पाइपलाइनों के कैथोडिक संक्षारण संरक्षण: उपकरण, संचालन का सिद्धांत

संक्षारण संरक्षण उत्पाद लंबे समय तक चलने की अनुमति देते हैंधातु संरचना का सेवा जीवन, साथ ही संचालन के दौरान इसके तकनीकी और भौतिक गुणों को संरक्षित करता है। जंग-रोधी कार्रवाई प्रदान करने के लिए विभिन्न तरीकों के बावजूद, केवल दुर्लभ मामलों में ही वस्तुओं को जंग से होने वाले नुकसान से पूरी तरह से बचाना संभव है।

ऐसी सुरक्षा की प्रभावशीलता न केवल पर निर्भर करती हैचलने की तकनीक की गुणवत्ता, बल्कि इसके उपयोग की शर्तों पर भी। विशेष रूप से, पाइपलाइनों की धातु संरचना को संरक्षित करने के लिए, कैथोड के संचालन के आधार पर विद्युत रासायनिक जंग संरक्षण इसके सर्वोत्तम गुणों को प्रदर्शित करता है। इस तरह के संचार पर जंग की रोकथाम, निश्चित रूप से, इस तकनीक के आवेदन का एकमात्र क्षेत्र नहीं है, लेकिन इसकी विशेषताओं की समग्रता के संदर्भ में, इस दिशा को विद्युत रासायनिक संरक्षण के लिए सबसे प्रासंगिक माना जा सकता है।

विद्युत रासायनिक सुरक्षा पर सामान्य जानकारी

धातुओं को जंग से बचाने के लिएविद्युत रासायनिक क्रिया संक्षारण प्रक्रिया की दर पर सामग्री की इलेक्ट्रोड क्षमता के मूल्य की निर्भरता पर आधारित होती है। धातु संरचनाओं को संभावित सीमा में संचालित किया जाना चाहिए जहां उनका एनोडिक विघटन अनुमेय सीमा से नीचे होगा। उत्तरार्द्ध, वैसे, संरचना के संचालन के लिए तकनीकी दस्तावेज द्वारा निर्धारित किया जाता है।

व्यवहार में, विद्युत रासायनिक जंग संरक्षणएक डीसी स्रोत को तैयार उत्पाद से जोड़ना शामिल है। सतह पर विद्युत क्षेत्र और संरक्षित वस्तु की संरचना में इलेक्ट्रोड का ध्रुवीकरण होता है, जिसके कारण जंग क्षति की प्रक्रिया भी नियंत्रित होती है। संक्षेप में, धातु संरचना पर एनोडिक क्षेत्र कैथोडिक बन जाते हैं, जो नकारात्मक प्रक्रियाओं को विस्थापित करने की अनुमति देता है, जिससे लक्ष्य वस्तु की संरचना का संरक्षण सुनिश्चित होता है।

कैथोडिक सुरक्षा कैसे काम करती है

कैथोडिक और एनोडिक सुरक्षा हैविद्युत रासायनिक प्रकार। सबसे लोकप्रिय पहली अवधारणा है, जिसका उपयोग पाइपलाइनों की सुरक्षा के लिए किया जाता है। सामान्य सिद्धांत के अनुसार, इस पद्धति को लागू करते समय, बाहरी स्रोत से एक नकारात्मक ध्रुव के साथ एक वर्तमान वस्तु को आपूर्ति की जाती है। विशेष रूप से, इस तरह से एक स्टील या तांबे के पाइप को संरक्षित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कैथोड वर्गों का ध्रुवीकरण उनकी क्षमता के एनोडिक अवस्था में संक्रमण के साथ होगा। नतीजतन, संरक्षित संरचना की संक्षारक गतिविधि लगभग शून्य हो जाएगी।

इसके अलावा, कैथोडिक सुरक्षा अलग हो सकती हैनिष्पादन विकल्प। बाहरी स्रोत से ध्रुवीकरण की उपरोक्त वर्णित तकनीक का व्यापक रूप से अभ्यास किया जाता है, लेकिन कैथोडिक प्रक्रियाओं की दर में कमी के साथ-साथ एक सुरक्षात्मक बाधा के निर्माण के साथ इलेक्ट्रोलाइट के विचलन की विधि भी प्रभावी है।

यह पहले ही एक से अधिक बार देखा जा चुका है कि कैथोडिक का सिद्धांतसुरक्षा बाहरी वर्तमान स्रोत द्वारा कार्यान्वित की जाती है। दरअसल, जंग रोधी सुरक्षा का मुख्य कार्य इसके कार्य में निहित है। ये कार्य विशेष स्टेशनों द्वारा किए जाते हैं, जो एक नियम के रूप में, पाइपलाइन रखरखाव के लिए सामान्य बुनियादी ढांचे का हिस्सा हैं।

