De låter dig förlänga livslängden för en metallstruktur, samt bevara dess tekniska och fysiska egenskaper under drift. Trots mångfalden av metoder för att säkerställa anti-korrosionsverkan är det endast i sällsynta fall möjligt att helt skydda föremål från rostskador.
Effektiviteten av ett sådant skydd beror inte bara på kvaliteten på slitbanetekniken utan också på villkoren för dess tillämpning. I synnerhet, för att bevara metallstrukturen i rörledningar, demonstrerar elektrokemiskt korrosionsskydd baserat på driften av katoder dess bästa egenskaper. Att förhindra bildning av rost på sådan kommunikation är naturligtvis inte det enda tillämpningsområdet för denna teknik, men baserat på dess egenskaper kan detta område anses vara det mest relevanta för elektrokemiskt skydd.
Allmän information om elektrokemiskt skydd
Skydd av metaller från rost genom elektrokemisk verkan är baserat på beroendet av materialets storlek på korrosionsprocessens hastighet. Metallkonstruktioner måste drivas inom det potentiella området där deras anodupplösning kommer att vara under den tillåtna gränsen. Det senare, förresten, bestäms av den tekniska dokumentationen för driften av strukturen.
I praktiken innebär elektrokemiskt korrosionsskydd att en likströmskälla kopplas till den färdiga produkten. Det elektriska fältet på ytan och i strukturen av det skyddade föremålet bildar polariseringen av elektroderna, på grund av vilken processen med korrosionsskada kontrolleras. I huvudsak blir de anodiska zonerna på en metallstruktur katodiska, vilket gör att negativa processer kan förskjutas, vilket säkerställer bevarandet av målobjektets struktur.
Funktionsprincip för katodiskt skydd
Det finns katodiskt och anodiskt skydd av elektrokemisk typ. Det första konceptet, som används för att skydda rörledningar, har vunnit mest popularitet. Enligt den allmänna principen, när man implementerar denna metod, tillförs en ström med en negativ pol till föremålet från en extern källa. I synnerhet kan ett stål- eller kopparrör skyddas på detta sätt, som ett resultat av vilket polarisering av katodsektionerna kommer att inträffa med övergången av deras potentialer till det anodiska tillståndet. Som ett resultat kommer korrosionsaktiviteten hos den skyddade strukturen att reduceras till nästan noll.
Samtidigt kan katodskydd ha olika utformningar. Den ovan beskrivna tekniken för polarisering från en extern källa är allmänt praktiserad, men metoden att avlufta elektrolyten genom att minska hastigheten för katodiska processer och även skapa en skyddande barriär fungerar också effektivt.
Det har noterats mer än en gång att principen om katodiskt skydd implementeras genom en extern strömkälla. Egentligen ligger dess huvudsakliga funktion i dess arbete.Dessa uppgifter utförs av speciella stationer, som i regel är en del av den allmänna infrastrukturen för underhåll av rörledningar.
Anti-korrosionsstationer
Katodstationens huvudfunktion är att tillhandahålla stabil ström till målmetallföremålet i enlighet med katodpolarisationsmetoden. Sådan utrustning används i infrastrukturen för underjordiska gas- och oljeledningar, i vattenförsörjningsrör, värmenät etc.
Det finns många varianter av sådana källor, och den vanligaste katodskyddsanordningen innehåller:
- strömomvandlare utrustning;
- ledningar för anslutning till det skyddade föremålet;
- anodjordledare.
Samtidigt finns en uppdelning av stationer i växelriktare och transformator. Det finns andra klassificeringar, men de är fokuserade på att segmentera installationer antingen efter användningsområden eller efter tekniska egenskaper och indataparametrar. De grundläggande principerna för driften illustreras tydligast av de två angivna typerna av katodstationer.
Transformator katodiskt skyddsinstallationer
Det bör genast noteras att denna typ av station är föråldrad. Den ersätts av inverteranaloger, som har både för- och nackdelar. På ett eller annat sätt används transformatormodeller även vid nya punkter för att tillhandahålla elektrokemiskt skydd.
