Agentes anticorrosivos ajudam a prolongara vida útil da estrutura metálica, bem como manter suas propriedades técnicas e físicas durante a operação. Apesar da variedade de métodos para fornecer ação anticorrosiva, é possível proteger completamente os objetos contra danos causados pela ferrugem apenas em casos raros.
A eficácia dessa proteção depende não apenasqualidade da tecnologia da banda de rodagem, mas também nas condições de sua aplicação. Em particular, para preservar a estrutura metálica das tubulações, a proteção contra corrosão eletroquímica baseada na operação de cátodos demonstra suas melhores propriedades. A prevenção da formação de ferrugem nessas comunicações não é, obviamente, a única área de aplicação dessa tecnologia, mas em termos de combinação de características, essa direção pode ser considerada a mais relevante para proteção eletroquímica.
Informações gerais sobre proteção eletroquímica
Proteger os metais da ferrugem atravésO efeito eletroquímico é baseado na dependência do potencial do eletrodo do material na taxa do processo de corrosão. As estruturas metálicas devem ser operadas na faixa de potenciais onde sua dissolução anódica estará abaixo do limite permitido. Este último, aliás, é determinado pela documentação técnica para o funcionamento da estrutura.
Na prática, a proteção contra corrosão eletroquímicaenvolve conectar uma fonte com corrente contínua ao produto acabado. O campo elétrico na superfície e na estrutura do objeto protegido forma a polarização dos eletrodos, que controla o processo de dano por corrosão. Em essência, as zonas anódicas da estrutura metálica tornam-se catódicas, o que permite o deslocamento de processos negativos, garantindo a preservação da estrutura do objeto alvo.
Como funciona a proteção catódica
Possui proteção catódica e anódicatipo eletroquímico. No entanto, o primeiro conceito, usado para proteger dutos, ganhou maior popularidade. De acordo com o princípio geral, ao implementar este método, uma corrente com pólo negativo é fornecida ao objeto de uma fonte externa. Em particular, um tubo de aço ou cobre pode ser protegido dessa maneira, como resultado da polarização das seções do cátodo ocorrerá com a transição de seus potenciais para o estado do ânodo. Como resultado, a atividade corrosiva da estrutura protegida será reduzida a quase zero.
Ao mesmo tempo, a proteção catódica pode ter diferentesopções de execução. A técnica de polarização acima descrita de uma fonte externa é amplamente praticada, mas o método de desaeração do eletrólito com diminuição da taxa de processos catódicos, bem como a criação de uma barreira protetora, também funciona de forma eficaz.
Tem sido notado mais de uma vez que o princípio de catódicaa proteção é implementada por uma fonte de corrente externa. Na verdade, a principal função da proteção anticorrosiva está no seu trabalho. Essas tarefas são executadas por estações especiais, que, via de regra, fazem parte da infraestrutura geral de manutenção de dutos.
Estações de proteção contra corrosão catódica
A principal função da estação catódica éfornecimento estável de corrente para o objeto de metal alvo de acordo com o método de polarização catódica. Esses equipamentos são utilizados na infraestrutura de gasodutos e oleodutos subterrâneos, em tubulações de abastecimento de água, redes de aquecimento, etc.
Existem muitas variedades de tais fontes, enquanto o dispositivo de proteção catódica mais comum prevê a presença de:
- equipamento conversor de corrente;
- fios para conectar ao objeto protegido;
- aterramento anódico.
Ao mesmo tempo, há uma divisão das estações eminversor e transformador. Existem outras classificações, mas centram-se na segmentação das instalações, quer por aplicação, quer por características técnicas e parâmetros de dados de entrada. Os princípios básicos de operação são mais claramente ilustrados pelos dois tipos designados de estações catódicas.
Plantas transformadoras para proteção catódica
Deve ser imediatamente notado que este tipo de estaçãoestá desatualizado. Ele está sendo substituído por análogos do inversor, que têm vantagens e desvantagens. De uma forma ou de outra, os modelos de transformadores são usados mesmo em novos pontos para fornecer proteção eletroquímica.
Esses objetos são baseados emTransformador de baixa frequência de 50 Hz e conversor tiristorizado. Para o sistema de controle do tiristor, os dispositivos mais simples são usados, incluindo controladores de potência de pulso de fase. Uma abordagem mais responsável para resolver problemas de controle envolve o uso de controladores com ampla funcionalidade.
