Mbrojtja katodike: Aplikimet dhe standardet

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Korrozioni është një reaksion kimik dhe elektrokimik i një metali me mjedisin e tij, duke shkaktuar dëme në të. Rrjedh me shpejtësi të ndryshme, të cilat mund të reduktohen. Nga pikëpamja praktike, është me interes mbrojtja katodike antikorozive e strukturave metalike në kontakt me tokën, ujin dhe me mjetet e transportuara. Sipërfaqet e jashtme të tubave dëmtohen veçanërisht nga ndikimi i tokës dhe rrymave të humbura.

Korrozioni i brendshëm varet nga vetitë e mediumit. Nëse është gaz, duhet pastruar tërësisht nga lagështia dhe substancat agresive: sulfidi i hidrogjenit, oksigjeni etj.

Parimi i punës

Objektet e procesit të korrozionit elektrokimik janë mjedisi, metali dhe ndërfaqja ndërmjet tyre. Mjeti, i cili zakonisht është tokë ose ujë me lagështi, ka përçueshmëri të mirë elektrike. Një reaksion elektrokimik zhvillohet në ndërfaqen midis tij dhe strukturës metalike. Nëse rryma është pozitive (elektrodë anodë), jonet e hekurit kalojnë në tretësirën përreth, duke rezultuar në një humbje masive të metalit. Reagimi shkakton korrozion. Me një rrymë negative (elektrodë katodë), këto humbje mungojnë, pasi nëelektronet transferohen në tretësirë. Metoda përdoret në elektrik për veshjen e çelikut me metale me ngjyra.

Mbrojtja katodike nga korrozioni arrihet kur një potencial negativ aplikohet në një objekt hekuri.

Për ta bërë këtë, një elektrodë anodë vendoset në tokë dhe një potencial pozitiv lidhet me të nga një burim energjie. Minus zbatohet në objektin e mbrojtur. Mbrojtja katodik-anodik çon në shkatërrimin aktiv të korrozionit vetëm të elektrodës së anodës. Prandaj, duhet të ndryshohet periodikisht.

Efekt negativ i korrozionit elektrokimik

Korrozioni i strukturave mund të ndodhë nga veprimi i rrymave të humbura nga sisteme të tjera. Ato janë të dobishme për objektet e synuara, por shkaktojnë dëme të konsiderueshme në strukturat aty pranë. Rrymat e humbur mund të përhapen nga shinat e automjeteve të elektrizuara. Kalojnë drejt nënstacionit dhe futen në tubacione. Kur largohen prej tyre, formohen seksione anode, duke shkaktuar korrozioni intensiv. Për mbrojtje, përdoret kullimi elektrik - një heqje e veçantë e rrymave nga tubacioni në burimin e tyre. Mbrojtja katodike e tubacioneve kundër korrozionit është gjithashtu e mundur këtu. Për ta bërë këtë, duhet të dini vlerën e rrymave endacake, e cila matet me pajisje speciale.

Sipas rezultateve të matjeve elektrike, zgjidhet një metodë e mbrojtjes së tubacionit të gazit. Një ilaç universal është një metodë pasive e izolimit të tubave nga kontakti me tokën duke përdorur veshje izoluese. Mbrojtja katodike e tubacionit të gazit i referohet metodës aktive.

Mbrojtja e tubacioneve

Dizenjot në tokë mbrohen nga korrozioni nëse lidhni minusin e një burimi DC me to dhe plusin me elektrodat e anodës të groposura afër në tokë. Rryma do të shkojë në strukturë, duke e mbrojtur atë nga korrozioni. Në këtë mënyrë kryhet mbrojtja katodike e tubacioneve, rezervuarëve apo tubacioneve të vendosura në tokë.

Elektroda e anodës do të degradohet dhe duhet të zëvendësohet periodikisht. Për një rezervuar të mbushur me ujë, elektrodat vendosen brenda. Në këtë rast, lëngu do të jetë elektroliti përmes të cilit rryma do të rrjedhë nga anoda në sipërfaqen e enës. Elektrodat janë të kontrolluara mirë dhe të lehta për t'u ndryshuar. Në tokë, kjo është më e vështirë për t'u bërë.