En lågfrekvent 50 Hz transformator används som grund för sådana objekt och de enklaste enheterna används för tyristorstyrsystemet, inklusive faspulseffektregulatorer. Ett mer ansvarsfullt tillvägagångssätt för att lösa kontrollproblem innebär användning av styrenheter med bred funktionalitet.
Modernt katodiskt skydd mot korrosion av rörledningar med sådan utrustning låter dig justera parametrarna för utströmmen, spänningsindikatorer och även utjämna skyddspotentialerna. När det gäller nackdelarna med transformatorutrustning, kokar de ner till en hög grad av strömrippel vid utgången med en låg effektfaktor. Denna brist förklaras inte av strömmens sinusformade form.
Problemet med pulsering kan till viss del lösas genom att införa en lågfrekvent drossel i systemet, men dess dimensioner motsvarar själva transformatorns dimensioner, vilket inte alltid gör ett sådant tillägg möjligt.
Inverter katodiskt skyddsstation
Installationer av växelriktartyp är baserade på pulsade högfrekvensomriktare. En av de största fördelarna med att använda stationer av denna typ är den höga effektiviteten, som når 95%. Som jämförelse, för transformatorinstallationer når denna siffra i genomsnitt 80 %.
Ibland kommer andra fördelar i förgrunden. Till exempel utökar de små dimensionerna av inverterstationer möjligheterna för deras användning i svåra områden. Det finns också ekonomiska fördelar, som bekräftas av praxis att använda sådan utrustning. Således betalar växelriktarens katodiska skydd mot rörledningskorrosion sig snabbt tillbaka och kräver minimala investeringar i tekniskt underhåll. Dessa egenskaper är dock tydligt märkbara endast i jämförelse med transformatorinstallationer, men idag dyker det upp mer effektiva nya sätt att tillhandahålla ström för rörledningar.
Konstruktioner av katodstationer
Sådan utrustning presenteras på marknaden i olika fall, former och dimensioner. Naturligtvis är övningen av individuell design av sådana system också utbredd, vilket inte bara gör det möjligt att få en optimal design för specifika behov, utan också för att säkerställa de nödvändiga driftsparametrarna.
Noggrann beräkning av stationens egenskaper gör det möjligt att ytterligare optimera kostnaderna för installation, transport och lagring. Till exempel, för små föremål, är katodiskt skydd mot korrosion av rörledningar baserat på en växelriktare som väger 10-15 kg och en effekt på 1,2 kW ganska lämpligt. Utrustning med sådana egenskaper kan servas av en personbil, men för storskaliga projekt kan mer massiva och tyngre stationer som kräver anslutning av lastbilar, en kran och installationsteam användas.
Skyddsfunktion
Vid utveckling av katodstationer ägnas särskild uppmärksamhet åt att skydda själva utrustningen. För detta ändamål integreras system för att skydda stationer från kortslutningar och belastningsavbrott. I det första fallet används speciella säkringar för att hantera nöddriftslägen för installationer.
När det gäller spänningsöverspänningar och avbrott är det osannolikt att katodskyddsstationen skadas allvarligt av dem, men det kan finnas risk för elektriska stötar. Till exempel, om utrustningen i normalt läge drivs med låg spänning, kan hoppet i avläsningarna efter en paus nå 120 V.
Andra typer av elektrokemiskt skydd
Förutom katodiskt skydd praktiseras också elektriska dräneringstekniker, såväl som skyddsmetoder för att förhindra korrosion. Den mest lovande riktningen anses vara speciellt skydd mot korrosion. I detta fall är aktiva element också anslutna till målobjektet, vilket säkerställer omvandlingen av ytan med katoder genom ström. Till exempel kan ett stålrör som en del av en gasledning skyddas av zink- eller aluminiumcylindrar.
Slutsats
Metoder för elektrokemiskt skydd kan inte betraktas som nya och särskilt innovativa. Effektiviteten av att använda sådana tekniker i kampen mot rostprocesser har bemästrats under lång tid. Den utbredda användningen av denna metod hämmas emellertid av en allvarlig nackdel. Faktum är att katodiskt skydd mot korrosion av rörledningar oundvikligen ger så kallade De är inte farliga för målstrukturen, men kan ha en negativ inverkan på närliggande föremål. I synnerhet bidrar ströström till utvecklingen av samma korrosion på metallytan på intilliggande rör.
