Korrosjon er kjemisk og elektrokjemiskmetallets reaksjon med miljøet, forårsaker skaden. Den flyter med forskjellige hastigheter, som kan reduseres. Fra et praktisk synspunkt er antikorrosiv katodisk beskyttelse av metallkonstruksjoner i kontakt med bakken, med vann og med transporterte medier av interesse. De ytre overflatene av rør er spesielt skadet av påvirkning av jord og streifstrømmer.
Innvendig avhenger korrosjon av mediets egenskaper. Hvis det er en gass, må den rengjøres grundig for fuktighet og etsende stoffer: hydrogensulfid, oksygen, etc.
Operasjonsprinsipp
Gjenstander i den elektrokjemiske korrosjonsprosessener mediet, metallet og grensesnittene mellom dem. Mediet, som vanligvis er fuktig jord eller vann, har god elektrisk ledningsevne. En elektrokjemisk reaksjon skjer i grensesnittet mellom den og metallstrukturen. Hvis strømmen er positiv (anodeelektrode), overføres jernioner til den omkringliggende løsningen, noe som fører til tap av metallmasse. Reaksjonen er etsende. Med en negativ strøm (katodeelektrode) er disse tapene fraværende, siden elektroner går inn i løsningen. Metoden brukes ved elektroplettering for påføring av ikke-jernholdige metallbelegg på stål.
Katodisk korrosjonsbeskyttelse oppnås når et negativt potensial påføres jernobjektet.
Til dette plasseres en anodeelektrode i bakken ogkoble til et positivt potensial fra en strømkilde. Minus blir matet til det beskyttede objektet. Katodisk-anodisk beskyttelse fører til aktiv ødeleggelse fra kun korrosjon av anodeelektroden. Derfor bør den endres med jevne mellomrom.
Negativ effekt av elektrokjemisk korrosjon
Korrosjon av strukturer kan oppstå frahandlinger av streifstrømmer som kommer fra andre systemer. De er nyttige for mål, men forårsaker betydelig skade på nærliggende strukturer. Stramstrømmer kan spre seg fra skinnene til elektrifiserte kjøretøy. De går mot transformatorstasjonen og havner på rørledningene. Når du forlater dem, dannes anodeområder som forårsaker intens korrosjon. For beskyttelse brukes elektrisk drenering - en spesiell drenering av strømmer fra rørledningen til deres kilde. Katodisk korrosjonsbeskyttelse av rørledninger er også mulig her. For å gjøre dette, er det nødvendig å kjenne størrelsen på strøstrømmene, som måles med spesielle enheter.
Basert på resultatene av elektriske målingermetode for å beskytte gassrørledningen. Et universalmiddel er den passive metoden for å isolere rør fra kontakt med bakken ved hjelp av isolerende belegg. Katodisk beskyttelse av en gassrørledning er en aktiv metode.
Rørledningsbeskyttelse
Strukturer i grunnen beskytter mot korrosjon hviskoble til dem minus av DC-kilden, og pluss til anodeelektrodene begravd i bakken i nærheten. Strømmen vil flyte til strukturen og beskytte den mot korrosjon. Dermed utføres katodisk beskyttelse av rørledninger, tanker eller rørledninger som ligger i bakken.
Anodeelektroden vil kollapse og børendres med jevne mellomrom. For en tank fylt med vann er elektrodene plassert inne. I dette tilfellet vil væsken være elektrolytten, gjennom hvilken strømmen vil gå fra anodene til overflaten av beholderen. Elektrodene er godt kontrollerte og enkle å bytte. Det er vanskeligere å gjøre dette i bakken.
Strømforsyning
Nær olje- og gassrørledninger, i varmenett ogvannforsyninger, hvor det kreves katodisk beskyttelse, installeres stasjoner hvorfra spenning tilføres gjenstander. Hvis de plasseres utendørs, må beskyttelsesgraden deres være minst IP34. Enhver er egnet for tørre rom.
Katodiske beskyttelsesstasjoner for gassrørledninger og andre store konstruksjoner har en kapasitet på 1 til 10 kW.
Deres energiparametere avhenger først og fremst av følgende faktorer:
- motstand mellom jord og anode;
- jordas elektriske ledningsevne;
- lengden på beskyttelsessonen;
- isolerende effekt av belegget.
Tradisjonelt katodisk beskyttelsesomformerer en transformatorinstallasjon. Nå erstattes den av en inverter, som har mindre dimensjoner, bedre strømstabilitet og større effektivitet. I viktige områder er det installert kontrollere som har funksjonene til å regulere strøm og spenning, utjevning av beskyttelsespotensialer, etc.
Utstyret er tilgjengelig på markedet i ulike versjoner. For spesifikke behov brukes individuell design for å sikre de beste driftsforholdene.
Strømkildeparametere
For korrosjonsbeskyttelse for jernbeskyttendepotensialet er 0,44 V. I praksis bør det være høyere på grunn av påvirkning av inneslutninger og tilstanden til metalloverflaten. Maksimumsverdien er 1 V. I nærvær av belegg på metallet er strømmen mellom elektrodene 0,05 mA / m2... Hvis isolasjonen er ødelagt, stiger den til 10 mA / m2.