कैथोडिक जंग संरक्षण स्टेशन

कैथोड स्टेशन का मुख्य कार्य हैकैथोडिक ध्रुवीकरण की विधि के अनुसार लक्ष्य धातु वस्तु को वर्तमान की स्थिर आपूर्ति। इस तरह के उपकरण का उपयोग भूमिगत गैस और तेल पाइपलाइनों के बुनियादी ढांचे में, पानी की आपूर्ति पाइप, हीटिंग नेटवर्क आदि में किया जाता है।

ऐसे स्रोतों की कई किस्में हैं, जबकि सबसे आम कैथोडिक सुरक्षा उपकरण की उपस्थिति के लिए प्रदान करता है:

• वर्तमान कनवर्टर उपकरण;
• संरक्षित वस्तु से जुड़ने के लिए तार;
• एनोड अर्थिंग स्विच।

इस मामले में, स्टेशनों का एक विभाजन हैइन्वर्टर और ट्रांसफार्मर। अन्य वर्गीकरण हैं, लेकिन वे प्रतिष्ठानों के विभाजन या आवेदन के क्षेत्रों, या तकनीकी विशेषताओं और इनपुट डेटा के मापदंडों पर केंद्रित हैं। संचालन के मूल सिद्धांतों को दो प्रकार के कैथोड स्टेशनों द्वारा स्पष्ट रूप से दर्शाया गया है।

कैथोडिक सुरक्षा ट्रांसफार्मर प्रतिष्ठान

यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस प्रकार का स्टेशनपदावनत किया गया है। इसे इन्वर्टर समकक्षों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिसमें पेशेवरों और विपक्ष दोनों होते हैं। एक तरह से या किसी अन्य, विद्युत रासायनिक सुरक्षा प्रदान करने के लिए नए बिंदुओं पर भी ट्रांसफार्मर मॉडल का उपयोग किया जाता है।

ऐसी वस्तुओं का आधार है50 हर्ट्ज पर कम आवृत्ति वाला ट्रांसफार्मर और थाइरिस्टर कनवर्टर। थाइरिस्टर नियंत्रण प्रणाली के लिए, चरण-नाड़ी बिजली नियामकों सहित सबसे सरल उपकरणों का उपयोग किया जाता है। नियंत्रण समस्याओं को हल करने के लिए एक अधिक जिम्मेदार दृष्टिकोण में व्यापक कार्यक्षमता वाले नियंत्रकों का उपयोग शामिल है।

अत्याधुनिक कैथोडिक जंग संरक्षणऐसे उपकरणों के साथ पाइपलाइन आपको आउटपुट करंट, वोल्टेज संकेतक के मापदंडों को समायोजित करने के साथ-साथ सुरक्षात्मक क्षमता को बराबर करने की अनुमति देती है। ट्रांसफॉर्मर उपकरण के नुकसान के लिए, वे कम पावर फैक्टर के साथ आउटपुट पर उच्च स्तर की तरंग धारा तक उबालते हैं। इस दोष को एक गैर-साइनसॉइडल वर्तमान तरंग द्वारा समझाया गया है।

लहर की समस्या को कुछ हद तक हल करेंसिस्टम में कम-आवृत्ति चोक की शुरूआत की अनुमति देता है, लेकिन इसके आयाम ट्रांसफॉर्मर के आयामों के अनुरूप होते हैं, जो हमेशा इस तरह के जोड़ को संभव नहीं बनाता है।

इन्वर्टर कैथोडिक सुरक्षा स्टेशन

इन्वर्टर इंस्टॉलेशन पर आधारित हैंपल्स हाई-फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स। इस प्रकार के स्टेशनों का उपयोग करने के मुख्य लाभों में से एक उच्च दक्षता है, जो 95% तक पहुंचती है। तुलना के लिए, ट्रांसफॉर्मर इंस्टॉलेशन के लिए यह आंकड़ा औसतन 80% तक पहुंच जाता है।

कभी-कभी दूसरे सामने आ जाते हैं।गौरव। उदाहरण के लिए, इन्वर्टर स्टेशनों का छोटा आकार कठिन क्षेत्रों में उनके उपयोग की संभावनाओं का विस्तार करता है। वित्तीय लाभ भी हैं, जिनकी पुष्टि ऐसे उपकरणों के उपयोग के अभ्यास से होती है। तो, पाइपलाइन जंग के खिलाफ इन्वर्टर कैथोडिक संरक्षण जल्दी से भुगतान करता है और तकनीकी रखरखाव में न्यूनतम निवेश की आवश्यकता होती है। हालांकि, ये गुण केवल ट्रांसफार्मर प्रतिष्ठानों की तुलना में स्पष्ट रूप से ध्यान देने योग्य हैं, लेकिन आज पाइपलाइनों के लिए वर्तमान प्रदान करने के अधिक प्रभावी नए साधन हैं।