Furnizimi me energji

Pranë tubacioneve të naftës dhe gazit, në rrjetet e ngrohjes dhe furnizimit me ujë që kërkojnë mbrojtje katodike, janë instaluar stacione nga të cilat furnizohet me tension objektet. Nëse ato vendosen jashtë, shkalla e tyre e mbrojtjes duhet të jetë së paku IP34. Çdo është i përshtatshëm për dhoma të thata.

Stacionet për mbrojtjen katodike të tubacioneve të gazit dhe strukturave të tjera të mëdha kanë një kapacitet prej 1 deri në 10 kW.

Parametrat e tyre të energjisë varen kryesisht nga faktorët e mëposhtëm:

• rezistenca midis dheut dhe anodës;
• përçueshmëria e tokës;
• gjatësia e zonës së mbrojtjes;
• veprim izolues i veshjes.

Tradicionalisht, një konvertues i mbrojtjes katodike është një instalim transformatori. Tani ai po zëvendësohet nga një inverter, i cili ka dimensione më të vogla, qëndrueshmëri më të mirë të rrymës dhe efikasitet më të madh. Në zona të rëndësishme janë instaluar kontrollorë që kanë funksionin e rregullimit të rrymës dhe tensionit, barazimit të potencialeve mbrojtëse etj.

Pajisjet paraqiten në treg në versione të ndryshme. Për nevoja specifike, dizajni individual përdoret për të siguruar kushtet më të mira të funksionimit.

Parametrat e burimit të energjisë

Për mbrojtjen nga korrozioni për hekurin, potenciali mbrojtës është 0,44 V. Në praktikë, ai duhet të jetë më i madh për shkak të ndikimit të përfshirjeve dhe gjendjes së sipërfaqes së metalit. Vlera maksimale është 1 V. Në prani të veshjeve në metal, rryma ndërmjet elektrodave është 0,05 mA/m². Nëse izolimi dështon, rritet në 10 mA/m^2.

Mbrojtja katodike është efektive në kombinim me metoda të tjera, pasi harxhohet më pak energji elektrike. Nëse ka një shtresë bojë në sipërfaqen e strukturës, vetëm vendet ku është thyer mbrohen me metodën elektrokimike.

Veçoritë e mbrojtjes katodike

1. Mundësuar nga stacione ose gjeneratorë celularë.
2. Vendndodhja e tokëzimit të anodës varet nga specifikat e tubacioneve. Metoda e vendosjes mund të jetë e shpërndarë ose e përqendruar, si dhe e vendosur në thellësi të ndryshme.
3. Materiali i anodës zgjidhet me tretshmëri të ulët për të qëndruar për 15 vjet.
4. Potencial mbrojtësllogariten fushat për çdo tubacion. Nuk rregullohet nëse nuk ka veshje mbrojtëse në struktura.

Kërkesat standarde të Gazprom për mbrojtjen katodike

• Veprim gjatë gjithë jetës së pajisjeve mbrojtëse.
• Mbrojtje nga mbitensionet.
• Vendosja e stacionit në kuti blloku ose në një dizajn të pavarur antivandal.
• Tokëzimi anodik zgjidhet në zonat me rezistencë elektrike minimale të tokës.
• Karakteristikat e transduktorit zgjidhen duke marrë parasysh plakjen e veshjes mbrojtëse të tubacionit.

Mbrojtja e shkeljes

Metoda është një lloj mbrojtjeje katodike me lidhjen e elektrodave nga një metal më elektronegativ përmes një mediumi elektrik përçues. Dallimi qëndron në mungesën e një burimi energjie. Shkelja thith korrozionin duke u tretur në një mjedis elektrik përçues.

Brenda disa vitesh anoda duhet të zëvendësohet pasi ajo konsumohet.

Efekti i anodës rritet me një ulje të rezistencës së kontaktit të saj me mediumin. Me kalimin e kohës, ajo mund të mbulohet me një shtresë gërryese. Kjo çon në një prishje të kontaktit elektrik. Duke e vendosur anodën në një përzierje kripe që shkrin produktet e korrozionit, efikasiteti përmirësohet.

