Katodiese Beskerming: Toepassings en Standaarde

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Korrosie is 'n chemiese en elektrochemiese reaksie van 'n metaal met sy omgewing, wat skade daaraan veroorsaak. Dit vloei teen verskillende snelhede, wat verminder kan word. Uit 'n praktiese oogpunt is anti-korrosiewe katodiese beskerming van metaalstrukture in kontak met die grond, water en vervoerde media van belang. Die buitenste oppervlaktes van pype word veral beskadig deur die invloed van grond en verdwaalde strome.

Binne-korrosie hang af van die eienskappe van die medium. As dit 'n gas is, moet dit deeglik skoongemaak word van vog en aggressiewe stowwe: waterstofsulfied, suurstof, ens.

Werkbeginsel

Die voorwerpe van die proses van elektrochemiese korrosie is die omgewing, die metaal en die raakvlak tussen hulle. Die medium, wat gewoonlik klam grond of water is, het goeie elektriese geleidingsvermoë. 'n Elektrochemiese reaksie vind plaas by die raakvlak tussen dit en die metaalstruktuur. As die stroom positief is (anode-elektrode), gaan die ysterione in die omliggende oplossing in, wat lei tot 'n massaverlies van die metaal. Die reaksie veroorsaak korrosie. Met 'n negatiewe stroom (katode-elektrode) is hierdie verliese afwesig, aangesien inelektrone word na die oplossing oorgedra. Die metode word gebruik in elektroplatering om staal met nie-ysterhoudende metale te bedek.

Katodiese korrosiebeskerming word bereik wanneer 'n negatiewe potensiaal op 'n ystervoorwerp toegepas word.

Om dit te doen, word 'n anode-elektrode in die grond geplaas en 'n positiewe potensiaal word vanaf 'n kragbron daaraan gekoppel. Die minus word op die beskermde voorwerp toegepas. Katodies-anodiese beskerming lei tot aktiewe korrosievernietiging van slegs die anode-elektrode. Daarom moet dit periodiek verander word.

Negatiewe effek van elektrochemiese korrosie

Korrosie van strukture kan voorkom as gevolg van die werking van dwaalstrome van ander stelsels. Hulle is nuttig vir teikenvoorwerpe, maar veroorsaak aansienlike skade aan nabygeleë strukture. Dwaalstrome kan vanaf die relings van geëlektrifiseerde voertuie versprei. Hulle gaan na die substasie en gaan die pypleidings binne. Wanneer dit verlaat word, word anodeseksies gevorm, wat intense korrosie veroorsaak. Vir beskerming word elektriese dreinering gebruik - 'n spesiale verwydering van strome vanaf die pypleiding na hul bron. Katodiese beskerming van pypleidings teen korrosie is ook hier moontlik. Om dit te doen, moet jy die waarde van verdwaalde strome ken, wat deur spesiale toestelle gemeet word.

Volgens die resultate van elektriese metings word 'n metode gekies om die gaspypleiding te beskerm. 'N Universele middel is 'n passiewe metode om pype te isoleer van kontak met die grond met behulp van isolerende bedekkings. Katodiese beskerming van die gaspypleiding verwys na die aktiewe metode.

Beskerming van pypleidings

Ontwerpe in die grond word teen korrosie beskerm as jy die minus van 'n GS-bron daaraan koppel, en die pluspunt aan die anode-elektrodes wat daar naby in die grond begrawe is. Die stroom sal na die struktuur gaan en dit teen korrosie beskerm. Sodoende word katodiese beskerming van pypleidings, tenks of pypleidings wat in die grond geleë is uitgevoer.

Die anode-elektrode sal degradeer en moet periodiek vervang word. Vir 'n tenk wat met water gevul is, word die elektrodes binne geplaas. In hierdie geval sal die vloeistof die elektroliet wees waardeur die stroom vanaf die anodes na die oppervlak van die houer sal vloei. Die elektrodes is goed beheer en maklik om te verander. In die grond is dit moeiliker om te doen.

Kragtoevoer

Naby olie- en gaspypleidings, in verwarmings- en watertoevoernetwerke wat katodiese beskerming vereis, word stasies geïnstalleer vanwaar spanning aan voorwerpe voorsien word. As hulle buite geplaas word, moet hul graad van beskerming ten minste IP34 wees. Enige is geskik vir droë kamers.

Stasies vir katodiese beskerming van gaspypleidings en ander groot strukture het 'n kapasiteit van 1 tot 10 kW.

Hulle energieparameters hang hoofsaaklik van die volgende faktore af:

• weerstand tussen grond en anode;
• grondgeleiding;
• beskermingsonelengte;
• isolerende werking van die laag.

Tradisioneel is 'n katodiese beskermingsomskakelaar 'n transformatorinstallasie. Nou word dit vervang deur 'n omskakelaar een, wat kleiner afmetings, beter stroomstabiliteit en groter doeltreffendheid het. In belangrike gebiede word beheerders geïnstalleer wat die funksies het om stroom en spanning te reguleer, beskermende potensiaal gelyk te maak, ens.

Toerusting word in verskeie weergawes op die mark aangebied. Vir spesifieke behoeftes word individuele ontwerp gebruik om die beste bedryfstoestande te verseker.

Kragbronparameters

Vir korrosiebeskerming vir yster is die beskermende potensiaal 0,44 V. In praktyk behoort dit groter te wees as gevolg van die invloed van insluitings en die toestand van die metaaloppervlak. Die maksimum waarde is 1 V. In die teenwoordigheid van bedekkings op die metaal is die stroom tussen die elektrodes 0,05 mA/m². As die isolasie misluk, styg dit tot 10mA/m^2.

