Katodická ochrana proti korozi potrubí: zařízení, provozní princip

Fondy ochrana proti korozi umožňují prodloužit životnost kovové konstrukce a zachovat její technické a fyzikální vlastnosti během provozu. Navzdory různorodým metodám pro zajištění protikorozního účinku je možné v ojedinělých případech zcela chránit předměty před poškozením hrdlem.

Účinnost takové ochrany závisí nejen na kvalitě ochranné technologie, ale také na podmínkách její aplikace. Zejména pro zachování kovové struktury potrubí jsou jejich nejlepší vlastnosti prokázány elektrochemickou ochranou proti korozi založenou na provozu katod. Zamezení tvorby rzi na takových komunikacích samozřejmě není jedinou oblastí využití této technologie, ale na základě všech vlastností tento směr může být považován za nejdůležitější pro elektrochemickou ochranu.

Obecné informace o elektrochemické ochraně

Ochrana kovů před korozí pomocí elektrochemického působení je založena na závislostech hodnoty potenciál elektrody materiálu z rychlosti korozního procesu. Kovové konstrukce by měly být provozovány v rozsahu potenciálů, kde jejich anodické rozpuštění bude pod povolenou mezní hodnotou. Ta druhá, mimochodem, je určena technickou dokumentací pro provoz struktury.

V praxi je elektrochemická ochrana proti korozi spojena s konečným produktem zdroje s konstantním proudem. Elektrické pole na povrchu a ve struktuře chráněného objektu tvoří polarizaci elektrod, která také řídí proces korozního poškození. V podstatě se anodové zóny na kovové konstrukci stávají katodickými, což umožňuje posun negativních procesů, což zajišťuje bezpečnost struktury cílového objektu.

Princip funkce katodické ochrany

K dispozici je katodová a anodická ochrana elektrochemického typu. První koncept, který se používá k ochraně potrubí, stále získal největší popularitu. Obecně platí, že při implementaci této metody se na objekt s negativním pólem použije proud z externího zdroje. Konkrétně může být tímto způsobem chráněna ocelová nebo měděná trubka, což vede k polarizaci katodových úseků s přechodem jejich potenciálů do anodového stavu. V důsledku toho se korozivní účinnost chráněné struktury sníží téměř na nulu.

Současně může katodická ochrana mít různé verze. Výše popsaná technika polarizace z vnějšího zdroje je široce praktická, ale způsob odvzdušnění elektrolytu s poklesem rychlosti katodových procesů a vytvoření ochranné bariéry je účinný.

Byl zaznamenán více než jednou, že princip katodické ochrany je realizován díky externímu zdroju proudu. Vlastně ve své práci je hlavní funkcí antikorozní ochrana. Tyto úkoly provádějí zvláštní stanice, které jsou zpravidla součástí celkové infrastruktury pro údržbu potrubí.

Stanice katodické ochrany proti korozi

Hlavní funkcí katodové stanice je stabilní dodávka proudu cílového kovového předmětu v souladu s metodou katodické polarizace. Používají takové zařízení v infrastruktuře podzemních plynovodů a ropovodů, ve vodovodních potrubích, tepelných sítích apod.

Existuje mnoho druhů takových zdrojů a nejčastější zařízení pro katodickou ochranu zahrnuje přítomnost:

• proudové měniče;
• vodiče pro připojení k objektu, který má být chráněn;
• anodické uzemnění.

V tomto případě dochází k oddělení stanic mezi měničem a transformátorem. Jsou zde i další klasifikace, ale jsou orientovány na segmentaci rostlin nebo aplikací nebo technickými charakteristikami a parametry vstupních dat. Základní principy provozu jasně ilustrují dva typy katodových stanic.

Transformační zařízení pro katodickou ochranu

Je třeba okamžitě poznamenat, že tento typ stanice je zastaralý. Nahrazuje analogové střídače, které mají plusy a minus. V obou případech se modely transformátorů používají i na nových místech elektrochemické ochrany.