कैथोड स्टेशन डिजाइन

इस तरह के उपकरण अलग-अलग बाजार में उपलब्ध हैंआवास, आकार और आयाम। बेशक, ऐसी प्रणालियों के व्यक्तिगत डिजाइन का अभ्यास भी व्यापक है, जो न केवल विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए एक इष्टतम डिजाइन प्राप्त करना संभव बनाता है, बल्कि आवश्यक परिचालन पैरामीटर भी प्रदान करता है।

स्टेशन की विशेषताओं की एक कठोर गणना की अनुमति देता हैइसकी स्थापना, परिवहन और भंडारण की लागत को और अधिक अनुकूलित करें। उदाहरण के लिए, छोटी वस्तुओं के लिए, इन्वर्टर के आधार पर पाइपलाइनों के क्षरण के खिलाफ कैथोडिक सुरक्षा 10-15 किलोग्राम के द्रव्यमान और 1.2 kW की शक्ति के साथ काफी उपयुक्त है। ऐसी विशेषताओं वाले उपकरण एक यात्री कार द्वारा भी सेवित किए जा सकते हैं, हालांकि, बड़े पैमाने की परियोजनाओं के लिए, अधिक बड़े और भारी स्टेशनों का भी उपयोग किया जा सकता है, जिसमें ट्रकों, एक क्रेन और असेंबली टीमों के कनेक्शन की आवश्यकता होती है।

सुरक्षात्मक कार्यक्षमता

कैथोड स्टेशनों के विकास पर विशेष ध्यानउपकरणों की सुरक्षा के लिए समर्पित है। इसके लिए स्टेशनों को शॉर्ट सर्किट और लोड ब्रेक से बचाने के लिए सिस्टम को एकीकृत किया गया है। पहले मामले में, स्थापना के आपातकालीन ऑपरेटिंग मोड को संभालने के लिए विशेष फ़्यूज़ का उपयोग किया जाता है।

वोल्टेज वृद्धि और रुकावट के संबंध में, तबकैथोडिक सुरक्षा स्टेशन उनके द्वारा गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त होने की संभावना नहीं है, लेकिन बिजली के झटके का खतरा हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदि सामान्य मोड में उपकरण कम वोल्टेज के साथ संचालित होता है, तो ब्रेक के बाद, संकेतक में उछाल 120 वी तक ला सकता है।

अन्य प्रकार के विद्युत रासायनिक संरक्षण

कैथोडिक सुरक्षा के अलावा, तकनीकों का भी अभ्यास किया जाता हैविद्युत जल निकासी; और जंग को रोकने के लिए सुरक्षात्मक तरीके। सबसे आशाजनक दिशा को जंग के खिलाफ विशेष सुरक्षा माना जाता है। इस मामले में, सक्रिय तत्व भी लक्ष्य वस्तु से जुड़े होते हैं, जो वर्तमान के माध्यम से कैथोड के साथ सतह के रूपांतरण को सुनिश्चित करते हैं। उदाहरण के लिए, गैस पाइपलाइन के हिस्से के रूप में एक स्टील पाइप को जस्ता या एल्यूमीनियम सिलेंडर द्वारा संरक्षित किया जा सकता है।

निष्कर्ष

विद्युत रासायनिक सुरक्षा विधियों को इसके लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता हैनया और, इसके अलावा, अभिनव। जंग लगने की प्रक्रियाओं के खिलाफ लड़ाई में ऐसी तकनीकों के उपयोग की प्रभावशीलता को लंबे समय से महारत हासिल है। हालाँकि, एक बड़ी खामी है जो इस पद्धति को व्यापक रूप से अपनाने में बाधा उत्पन्न करती है। मुद्दा यह है कि पाइपलाइनों का कैथोडिक जंग संरक्षण अनिवार्य रूप से तथाकथित आवारा धाराएं उत्पन्न करता है। वे लक्ष्य संरचना के लिए हानिकारक नहीं हैं, लेकिन आस-पास की वस्तुओं पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं। विशेष रूप से, आवारा धारा आसन्न पाइपों की धातु की सतह पर समान क्षरण के विकास में योगदान करती है।