Mereka memungkinkan Anda untuk memperpanjang masa pakai struktur logam, serta mempertahankan sifat teknis dan fisiknya selama pengoperasian. Terlepas dari beragam metode untuk memastikan tindakan anti-korosi, perlindungan penuh objek dari kerusakan karat hanya mungkin dilakukan dalam kasus yang jarang terjadi.
Efektivitas perlindungan tersebut tidak hanya bergantung pada kualitas teknologi tapak, tetapi juga pada kondisi penerapannya. Khususnya, untuk melestarikan struktur logam pipa, perlindungan korosi elektrokimia berdasarkan pengoperasian katoda menunjukkan sifat terbaiknya. Mencegah terbentuknya karat pada komunikasi semacam itu, tentu saja, bukan satu-satunya bidang penerapan teknologi ini, namun berdasarkan totalitas karakteristiknya, bidang ini dapat dianggap paling relevan untuk perlindungan elektrokimia.
Informasi umum tentang perlindungan elektrokimia
Perlindungan logam dari karat melalui aksi elektrokimia didasarkan pada ketergantungan ukuran material terhadap laju proses korosi. Struktur logam harus dioperasikan dalam kisaran potensial di mana pelarutan anodiknya berada di bawah batas yang diizinkan. Omong-omong, yang terakhir ditentukan oleh dokumentasi teknis untuk pengoperasian struktur.
Dalam praktiknya, perlindungan korosi elektrokimia melibatkan penyambungan sumber arus searah ke produk jadi. Medan listrik pada permukaan dan struktur benda yang dilindungi membentuk polarisasi elektroda, sehingga proses kerusakan korosi dapat dikendalikan. Intinya, zona anodik pada struktur logam menjadi katodik, yang memungkinkan perpindahan proses negatif, memastikan pelestarian struktur objek target.
Prinsip operasi proteksi katodik
Ada proteksi katodik dan anodik tipe elektrokimia. Konsep pertama, yang digunakan untuk melindungi jaringan pipa, adalah yang paling populer. Menurut prinsip umum, ketika menerapkan metode ini, arus dengan kutub negatif disuplai ke benda dari sumber luar. Secara khusus, pipa baja atau tembaga dapat dilindungi dengan cara ini, akibatnya akan terjadi polarisasi bagian katoda dengan transisi potensinya ke keadaan anodik. Akibatnya, aktivitas korosi pada struktur yang dilindungi akan berkurang hingga hampir nol.
Pada saat yang sama, proteksi katodik dapat memiliki desain yang berbeda. Teknik polarisasi dari sumber eksternal yang dijelaskan di atas dipraktikkan secara luas, namun metode deaerasi elektrolit dengan mengurangi laju proses katodik dan juga menciptakan penghalang pelindung juga bekerja secara efektif.
Telah dicatat lebih dari sekali bahwa prinsip proteksi katodik diterapkan melalui sumber arus eksternal. Sebenarnya fungsi utamanya terletak pada pekerjaannya, tugas-tugas ini dilakukan oleh stasiun-stasiun khusus, yang biasanya merupakan bagian dari infrastruktur pemeliharaan pipa umum.
Stasiun anti korosi
Fungsi utama stasiun katoda adalah memberikan arus yang stabil ke benda logam target sesuai dengan metode polarisasi katoda. Peralatan tersebut digunakan dalam infrastruktur pipa gas dan minyak bawah tanah, pada pipa pasokan air, jaringan pemanas, dll.
Ada banyak jenis sumber tersebut, dan perangkat proteksi katodik yang paling umum berisi:
- peralatan konverter arus;
- kabel untuk menghubungkan ke objek yang dilindungi;
- konduktor pentanahan anoda.
Pada saat yang sama, ada pembagian stasiun menjadi inverter dan transformator. Ada klasifikasi lain, tetapi mereka berfokus pada segmentasi instalasi baik berdasarkan area penerapannya, atau berdasarkan karakteristik teknis dan parameter data masukan. Prinsip dasar operasi diilustrasikan dengan jelas oleh dua jenis stasiun katoda yang ditunjukkan.
Instalasi proteksi katodik transformator
Perlu segera dicatat bahwa stasiun jenis ini sudah ketinggalan zaman. Itu digantikan oleh analog inverter, yang memiliki pro dan kontra. Dengan satu atau lain cara, model transformator digunakan bahkan pada titik-titik baru untuk memberikan perlindungan elektrokimia.
Transformator frekuensi rendah 50 Hz digunakan sebagai dasar untuk objek tersebut dan perangkat paling sederhana digunakan untuk sistem kontrol thyristor, termasuk pengatur daya fase-pulsa. Pendekatan yang lebih bertanggung jawab untuk memecahkan masalah pengendalian melibatkan penggunaan pengontrol dengan fungsionalitas luas.
