des cathodes démontre ses meilleures propriétés. La prévention de la formation de rouille sur de telles communications n'est bien sûr pas le seul domaine d'application de cette technologie, mais du point de vue de l'ensemble de ses caractéristiques, cette direction peut être considérée comme la plus pertinente pour la protection électrochimique.
Informations générales sur la protection électrochimique
Protection des métaux contre la rouille au moyen del'action électrochimique est basée sur la dépendance de la valeur du potentiel d'électrode du matériau sur la vitesse du processus de corrosion. Les structures métalliques doivent être exploitées dans la plage de potentiel où leur dissolution anodique sera inférieure à la limite admissible. Ce dernier, d'ailleurs, est déterminé par la documentation technique pour le fonctionnement de la structure.
En pratique, la protection électrochimique contre la corrosionimplique de connecter une source CC au produit fini. Le champ électrique à la surface et dans la structure de l'objet protégé forme la polarisation des électrodes, grâce à laquelle le processus de corrosion est également contrôlé. En substance, les zones anodiques sur la structure métallique deviennent cathodiques, ce qui permet de déplacer les processus négatifs, assurant la préservation de la structure de l'objet cible.
Comment fonctionne la protection cathodique
Il existe une protection cathodique et anodiquetype électrochimique. Le plus populaire est le premier concept, qui est utilisé pour protéger les pipelines. Selon le principe général, lors de la mise en œuvre de cette méthode, un courant de pôle négatif provenant d'une source externe est fourni à l'objet. En particulier, de cette manière, un tuyau en acier ou en cuivre peut être protégé, ce qui entraînera la polarisation des sections cathodiques avec le passage de leurs potentiels à l'état anodique. En conséquence, l'activité corrosive de la structure protégée sera réduite à presque zéro.
De plus, la protection cathodique peut avoir différentespossibilités d'exécution. La technique décrite ci-dessus de polarisation à partir d'une source externe est largement pratiquée, mais la méthode de désaération de l'électrolyte avec une diminution de la vitesse des processus cathodiques, ainsi que la création d'une barrière protectrice, est également efficace.
On a déjà noté plus d'une fois que le principe de la cathodiquela protection est réalisée par une source de courant externe. En fait, la fonction principale de la protection anti-corrosion réside dans son travail. Ces tâches sont effectuées par des stations spéciales qui, en règle générale, font partie de l'infrastructure générale pour l'entretien des canalisations.
Stations de protection cathodique contre la corrosion
La fonction principale de la station cathodique estfourniture stable de courant à l'objet métallique cible conformément à la méthode de polarisation cathodique. Ces équipements sont utilisés dans l'infrastructure des oléoducs et gazoducs souterrains, dans les conduites d'alimentation en eau, les réseaux de chauffage, etc.
Il existe de nombreuses variétés de telles sources, tandis que le dispositif de protection cathodique le plus courant prévoit la présence de :
- équipement de convertisseur de courant;
- fils de connexion à l'objet protégé;
- sectionneur de terre anodique.
Dans ce cas, il y a une division des stations enonduleur et transformateur. Il existe d'autres classifications, mais elles sont axées sur la segmentation des installations ou par domaines d'application, ou par caractéristiques techniques et paramètres des données d'entrée. Les principes de fonctionnement de base sont illustrés le plus clairement par les deux types de stations cathodiques indiqués.
Installations de transformateurs de protection cathodique
Notons tout de suite que ce type de stationest obsolète. Il est remplacé par des onduleurs homologues, qui présentent à la fois des avantages et des inconvénients. D'une manière ou d'une autre, les modèles de transformateurs sont utilisés même à de nouveaux points pour fournir une protection électrochimique.
La base de tels objets esttransformateur basse fréquence à 50 Hz et convertisseur à thyristor. Pour le système de contrôle des thyristors, les dispositifs les plus simples sont utilisés, y compris les régulateurs de puissance à impulsions de phase. Une approche plus responsable de la résolution des problèmes de contrôle implique l'utilisation de contrôleurs dotés de fonctionnalités étendues.
Protection anticorrosion cathodique moderneles pipelines avec un tel équipement vous permettent d'ajuster les paramètres du courant de sortie, les indicateurs de tension, ainsi que d'égaliser les potentiels de protection. Quant aux inconvénients des équipements de transformation, ils se résument à un courant d'ondulation élevé à la sortie avec un faible facteur de puissance. Ce défaut s'explique par une forme d'onde de courant non sinusoïdale.