Základem těchto objektů je nízkofrekvenční transformátor při 50 Hz a převodník tyristorů. Pro tyristorový řídící systém se používají nejjednodušší zařízení, mezi kterými jsou řídicí jednotky fázového impulsu. Zodpovědnější přístup k řešení úkolů správy zahrnuje použití řadičů s širokou škálou funkcí.

Moderní katodická ochrana proti korozi potrubí s tímto zařízením umožňuje nastavit parametry výstupního proudu, hodnoty napětí a vyrovnat ochranné potenciály. Pokud jde o nevýhody transformátorového zařízení, jsou na výstupu s nízkým výkonovým faktorem sníženy na vysoký stupeň proudového zvlnění. Tato vada není vysvětlena sinusovou formou proudu.

Řešení problému s pulzací do jisté míry dovoluje zavedení nízkofrekvenčního plynu do systému, ale jeho rozměry odpovídají rozměrům transformátoru, což ne vždy umožňuje takové přidání.

Invertorová stanice katodické ochrany

Instalace střídače jsou založeny na impulsních vysokofrekvenčních měničích. Jednou z hlavních výhod používání tohoto typu stanice je vysoká účinnost, dosahující 95%. Pro srovnání dosahuje tento ukazatel v průměru u transformátorů 80%.

Někdy se objevují další důstojnosti. Například malé rozměry střídačových stanic rozšiřují možnosti jejich použití v složitých oblastech. Existují také finanční výhody, které potvrzují praxi používání těchto zařízení. Takže katodová ochrana proti katodové korozi potrubí se rychle vyplatí a vyžaduje minimální investice do technického obsahu. Nicméně tyto vlastnosti jsou jasně viditelné pouze ve srovnání s instalacemi transformátorů, dnes však existují efektivnější nové prostředky pro zajištění proudu pro potrubí.

Stavby katodových stanic

Toto zařízení je na trhu v různých případech, tvarech a rozměrech. Samozřejmostí je, že je praktická individuální konstrukce takových systémů rozšířená, což umožňuje nejen získání optimálního návrhu pro specifické potřeby, ale také zajištění potřebných provozních parametrů.

Přísný výpočet charakteristik stanice umožňuje další optimalizaci nákladů na její instalaci, přepravu a skladování. Například u malých objektů je vhodná katodická ochrana proti korozi potrubí na základně měniče o hmotnosti 10-15 kg a výkonu 1,2 kW. Zařízení s takovými vlastnostmi může být servisováno automobilem, avšak pro rozsáhlé projekty mohou být použity mohutnější a těžší stanice, které vyžadují spojení nákladních automobilů, jeřábů a montážních týmů.

Ochranné funkce

Zvláštní pozornost při vývoji katodových stanic je věnována ochraně samotného zařízení. Za tímto účelem jsou systémy integrovány, aby zabránily zkratům a přetížením. V prvním případě se používají speciální pojistky, které umožňují zvládnout nouzové provozní režimy jednotek.

Co se týče seskoků a přerušení napětí, není pravděpodobné, že katodická ochranná stanice bude vážně zasažena, ale může dojít k úrazu elektrickým proudem. Například pokud je v normálním režimu zařízení provozováno s nízkým napětím, pak po přerušení může skok v indikátorech způsobit 120 V.

Jiné typy elektrochemické ochrany

Kromě katodické ochrany jsou využívány jak elektrické odvodňovací technologie, tak metody ochrany proti korozi. Nejsilnější směr je považován za speciální ochranu proti korozi. V tomto případě jsou také aktivní prvky spojeny s cílovým objektem, což zajišťuje přeměnu povrchu na katody proudem. Například ocelová trubka v plynovodu může být chráněna zinkem nebo hliníkovými válci.

Závěr

Metody elektrochemické ochrany nelze přičíst novým a zejména inovativním. Účinnost použití takových technik v boji proti korozi je dlouhodobě zvládnuta. Jeden závažný nedostatek však brzdí široké rozšíření této metody. Faktem je, že katodická ochrana proti korozi potrubí nevyhnutelně vytváří takzvané bludnými proudy. Nejsou nebezpečné pro cílové provedení, ale mohou mít negativní dopad na blízké objekty. Zejména tlumený proud podporuje rozvoj stejné korozi na kovovém povrchu přilehlých trubek.