Katodiese korrosiebeskerming van pypleidings: toerusting, werkingsbeginsel

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

Beskerming teen korrosie maak dit moontlik om die lewensduur van 'n metaalstruktuur te verleng, sowel as om die tegniese en fisiese eienskappe daarvan te behou tydens werking. Ten spyte van die verskeidenheid metodes om teen-roes-aksie te verskaf, is dit slegs in seldsame gevalle moontlik om voorwerpe heeltemal teen roesskade te beskerm.

Die doeltreffendheid van sulke beskerming hang nie net af van die kwaliteit van die loopvlaktegnologie nie, maar ook van die voorwaardes van die toepassing daarvan. In die besonder, om die metaalstruktuur van pypleidings te bewaar, demonstreer elektrochemiese korrosiebeskerming gebaseer op die werking van katodes sy beste eienskappe. Voorkoming van roesvorming op sulke kommunikasie is natuurlik nie die enigste omvang van hierdie tegnologie nie, maar in terme van die kombinasie van eienskappe kan hierdie rigting as die mees relevante vir elektrochemiese beskerming beskou word.

Algemene inligting oor elektrochemiese beskerming

Beskerming van metale teen roes deur elektrochemiese aksie is gebaseer op die afhanklikheid van die elektrodepotensiaal van die materiaal van die tempo van die korrosieproses. Metaalstrukture moet daarin gebruik wordpotensiële reeks waar hul anodiese oplossing onder die aanvaarbare limiet sal wees. Laasgenoemde, terloops, word bepaal deur die tegniese dokumentasie vir die bedryf van die fasiliteit.

In die praktyk behels elektrochemiese korrosiebeskerming die koppeling van 'n bron met gelykstroom aan die finale produk. Die elektriese veld op die oppervlak en in die struktuur van die beskermde voorwerp vorm die polarisasie van die elektrodes, wat ook die proses van korrosieskade beheer. In wese word die anodesones op die metaalstruktuur katodies, wat toelaat dat negatiewe prosesse verplaas word, wat verseker dat die struktuur van die teikenvoorwerp behoue bly.

Die beginsel van werking van katodiese beskerming

Daar is katodiese en anodebeskerming van die elektrochemiese tipe. Nietemin het die eerste konsep, wat gebruik word om pypleidings te beskerm, die grootste gewildheid gekry. Volgens die algemene beginsel, wanneer hierdie metode geïmplementeer word, word 'n stroom met 'n negatiewe pool vanaf 'n eksterne bron aan die voorwerp gelewer. Veral 'n staal- of koperpyp kan op hierdie manier beskerm word, waardeur die polarisasie van die katodeseksies sal plaasvind met die oorgang van hul potensiale na die anodetoestand. As gevolg hiervan sal die korrosiewe aktiwiteit van die beskermde struktuur tot byna nul verminder word.

Terselfdertyd kan katodiese beskerming verskillende weergawes hê. Die tegniek wat hierbo beskryf word van polarisasie vanaf 'n eksterne bron word wyd toegepas, maar die elektroliet-ontgassingsmetode met 'n afname in die tempo van katodiese prosesse, sowel as die skep van 'n beskermende versperring, werk ook effektief.

Daar is meer as een keer opgemerk dat die beginsel van katodiese beskerming deur 'n eksterne stroombron geïmplementeer word. Eintlik lê die hooffunksie van anti-roesbeskerming in sy werk. Hierdie take word uitgevoer deur spesiale stasies, wat as 'n reël deel is van die algemene pyplyn-instandhoudingsinfrastruktuur.

Katodiese korrosiebeskermingstasies

Die hooffunksie van die katodestasie is om stabiele stroom aan die teikenmetaalvoorwerp te verskaf volgens die katodepolarisasiemetode. Sulke toerusting word gebruik in die infrastruktuur van ondergrondse gas- en oliepypleidings, in watertoevoerpype, verwarmingsnetwerke, ens.

Daar is baie variëteite van sulke bronne, terwyl die mees algemene katodiese beskermingstoestel voorsiening maak vir die teenwoordigheid van:

• stroomomskakelaartoerusting;
• drade om aan die beskermde voorwerp te koppel;
• anode grondelektrode.

Terselfdertyd is daar 'n verdeling van stasies in omsetter- en transformatorstasies. Daar is ander klassifikasies, maar hulle is gefokus op die segmentering van installasies óf volgens toepassing óf deur tegniese kenmerke en insetdataparameters. Die basiese beginsels van werking word die duidelikste geïllustreer deur die aangeduide twee tipes katodestasies.

Transformatorinstallasies vir katodiese beskerming

Daar moet dadelik kennis geneem word dat hierdie tipe stasie verouderd is. Dit word vervang deur inverter-analoë, wat beide plus- en minusse het. In elk geval,transformatormodelle word selfs by nuwe elektrochemiese beskermingspunte gebruik.

