การป้องกัน Cathodic: การใช้งานและมาตรฐาน

การกัดกร่อนเป็นสารเคมีและไฟฟ้าเคมีปฏิกิริยาของโลหะกับสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดความเสียหาย มันไหลในอัตราที่แตกต่างกันซึ่งสามารถลดลงได้ จากมุมมองในทางปฏิบัติการป้องกัน cathodic ป้องกันการกัดกร่อนของโครงสร้างโลหะที่สัมผัสกับพื้นดินด้วยน้ำและสื่อที่ขนส่งเป็นที่สนใจ พื้นผิวด้านนอกของท่อได้รับความเสียหายโดยเฉพาะจากอิทธิพลของดินและกระแสน้ำ

ภายในการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของตัวกลาง ถ้าเป็นก๊าซต้องทำความสะอาดความชื้นและสารกัดกร่อนอย่างทั่วถึงเช่นไฮโดรเจนซัลไฟด์ออกซิเจน ฯลฯ

หลักการทำงาน

วัตถุของกระบวนการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีเป็นสื่อกลางโลหะและส่วนต่อประสานระหว่างกัน ตัวกลางซึ่งมักจะเป็นดินเปียกหรือน้ำมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าได้ดี ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีเกิดขึ้นที่ส่วนเชื่อมต่อระหว่างมันกับโครงสร้างโลหะ ถ้ากระแสเป็นบวก (ขั้วแอโนด) ไอออนของเหล็กจะถูกถ่ายโอนไปยังสารละลายโดยรอบซึ่งจะทำให้สูญเสียมวลโลหะ ปฏิกิริยามีฤทธิ์กัดกร่อน ด้วยกระแสลบ (ขั้วแคโทด) การสูญเสียเหล่านี้จะขาดหายไปเนื่องจากอิเล็กตรอนผ่านเข้าไปในสารละลาย วิธีนี้ใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้าสำหรับการเคลือบโลหะที่ไม่ใช่เหล็กกับเหล็ก

การป้องกันการกัดกร่อนของ Cathodic ทำได้เมื่อมีการใช้ศักยภาพเชิงลบกับวัตถุเหล็ก

ในการทำเช่นนี้อิเล็กโทรดขั้วบวกจะถูกวางไว้ในดินและเชื่อมต่อกับศักยภาพเชิงบวกจากแหล่งพลังงาน เครื่องหมายลบถูกป้อนให้กับวัตถุที่ได้รับการป้องกัน การป้องกันแคโทด - ขั้วบวกนำไปสู่การทำลายจากการกัดกร่อนของขั้วแอโนดเท่านั้น ดังนั้นจึงควรเปลี่ยนเป็นระยะ

ผลเสียของการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี

การกัดกร่อนของโครงสร้างอาจเกิดขึ้นได้จากการกระทำของกระแสหลงทางที่มาจากระบบอื่น พวกมันมีประโยชน์สำหรับเป้าหมาย แต่สร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อโครงสร้างใกล้เคียง กระแสน้ำสามารถแพร่กระจายจากรางของยานพาหนะไฟฟ้า พวกเขาผ่านไปยังสถานีย่อยและไปสิ้นสุดที่ท่อ เมื่อทิ้งไว้บริเวณขั้วบวกจะเกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง เพื่อการป้องกันจะใช้การระบายน้ำด้วยไฟฟ้า - การระบายกระแสพิเศษจากท่อไปยังแหล่งที่มา นอกจากนี้ยังสามารถป้องกันการกัดกร่อนของท่อแคโทดได้ที่นี่ ในการทำเช่นนี้คุณต้องทราบขนาดของกระแสน้ำที่หลงทางซึ่งวัดด้วยอุปกรณ์พิเศษ

จากผลการวัดทางไฟฟ้าวิธีการป้องกันท่อส่งก๊าซ วิธีการรักษาแบบสากลคือวิธีการแยกท่อออกจากการสัมผัสกับพื้นดินโดยใช้สารเคลือบฉนวน การป้องกัน cathodic ของท่อส่งก๊าซเป็นวิธีการที่ใช้งานได้

การป้องกันท่อ

โครงสร้างในพื้นดินป้องกันการกัดกร่อนถ้าเชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งจ่ายกระแสตรงและบวกกับขั้วไฟฟ้าแอโนดที่ฝังอยู่ใกล้ ๆ ในพื้นดิน กระแสจะไหลไปที่โครงสร้างปกป้องจากการกัดกร่อน ดังนั้นจึงมีการดำเนินการป้องกัน cathodic ของท่อถังหรือท่อที่อยู่ในพื้นดิน

ขั้วแอโนดจะยุบและควรจะเป็นเปลี่ยนเป็นระยะ สำหรับถังที่เต็มไปด้วยน้ำขั้วไฟฟ้าจะอยู่ด้านใน ในกรณีนี้ของเหลวจะเป็นอิเล็กโทรไลต์ซึ่งกระแสจะไหลจากขั้วบวกไปยังพื้นผิวของภาชนะ อิเล็กโทรดได้รับการควบคุมอย่างดีและง่ายต่อการเปลี่ยน การทำแบบนี้ในภาคพื้นดินทำได้ยากกว่า