Perlindungan katodik modern terhadap korosi pipa dengan peralatan tersebut memungkinkan Anda untuk menyesuaikan parameter arus keluaran, indikator tegangan, dan juga menyamakan potensi pelindung. Adapun kelemahan dari peralatan transformator, mereka bermuara pada tingkat riak arus yang tinggi pada keluaran dengan faktor daya yang rendah. Cacat ini tidak dijelaskan oleh bentuk arus yang sinusoidal.
Masalah dengan pulsasi dapat diselesaikan sampai batas tertentu dengan memasukkan tersedak frekuensi rendah ke dalam sistem, namun dimensinya sesuai dengan dimensi transformator itu sendiri, yang tidak selalu memungkinkan penambahan tersebut.
Stasiun proteksi katodik inverter
Instalasi tipe inverter didasarkan pada konverter frekuensi tinggi berdenyut. Salah satu keuntungan utama menggunakan stasiun jenis ini adalah efisiensinya yang tinggi, mencapai 95%. Sebagai perbandingan, untuk instalasi trafo angkanya rata-rata mencapai 80%.
Terkadang keuntungan lain muncul ke permukaan. Misalnya, stasiun inverter berukuran kecil memperluas kemungkinan penggunaannya di area yang sulit. Ada juga keuntungan finansial, yang dibuktikan dengan praktik penggunaan peralatan tersebut. Dengan demikian, proteksi katodik inverter terhadap korosi pipa dengan cepat membuahkan hasil dan memerlukan investasi minimal dalam pemeliharaan teknis. Namun, kualitas-kualitas ini hanya terlihat jelas jika dibandingkan dengan instalasi transformator, tetapi saat ini bermunculan cara-cara baru yang lebih efisien untuk menyediakan arus untuk jaringan pipa.
Desain stasiun katoda
Peralatan tersebut disajikan di pasaran dalam berbagai bentuk, bentuk dan dimensi. Tentu saja, praktik desain individual sistem semacam itu juga tersebar luas, yang memungkinkan tidak hanya memperoleh desain optimal untuk kebutuhan spesifik, namun juga menyediakan parameter operasional yang diperlukan.
Perhitungan yang cermat terhadap karakteristik stasiun memungkinkan untuk lebih mengoptimalkan biaya pemasangan, transportasi, dan penyimpanannya. Misalnya, untuk benda kecil, proteksi katodik terhadap korosi pada pipa berbasis inverter dengan berat 10-15 kg dan daya 1,2 kW cukup cocok. Peralatan dengan karakteristik seperti itu dapat diservis dengan mobil penumpang, namun untuk proyek skala besar, stasiun yang lebih besar dan lebih berat dapat digunakan yang memerlukan sambungan truk, derek, dan tim instalasi.
Fungsionalitas pelindung
Saat mengembangkan stasiun katoda, perhatian khusus diberikan untuk melindungi peralatan itu sendiri. Untuk tujuan ini, sistem sedang diintegrasikan untuk melindungi stasiun dari korsleting dan pemutusan beban. Dalam kasus pertama, sekering khusus digunakan untuk menangani mode operasi darurat instalasi.
Sedangkan untuk lonjakan dan putus tegangan, stasiun proteksi katodik kecil kemungkinannya akan rusak parah, namun mungkin ada bahaya sengatan listrik. Misalnya, jika dalam mode normal peralatan dioperasikan pada tegangan rendah, maka setelah putus, lompatan pembacaan dapat mencapai 120 V.
Jenis perlindungan elektrokimia lainnya
Selain proteksi katodik, teknologi drainase listrik, serta metode proteksi untuk mencegah korosi, juga diterapkan. Arah yang paling menjanjikan adalah perlindungan khusus terhadap korosi. Dalam hal ini, elemen aktif juga dihubungkan ke objek target, memastikan transformasi permukaan dengan katoda melalui arus. Misalnya, pipa baja sebagai bagian dari pipa gas dapat dilindungi dengan silinder seng atau aluminium.
Kesimpulan
Metode proteksi elektrokimia tidak dapat dianggap baru dan, terlebih lagi, inovatif. Efektivitas penggunaan teknik-teknik tersebut dalam memerangi proses karat telah dikuasai sejak lama. Namun, meluasnya penggunaan metode ini terhambat oleh satu kelemahan serius. Faktanya adalah bahwa proteksi katodik terhadap korosi pada pipa pasti menghasilkan apa yang disebut. Mereka tidak berbahaya bagi struktur target, namun dapat berdampak negatif pada objek di sekitarnya. Secara khusus, arus nyasar berkontribusi terhadap perkembangan korosi yang sama pada permukaan logam pipa yang berdekatan.