Die basis van sulke voorwerpe is 'n 50 Hz laefrekwensie-transformator en 'n tiristor-omskakelaar. Vir die tiristorbeheerstelsel word die eenvoudigste toestelle gebruik, insluitend fase-pulskragbeheerders. 'n Meer verantwoordelike benadering tot die oplossing van beheerprobleme behels die gebruik van beheerders met breë funksionaliteit.

Moderne katodiese korrosiebeskerming van pypleidings met sulke toerusting laat jou toe om die parameters van die uitsetstroom, spanningsaanwysers aan te pas, asook om beskermingspotensiale gelyk te maak. Wat die nadele van transformatortoerusting betref, kom dit neer op 'n hoë mate van stroomrimpeling by die uitset by 'n lae drywingsfaktor. Hierdie fout word nie verklaar deur die sinusvormige vorm van die stroom nie.

Om die probleem met rimpeling op te los, tot 'n sekere mate, is dit moontlik om 'n lae-frekwensie choke in die stelsel in te voer, maar sy afmetings stem ooreen met die afmetings van die transformator self, wat nie altyd so 'n byvoeging moontlik.

Katodiese beskerming-omskakelaarstasie

Omskakelaar-tipe installasies is gebaseer op gepulseerde hoëfrekwensie-omsetters. Een van die belangrikste voordele van die gebruik van stasies van hierdie tipe is hoë doeltreffendheid, wat 95% bereik. Ter vergelyking, vir transformatorinstallasies bereik hierdie syfer 'n gemiddeld van 80%.

Soms kom ander deugde na vore. Byvoorbeeld, die klein afmetings van omskakelaarstasies brei uitgeleenthede vir hul gebruik in moeilike gebiede. Daar is ook finansiële voordele, wat bevestig word deur die gebruik van sulke toerusting. Dus, omskakelaar katodiese korrosiebeskerming van pypleidings betaal vinnig af en vereis minimale belegging in tegniese instandhouding. Hierdie eienskappe is egter net duidelik sigbaar in vergelyking met transformatorinstallasies, maar vandag is daar meer effektiewe nuwe maniere om stroom vir pypleidings te voorsien.

Ontwerpe van katodestasies

Sulke toerusting is in verskillende gevalle, vorms en afmetings op die mark beskikbaar. Natuurlik is die praktyk van individuele ontwerp van sulke stelsels ook wydverspreid, wat dit moontlik maak om nie net 'n optimale ontwerp vir spesifieke behoeftes te verkry nie, maar ook om die nodige operasionele parameters te verskaf.

Streng berekening van die kenmerke van die stasie laat jou toe om die koste van die installering, vervoer en berging daarvan verder te optimaliseer. Byvoorbeeld, katodiese beskerming teen korrosie van pypleidings gebaseer op 'n omskakelaar met 'n massa van 10-15 kg en 'n krag van 1,2 kW is baie geskik vir klein voorwerpe. Toerusting met sulke eienskappe kan deur 'n motor gediens word, maar vir grootskaalse projekte kan meer massiewe en swaar stasies gebruik word, wat die koppeling van vragmotors, 'n hyskraan en installasiespanne vereis.

Beskermende funksionaliteit

Spesiale aandag in die ontwikkeling van katodestasies word gegee aan die beskerming van die toerusting self. Om dit te doen, integreer onsstelsels wat dit moontlik maak om stasies teen kortsluitings en beurtkrag te beskerm. In die eerste geval word spesiale sekerings gebruik om die noodwerking van die installasies te hanteer.

Wat kragstuwings en -onderbrekings betref, is dit onwaarskynlik dat 'n katodiese beskermingstasie ernstig daardeur geraak sal word, maar daar kan 'n gevaar van elektriese skok wees. Byvoorbeeld, as die toerusting in normale modus met 'n klein spanning bedryf word, kan die spring in aanwysers na 'n onderbreking tot 120 V bring.

Ander tipes elektrochemiese beskerming

Benewens katodiese beskerming, word elektriese dreineringstegnologieë ook beoefen, asook loopvlakmetodes om korrosie te voorkom. Die mees belowende rigting word beskou as 'n spesiale beskerming teen die vorming van korrosie. In hierdie geval word aktiewe elemente ook aan die teikenvoorwerp gekoppel, wat die transformasie van die oppervlak met katodes deur middel van stroom verseker. Byvoorbeeld, 'n staalpyp as deel van 'n gaspypleiding kan deur sink- of aluminiumsilinders beskerm word.

Gevolgtrekking

Metodes van elektrochemiese beskerming kan nie as nuut en boonop innoverend geklassifiseer word nie. Die doeltreffendheid van die gebruik van sulke tegnieke in die stryd teen roesprosesse is al lank bemeester. Een ernstige nadeel verhoed egter die wye verspreiding van hierdie metode. Die feit is dat katodiese korrosiebeskerming van pypleidings onvermydelik sogenaamde dwaalstrome genereer. Hulle is nie gevaarlik vir die teikenstruktuur nie, maar kan 'n negatiewe uitwerking hê opnabygeleë voorwerpe. Die verdwaalde stroom dra veral by tot die ontwikkeling van dieselfde korrosie op die metaaloppervlak van aangrensende pype.