แหล่งจ่ายไฟ

ใกล้ท่อส่งน้ำมันและก๊าซในเครือข่ายทำความร้อนและแหล่งจ่ายน้ำซึ่งจำเป็นต้องมีการป้องกัน cathodic จะมีการติดตั้งสถานีที่แรงดันไฟฟ้าจ่ายให้กับวัตถุ หากวางไว้กลางแจ้งระดับการป้องกันต้องมีอย่างน้อย IP34 เหมาะสำหรับห้องแห้ง

สถานีป้องกัน Cathodic สำหรับท่อส่งก๊าซและโครงสร้างขนาดใหญ่อื่น ๆ มีความจุ 1 ถึง 10 กิโลวัตต์

พารามิเตอร์พลังงานของพวกเขาส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:

• ความต้านทานระหว่างดินและขั้วบวก
• การนำไฟฟ้าของดิน
• ความยาวของเขตป้องกัน
• ผลฉนวนของการเคลือบ

ตัวแปลงการป้องกัน cathodic ตามเนื้อผ้าคือการติดตั้งหม้อแปลง ตอนนี้กำลังถูกแทนที่ด้วยอินเวอร์เตอร์ซึ่งมีขนาดเล็กลงเสถียรภาพในปัจจุบันที่ดีขึ้นและประสิทธิภาพที่มากขึ้น ในพื้นที่สำคัญจะมีการติดตั้งคอนโทรลเลอร์ที่มีหน้าที่ควบคุมกระแสและแรงดันปรับศักย์การป้องกัน ฯลฯ

อุปกรณ์ดังกล่าวมีจำหน่ายในท้องตลาดหลายรุ่น สำหรับความต้องการเฉพาะการออกแบบส่วนบุคคลจะถูกนำไปใช้เพื่อให้แน่ใจว่ามีสภาพการทำงานที่ดีที่สุด

พารามิเตอร์แหล่งพลังงาน

สำหรับการป้องกันการกัดกร่อนเพื่อป้องกันเหล็กศักยภาพคือ 0.44 V. ในทางปฏิบัติควรสูงขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของการรวมและสถานะของพื้นผิวโลหะ ค่าสูงสุดคือ 1 V ในกรณีที่มีการเคลือบบนโลหะกระแสไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดคือ 0.05 mA / m²... หากฉนวนขาดจะเพิ่มขึ้นเป็น 10 mA / m².

การป้องกัน Cathodic มีประสิทธิภาพร่วมกับวิธีอื่น ๆเนื่องจากใช้พลังงานน้อยลง หากมีการเคลือบสีและแล็กเกอร์บนพื้นผิวของโครงสร้างเฉพาะบริเวณที่ได้รับความเสียหายเท่านั้นที่ได้รับการปกป้องด้วยไฟฟ้า

คุณสมบัติของการป้องกัน cathodic

1. แหล่งพลังงานคือสถานีหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่
2. ตำแหน่งของสวิตช์สายดินขั้วบวกขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของท่อ วิธีการจัดวางสามารถกระจายหรือกระจุกตัวรวมทั้งตั้งอยู่ในระดับความลึกที่แตกต่างกัน
3. วัสดุแอโนดถูกเลือกที่มีความสามารถในการละลายต่ำเพื่อให้มีอายุ 15 ปี
4. มีการคำนวณศักยภาพของสนามป้องกันสำหรับแต่ละไปป์ไลน์ ไม่มีการควบคุมหากไม่มีการเคลือบป้องกันบนโครงสร้าง

ข้อกำหนดมาตรฐานของ Gazprom สำหรับการป้องกัน cathodic

• การดำเนินการตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ป้องกัน
• ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินในชั้นบรรยากาศ
• การวางสถานีในกล่องปิดกั้นหรือในการออกแบบป้องกันการป่าเถื่อนแบบยืนอิสระ
• การต่อสายดินขั้วบวกถูกเลือกในพื้นที่ที่มีความต้านทานไฟฟ้าต่ำสุดของดิน
• คุณสมบัติของตัวแปลงถูกเลือกโดยคำนึงถึงอายุของการเคลือบป้องกันของท่อ

การป้องกัน

วิธีนี้เป็นการป้องกัน cathodic ชนิดหนึ่งด้วยเชื่อมต่ออิเล็กโทรดของโลหะอิเล็กโทรเนกาติวิตีผ่านสื่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ความแตกต่างอยู่ที่การไม่มีแหล่งพลังงาน ตัวป้องกันป้องกันการกัดกร่อนโดยการละลายในสภาพแวดล้อมที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