Proteção contra corrosão catódica de última geraçãoOleodutos com tais equipamentos permitem ajustar os parâmetros da corrente de saída, indicadores de tensão, bem como equalizar os potenciais de proteção. Quanto às desvantagens dos equipamentos transformadores, elas se resumem a um alto grau de ondulação de corrente na saída com baixo fator de potência. Este defeito não é explicado pela forma senoidal da corrente.
Resolva o problema da ondulação até certo pontopermite a introdução de uma bobina de baixa frequência no sistema, mas suas dimensões correspondem às dimensões do próprio transformador, o que nem sempre possibilita tal adição.
Estação inversora de proteção catódica
As instalações do tipo inversor são baseadas emconversores de pulso de alta frequência. Uma das principais vantagens do uso de estações desse tipo é a alta eficiência, chegando a 95%. Para efeito de comparação, para instalações de transformadores, esse valor chega a uma média de 80%.
Às vezes, outros vêm à tonadignidade. Por exemplo, as pequenas dimensões das estações inversoras ampliam as possibilidades de uso em áreas difíceis. Há também vantagens financeiras, que são confirmadas pela prática do uso desses equipamentos. Assim, a proteção contra corrosão catódica do inversor de tubulações compensa rapidamente e requer um investimento mínimo em manutenção técnica. No entanto, essas qualidades são claramente visíveis apenas quando comparadas com instalações de transformadores, mas hoje existem novos meios mais eficazes de fornecer corrente para dutos.
Estruturas de estações catódicas
Tais equipamentos se apresentam no mercado em diferentescasos, formas e dimensões. Obviamente, a prática do projeto individual de tais sistemas também é difundida, o que permite não apenas obter um projeto ideal para necessidades específicas, mas também fornecer os parâmetros operacionais necessários.
Um cálculo rigoroso das características da estação permiteotimizar ainda mais os custos de sua instalação, transporte e armazenamento. Por exemplo, a proteção catódica contra corrosão de tubulações baseada em um inversor com massa de 10 a 15 kg e potência de 1,2 kW é bastante adequada para objetos pequenos. Equipamentos com tais características podem ser atendidos por carro, porém, para projetos de grande porte, podem ser utilizadas estações mais volumosas e pesadas, exigindo a ligação de caminhões, guindaste e equipes de instalação.
Funcionalidade de proteção
Atenção especial ao desenvolver estações catódicasconcentra-se na proteção do próprio equipamento. Para isso, estão sendo integrados sistemas para proteger as estações contra curtos-circuitos e rupturas de carga. No primeiro caso, fusíveis especiais são utilizados para lidar com os modos de operação de emergência das instalações.
Quanto a picos e quebras de tensão, entãoÉ improvável que a estação de proteção catódica seja seriamente danificada por eles, mas pode haver risco de choque elétrico. Por exemplo, se no modo normal o equipamento funcionar em baixa tensão, depois de uma pausa o salto nas leituras pode chegar a 120 V.
Outros tipos de proteção eletroquímica
Além da proteção catódica, também são praticadas tecnologiasdrenagem elétrica, bem como métodos de proteção para evitar corrosão. A direção mais promissora é considerada a proteção especial contra a corrosão. Neste caso, os elementos ativos também são conectados ao objeto alvo, garantindo a transformação da superfície com cátodos através da corrente. Por exemplo, um tubo de aço como parte de um gasoduto pode ser protegido por cilindros de zinco ou alumínio.
Conclusão
Os métodos de proteção eletroquímica não podem ser classificados comonovo e, além disso, inovador. A eficácia do uso de tais técnicas no combate aos processos de ferrugem já é dominada há muito tempo. No entanto, a utilização generalizada deste método é dificultada por uma séria desvantagem. O fato é que a proteção catódica contra a corrosão das tubulações produz inevitavelmente as chamadas correntes parasitas. Eles não são perigosos para a estrutura alvo, mas podem ter um impacto negativo em objetos próximos. Em particular, a corrente parasita contribui para o desenvolvimento da mesma corrosão na superfície metálica dos tubos adjacentes.