Ndikimi i mbrojtësit është i kufizuar. Diapazoni përcaktohet nga rezistenca elektrike e mediumit dhe ndryshimi i potencialit ndërmjet anodës dhe katodës.

Mbrojtja mbrojtëse përdoret në mungesë të burimeve të energjisë ose kur përdoren atoekonomikisht jopraktike. Është gjithashtu i pafavorshëm në aplikimet acidike për shkak të shkallës së lartë të shpërbërjes së anodës. Mbrojtësit janë instaluar në ujë, në tokë ose në një mjedis neutral. Anodet zakonisht nuk janë bërë nga metale të pastra. Zinku tretet në mënyrë të pabarabartë, magnezi gërryhet shumë shpejt dhe në alumin formohet një shtresë e fortë oksidi.

Materialet e shkeljes

Me qëllim që mbrojtësit të kenë vetitë e nevojshme të performancës, ato janë bërë nga aliazhe me aditivët e mëposhtëm aliazh.

• Zn + 0,025-0,15% Cd+ 0,1-0,5% Al - mbrojtja e pajisjeve në ujin e detit.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (fraksionet e përqindjes) - funksionimi i strukturave në ujin e rrjedhshëm të detit.
• Mg + 5-7% Al +2-5% Zn - mbrojtja e strukturave të vogla në tokë ose ujë me përqendrim të ulët të kripës.

Përdorimi i gabuar i disa llojeve të mbrojtësve çon në pasoja negative. Anodat e magnezit mund të shkaktojnë çarje të pajisjeve për shkak të zhvillimit të brishtësisë së hidrogjenit.

Mbrojtja katodike e kombinuar sakrifikuese me veshjet kundër korrozionit rrit efektivitetin e saj.

Shpërndarja e rrymës mbrojtëse është përmirësuar dhe kërkohen dukshëm më pak anoda. Një anodë e vetme magnezi mbron një tubacion të veshur me bitum për 8 km dhe një tubacion të pa veshur për vetëm 30 m.

Mbrojtja e trupave të makinave nga korrozioni

Nëse veshja prishet, trashësia e trupit të makinës mund të ulet deri në 1 mm në 5 vjet, d.m.th.ndryshk përmes. Restaurimi i shtresës mbrojtëse është i rëndësishëm, por përveç tij, ekziston një mënyrë për të ndaluar plotësisht procesin e korrozionit duke përdorur mbrojtjen katodike-mbrojtëse. Nëse e ktheni trupin në një katodë, korrozioni i metalit ndalon. Anodet mund të jenë çdo sipërfaqe përcjellëse e vendosur aty pranë: pllaka metalike, laku i tokës, trupi i garazhit, sipërfaqja e lagësht e rrugës. Në këtë rast, efikasiteti i mbrojtjes rritet me një rritje në zonën e anodës. Nëse anoda është një sipërfaqe rrugore, një "bisht" prej gome të metalizuar përdoret për ta kontaktuar atë. Vendoset përballë rrotave në mënyrë që spërkatjet të bëhen më të mira. "Bishti" është i izoluar nga trupi.

Bateria plus lidhet me anodën nëpërmjet një rezistence 1 kΩ dhe një LED të lidhur në seri me të. Kur qarku mbyllet përmes anodës, kur minusi është i lidhur me trupin, në modalitetin normal LED mezi shkëlqen dukshëm. Nëse digjet me shkëlqim, atëherë në qark ka ndodhur një qark i shkurtër. Shkaku duhet gjetur dhe eliminuar.

Për mbrojtje, një siguresë duhet të instalohet në seri në qark.

Kur makina është në garazh, ajo lidhet me një anodë tokëzimi. Gjatë vozitjes, lidhja bëhet përmes "bishtit".

Përfundim

Mbrojtja katodike është një mënyrë për të përmirësuar besueshmërinë operacionale të tubacioneve nëntokësore dhe strukturave të tjera. Në të njëjtën kohë, duhet të merret parasysh ndikimi i tij negativ në tubacionet fqinje nga ndikimi i rrymave të humbur.