หลังจากผ่านไปสองสามปีควรเปลี่ยนขั้วบวกในขณะที่กำลังใช้งานจนหมด

ผลของขั้วบวกจะเพิ่มขึ้นตามการลดลงของมันความต้านทานการเปลี่ยนแปลงด้วยตัวกลาง เมื่อเวลาผ่านไปอาจถูกปกคลุมด้วยชั้นที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สิ่งนี้นำไปสู่การพังทลายของหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า หากใส่ขั้วบวกลงในส่วนผสมของเกลือที่ละลายผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้น

ผลของดอกยางมี จำกัด รัศมีของการกระทำถูกกำหนดโดยความต้านทานไฟฟ้าของตัวกลางและความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและแคโทด

การป้องกันจะถูกนำไปใช้ในกรณีที่ไม่มีแหล่งที่มาของพลังงานหรือเมื่อใช้งานไม่ได้ในเชิงเศรษฐกิจ นอกจากนี้ยังเสียเปรียบเมื่อใช้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเนื่องจากมีอัตราการละลายของแอโนดสูง ตัวป้องกันถูกติดตั้งในน้ำในพื้นดินหรือในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง มักจะไม่ทำขั้วบวกโลหะบริสุทธิ์ การละลายของสังกะสีไม่สม่ำเสมอแมกนีเซียมกัดกร่อนเร็วเกินไปและฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแกร่งจะก่อตัวบนอะลูมิเนียม

วัสดุป้องกัน

เพื่อให้ตัวป้องกันมีคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่ต้องการพวกมันถูกสร้างขึ้นจากโลหะผสมที่มีการผสมเพิ่มเติมดังต่อไปนี้

• Zn + 0.025-0.15% Cd + 0.1-0.5% Al - การป้องกันอุปกรณ์ในน้ำทะเล
• Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (เศษส่วนของเปอร์เซ็นต์) - การทำงานของโครงสร้างในน้ำทะเลไหล
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - การป้องกันโครงสร้างขนาดเล็กในดินหรือในน้ำที่มีเกลือเข้มข้นต่ำ

การใช้เครื่องป้องกันบางประเภทอย่างไม่เหมาะสมจะนำไปสู่ผลเสีย แมกนีเซียมแอโนดอาจทำให้อุปกรณ์แตกร้าวเนื่องจากการพัฒนาของการแตกตัวของไฮโดรเจน

การป้องกัน cathodic ร่วมกับสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ

การกระจายของกระแสป้องกันได้รับการปรับปรุงและจำเป็นต้องมีขั้วบวกน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญ แอโนดแมกนีเซียมเดี่ยวช่วยปกป้องท่อส่งน้ำมันที่เคลือบด้วยน้ำมันดินในระยะทาง 8 กม. และไม่เคลือบผิวเพียง 30 ม.

ป้องกันการกัดกร่อนของตัวถังรถ

ถ้าเคลือบแตกความหนาของตัวถังรถสามารถลดลงใน 5 ปีถึง 1 มม. นั่นคือสามารถกัดกร่อนผ่านและผ่านได้ การฟื้นฟูชั้นป้องกันเป็นสิ่งสำคัญ แต่นอกจากนี้ยังมีวิธีที่จะหยุดกระบวนการกัดกร่อนได้อย่างสมบูรณ์โดยใช้การป้องกันด้วยคาโทดิก หากคุณเปลี่ยนร่างกายเป็นแคโทดการกัดกร่อนของโลหะจะหยุดลง แอโนดอาจเป็นพื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่อยู่ใกล้เคียง: แผ่นโลหะห่วงพื้นตัวถังโรงรถพื้นผิวถนนเปียก ในกรณีนี้ประสิทธิภาพของการป้องกันจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ของขั้วบวก ถ้าขั้วบวกเป็นพื้นผิวถนนจะใช้ "หาง" ยางที่เป็นโลหะสำหรับสัมผัสกับมัน วางไว้กับล้อเพื่อให้กระเด็นได้ดีขึ้น "หาง" เป็นฉนวนจากร่างกาย

บวกของแบตเตอรี่จัดเก็บเชื่อมต่อกับขั้วบวกผ่านตัวต้านทาน 1 kΩและ LED ที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมด้วย เมื่อปิดวงจรผ่านขั้วบวกเมื่อขั้วลบเชื่อมต่อกับร่างกายในโหมดปกติไฟ LED แทบจะมองไม่เห็น หากไฟสว่างแสดงว่าเกิดไฟฟ้าลัดวงจรในวงจร ต้องหาสาเหตุและกำจัด

เพื่อการป้องกันต้องติดตั้งฟิวส์เป็นชุดในวงจร

เมื่อรถอยู่ในโรงรถจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกพื้นดิน ในระหว่างการเคลื่อนไหวการเชื่อมต่อเกิดขึ้นผ่าน "หาง"

ข้อสรุป

การป้องกัน cathodic เป็นวิธีการเพิ่มความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานของท่อใต้ดินและโครงสร้างอื่น ๆ ในกรณีนี้ควรคำนึงถึงผลกระทบเชิงลบต่อท่อที่อยู่ใกล้เคียงจากอิทธิพลของกระแสน้ำที่หลงทาง