Katodisk beskyttelse er effektiv i kombinasjon med andremåter, siden det forbrukes mindre energi. Hvis det er et maling-og-lakk-belegg på overflaten av strukturen, er bare stedene der den er skadet beskyttet elektrokjemisk.
Funksjoner av katodisk beskyttelse
- Strømkilder er stasjoner eller mobile generatorer.
- Plasseringen av anodejordingsbryterne avhenger av spesifikasjonene til rørledningene. Plasseringsmetoden kan være fordelt eller konsentrert, samt lokaliseres på forskjellige dyp.
- Anodematerialet er valgt med lav løselighet slik at det varer 15 år.
- Beskyttelsesfeltpotensialet for hver rørledning beregnes. Det er ikke regulert om det ikke er beskyttende belegg på konstruksjonene.
Gazproms standardkrav for katodisk beskyttelse
- Handling under hele levetiden til verneutstyr.
- Beskyttelse mot atmosfærisk overspenning.
- Plassering av stasjonen i blokk-bokser eller i frittstående vandalsikker utførelse.
- Anodejording velges i områder med minimum elektrisk motstand i jorda.
- Egenskapene til transduseren er valgt under hensyntagen til aldring av det beskyttende belegget til rørledningen.
Beskyttende beskyttelse
Metoden er en type katodisk beskyttelse medkoble elektroder av et mer elektronegativt metall gjennom et elektrisk ledende medium. Forskjellen ligger i fraværet av en energikilde. Beskytteren tar på seg korrosjon ved å løses opp i et elektrisk ledende miljø.
Etter noen år bør anoden skiftes etter hvert som den er i bruk.
Effekten av anoden øker med en reduksjon i denovergangsmotstand med mediet. Over tid kan den bli dekket med et etsende lag. Dette fører til sammenbrudd i elektrisk kontakt. Hvis anoden plasseres i en blanding av salter som løser opp korrosjonsproduktene, økes effektiviteten.
Slitebaneeffekten er begrenset. Aksjonsradiusen bestemmes av mediets elektriske motstand og potensialforskjellen mellom anoden og katoden.
Beskyttende beskyttelse brukes ved fraværenergikilder eller når bruken av dem er økonomisk upraktisk. Den er også ufordelaktig når den brukes i sure miljøer på grunn av den høye oppløsningshastigheten til anodene. Beskytterne er installert i vann, i bakken eller i et nøytralt miljø. Rene metallanoder lages vanligvis ikke. Oppløsningen av sink er ujevn, magnesium korroderer for raskt, og det dannes en sterk oksidfilm på aluminiumet.
Beskyttelsesmaterialer
For at beskytterne skal ha de nødvendige ytelsesegenskapene, er de laget av legeringer med følgende legeringstilsetninger.
- Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - beskyttelse av utstyr i sjøvann.
- Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (brøkdeler av prosent) - drift av strukturer i rennende sjøvann.
- Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - beskyttelse av små strukturer i jord eller vann med lav konsentrasjon av salter.
Feil bruk av enkelte typer beskyttere fører til negative konsekvenser. Magnesiumanoder kan forårsake sprekker i utstyr på grunn av utvikling av hydrogensprøhet.
Kombinert beskyttende katodisk beskyttelse med antikorrosive belegg øker effektiviteten.
Fordelingen av beskyttelsesstrømmen er forbedret og det kreves betydelig færre anoder. En enkelt magnesiumanode beskytter en bitumenbelagt rørledning over en lengde på 8 km, og en ubelagt rørledning kun 30 m.
Korrosjonsbeskyttelse av karosseri
Hvis belegget er ødelagt, tykkelsen på bilens karosserikan avta på 5 år til 1 mm, det vil si at den kan korrodere gjennom og gjennom. Restaureringen av det beskyttende laget er viktig, men i tillegg er det en måte å stoppe korrosjonsprosessen fullstendig ved å bruke katodisk-beskyttende beskyttelse. Hvis du gjør kroppen om til en katode, stopper metallkorrosjonen. Anoder kan være alle ledende overflater i nærheten: metallplater, jordsløyfe, garasjekropp, våt veibane. I dette tilfellet øker effektiviteten av beskyttelse med en økning i arealet til anodene. Hvis anoden er en veidekke, brukes en metallisert gummi "hale" for kontakt med den. Den er plassert mot hjulene for bedre sprut. Halen er isolert fra kroppen.
Plusset til lagringsbatteriet er koblet til anodengjennom en 1 kΩ motstand og en LED koblet i serie med den. Når kretsen er lukket gjennom anoden, når minus er koblet til kroppen, er LED-en knapt synlig i normal modus. Hvis det er sterkt opplyst, har det oppstått en kortslutning i kretsen. Årsaken må finnes og elimineres.
For beskyttelse må en sikring installeres i serie i kretsen.
Når bilen står i garasjen er den koblet til jordanoden. Under bevegelsen skjer forbindelsen gjennom "halen".
konklusjon
Katodisk beskyttelse er en måte å øke pådriftssikkerheten til underjordiske rørledninger og andre strukturer. I dette tilfellet bør man ta hensyn til dens negative innvirkning på nærliggende rørledninger fra påvirkning av streifstrømmer.