Katodiese beskerming is effektief in kombinasie met ander metodes, aangesien minder elektrisiteit verbruik word. As daar 'n verflaag op die oppervlak van die struktuur is, word slegs die plekke waar dit gebreek is, deur die elektrochemiese metode beskerm.

Kenmerke van katodiese beskerming

1. Aangedryf deur stasies of mobiele kragopwekkers.
2. Die ligging van anode-aarding hang af van die besonderhede van pyplyne. Die plasingsmetode kan versprei of gekonsentreer word, asook op verskillende dieptes geleë wees.
3. Die anodemateriaal is gekies met lae oplosbaarheid om vir 15 jaar te hou.
4. Beskermende potensiaalvelde vir elke pyplyn word bereken. Dit word nie gereguleer as daar geen beskermende bedekkings op die strukture is nie.

Gazprom-standaardvereistes vir katodiese beskerming

• Van aksie gedurende die hele lewe van beskermende toerusting.
• Spelbeskerming.
• Plasing van die stasie in blokbokse of in 'n alleenstaande anti-vandale ontwerp.
• Anodegronding word gekies in gebiede met minimale elektriese weerstand van die grond.
• Die kenmerke van die transducer word gekies met inagneming van die veroudering van die beskermende laag van die pyplyn.

Laatvlakbeskerming

Die metode is 'n tipe katodiese beskerming met die koppeling van elektrodes van 'n meer elektronegatiewe metaal deur 'n elektries geleidende medium. Die verskil lê in die afwesigheid van 'n energiebron. Die loopvlak absorbeer korrosie deur in 'n elektries geleidende omgewing op te los.

Oor 'n paar jaar moet die anode vervang word soos dit verslyt.

Die effek van die anode neem toe met 'n afname in sy kontakweerstand met die medium. Met verloop van tyd kan dit bedek word met 'n korrosiewe laag. Dit lei tot 'n onderbreking in elektriese kontak. Deur die anode in 'n soutmengsel te plaas wat korrosieprodukte oplos, word die doeltreffendheid verbeter.

Die beskermer se invloed is beperk. Die reeks word bepaal deur die elektriese weerstand van die medium en die potensiaalverskil tussen die anode en katode.

Beskermende beskerming word gebruik in die afwesigheid van energiebronne of wanneer hulle gebruik wordekonomies onprakties. Dit is ook nadelig in suurtoepassings as gevolg van die hoë oplostempo van die anodes. Beskermers word in water, in grond of in 'n neutrale omgewing geïnstalleer. Anodes word gewoonlik nie van suiwer metale gemaak nie. Sink los oneweredig op, magnesium korrodeer te vinnig, en 'n sterk oksiedfilm vorm op aluminium.

Trapmateriaal

Om die beskermers oor die nodige werkverrigting-eienskappe te hê, word hulle gemaak van legerings met die volgende legeringsbymiddels.

• Zn + 0.025-0.15% Cd+ 0.1-0.5% Al - beskerming van toerusting in seewater.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (breuke van 'n persent) - werking van strukture in lopende seewater.
• Mg + 5-7% Al +2-5% Zn - beskerming van klein strukture in grond of water met lae soutkonsentrasie.

Verkeerde gebruik van sommige soorte beskermers lei tot negatiewe gevolge. Magnesiumanodes kan toerusting laat kraak as gevolg van die ontwikkeling van waterstofbrosheid.

Gekombineerde katodiese opofferingsbeskerming met korrosiebedekkings verhoog die doeltreffendheid daarvan.

Beskermende stroomverspreiding is verbeter en aansienlik minder anodes word benodig. 'n Enkele magnesiumanode beskerm 'n bitumenbedekte pyplyn vir 8 km, en 'n onbedekte pyplyn vir slegs 30 m.

Beskerming van karbak teen korrosie

As die deklaag gebreek is, kan die dikte van die motorbak tot 1 mm in 5 jaar verminder, m.a.w.roes deur. Die herstel van die beskermende laag is belangrik, maar daarbenewens is daar 'n manier om die korrosieproses heeltemal te stop deur katodies-beskermende beskerming te gebruik. As jy die liggaam in 'n katode verander, stop die roes van die metaal. Anodes kan enige geleidende oppervlaktes wees wat naby geleë is: metaalplate, grondlus, motorhuisliggaam, nat padoppervlak. In hierdie geval neem die beskermingsdoeltreffendheid toe met 'n toename in die area van die anodes. As die anode 'n padoppervlak is, word 'n "stert" van gemetalliseerde rubber gebruik om dit te kontak. Dit word oorkant die wiele geplaas sodat spatsels beter word. "Stert" is van die liggaam geïsoleer.

Die battery plus is aan die anode gekoppel deur 'n 1 kΩ-weerstand en 'n LED in serie daarmee gekoppel. Wanneer die stroombaan deur die anode gesluit is, wanneer die minus aan die liggaam gekoppel is, gloei die LED in normale modus skaars merkbaar. As dit helder brand, dan het 'n kortsluiting in die stroombaan plaasgevind. Die oorsaak moet gevind en uitgeskakel word.

Vir beskerming moet 'n lont in serie in die stroombaan geïnstalleer word.

Wanneer die motor in die motorhuis is, is dit aan 'n aardanode gekoppel. Terwyl jy ry, word die verbinding deur die "stert" gemaak.

Gevolgtrekking

Katodiese beskerming is 'n manier om die bedryfsbetroubaarheid van ondergrondse pyplyne en ander strukture te verbeter. Terselfdertyd moet die negatiewe impak daarvan op naburige pypleidings van die invloed van verdwaalde strome in ag geneem word.