Résoudre le problème d'ondulation dans une certaine mesurepermet l'introduction d'une self basse fréquence dans le système, mais ses dimensions correspondent aux dimensions du transformateur lui-même, ce qui ne permet pas toujours un tel ajout.
Poste de protection cathodique de l'onduleur
Les installations de type onduleur sont basées surconvertisseurs haute fréquence à impulsions. L'un des principaux avantages de l'utilisation de stations de ce type est un rendement élevé, atteignant 95%. A titre de comparaison, pour les installations de transformateurs, ce chiffre atteint 80% en moyenne.
Parfois, d'autres viennent au premier plan.dignité. Par exemple, les petites dimensions des stations d'onduleurs élargissent les possibilités de leur utilisation dans des zones difficiles. Il y a aussi des avantages financiers, qui sont confirmés par la pratique d'utiliser de tels équipements. Ainsi, la protection cathodique de l'onduleur contre la corrosion des canalisations est rapidement rentable et nécessite un investissement minimal en maintenance technique. Cependant, ces qualités ne sont clairement perceptibles que par rapport aux installations de transformateurs, mais il existe aujourd'hui de nouveaux moyens plus efficaces de fournir du courant aux pipelines.
Conceptions de stations cathodiques
De tels équipements sont disponibles sur le marché sous différentesboîtiers, formes et dimensions. Bien entendu, la pratique de la conception individuelle de tels systèmes est également répandue, ce qui permet non seulement d'obtenir une conception optimale pour des besoins spécifiques, mais également de fournir les paramètres opérationnels nécessaires.
Un calcul rigoureux des caractéristiques de la station permetoptimiser davantage les coûts de son installation, de son transport et de son stockage. Par exemple, pour les petits objets, la protection cathodique contre la corrosion des canalisations sur la base d'un onduleur d'une masse de 10 à 15 kg et d'une puissance de 1,2 kW est tout à fait appropriée. Des équipements présentant de telles caractéristiques peuvent également être desservis par une voiture particulière, cependant, pour les projets de grande envergure, des stations plus massives et lourdes peuvent également être utilisées, nécessitant le raccordement de camions, d'une grue et d'équipes de montage.
Fonctionnalité de protection
Attention particulière au développement des stations cathodiquesest consacré à la protection de l'équipement lui-même. Pour cela, des systèmes sont intégrés pour protéger les stations contre les courts-circuits et les coupures de charge. Dans le premier cas, des fusibles spéciaux sont utilisés pour gérer les modes de fonctionnement d'urgence des installations.
En ce qui concerne les surtensions et les interruptions, alorsil est peu probable que la station de protection cathodique soit sérieusement endommagée, mais il peut y avoir un risque de choc électrique. Par exemple, si en mode normal l'équipement fonctionne avec une basse tension, alors après une pause, un saut dans les indicateurs peut apporter jusqu'à 120 V.
Autres types de protection électrochimique
En plus de la protection cathodique, des technologies sont également pratiquéesdrainage électrique et méthodes de protection pour empêcher la corrosion. La direction la plus prometteuse est considérée comme une protection spéciale contre la formation de corrosion. Dans ce cas, des éléments actifs sont également connectés à l'objet cible, assurant la conversion de la surface avec des cathodes au moyen de courant. Par exemple, un tuyau en acier faisant partie d'un gazoduc peut être protégé par des cylindres en zinc ou en aluminium.
Conclusion
Les méthodes de protection électrochimique ne peuvent être attribuées ànouveau et surtout innovant. L'efficacité de l'utilisation de telles techniques dans la lutte contre les processus de rouille est maîtrisée depuis longtemps. Cependant, il existe un inconvénient majeur qui entrave l'adoption généralisée de cette méthode. Le fait est que la protection cathodique contre la corrosion des canalisations génère inévitablement ce que l'on appelle des courants vagabonds. Ils ne sont pas nocifs pour la structure cible, mais peuvent avoir un impact négatif sur les objets à proximité. En particulier, le courant vagabond contribue au développement de la même corrosion sur la surface métallique des tuyaux adjacents.
