Katodická ochrana: aplikace a standardy

Koroze je chemická a elektrochemická reakce kovu s prostředím a způsobuje jeho poškození. To proudí při různých rychlostech, které lze snížit. Z praktického hlediska je zajímavá antikorozní katodická ochrana kovových konstrukcí v kontaktu se zemí, vodou a dopravovanými médii. Obzvláště poškozené jsou vnější povrchy potrubí od vlivu půdy a bloudění proudů.

Uvnitř závisí koroze na vlastnostech média. Je-li to plyn, musí být důkladně vyčištěn z vlhkosti a korozivních látek: sirovodíku, kyslíku atd.

Princip činnosti

Předmětem procesu elektrochemické koroze je médium, kov a rozhraní mezi nimi. Médium, které je obvykle mokré nebo voda, má dobrou elektrickou vodivost. Elektrochemická reakce nastává na rozhraní mezi ním a kovovou strukturou. Pokud je proud kladný (anodová elektroda), železné ionty proniknou do okolního roztoku, což vede ke ztrátě hmotnosti kovu. Reakce způsobuje koroze. S negativním proudem (katodová elektroda) tyto ztráty nejsou přítomny, protože elektrony procházejí do roztoku. Tato metoda se používá při galvanizaci pro nanášení neželezných kovů na oceli.

Katodická ochrana proti korozi se provádí, když se na objekt ze železa uplatní negativní potenciál.

Za tímto účelem je anodová elektroda umístěna v půdě a k ní je připojen kladný potenciál ze zdroje energie. Na chráněný objekt se použije mínus. Katodicko-anodická ochrana vede k aktivní destrukci pouze anodové elektrody. Proto by měl být pravidelně měněn.

Negativní účinek elektrochemické koroze

Koroze konstrukcí může nastat při působení bludných proudů, které klesají z jiných systémů. Jsou užitečné pro cílové objekty, ale způsobují významné poškození blízkých struktur. Těžké proudy se mohou rozšířit z kolejnic elektrifikované dopravy. Procházejí směrem k rozvodně a spadají na potrubí. Při výstupu z nich se vytvářejí anodické plochy, které způsobují intenzivní korozi. Pro ochranu je využíváno elektrické odvodnění - speciální odběr proudů z potrubí do jejich zdroje. Je to také možné katodická ochrana potrubí proti korozi. K tomu je třeba znát velikost bludných proudů, které jsou měřeny zvláštními zařízeními.

Na základě výsledků elektrických měření je zvolen způsob ochrany plynovodu. Univerzální prostředky jsou pasivní izolace potrubí z kontaktu se zemí pomocí izolačních povlaků. Katodická ochrana plynovodu je aktivní metodou.

Ochrana potrubí

Struktury v zemi jsou chráněny před korozí tím, že k nim připojí mínus zdroj stejnosměrného proudu a navíc k anodovým elektrodám uloženým v zemi. Proud se dostane do konstrukce, chrání ji před korozí. Tím je zajištěna katodická ochrana potrubí, nádrží nebo potrubí v zemi.

Anodová elektroda bude zničena a měla by se periodicky měnit. U nádrže naplněné vodou jsou elektrody umístěny uvnitř. V tomto případě bude kapalinou elektrolyt, kterým proud proudí z anod na povrch nádoby. Elektrody jsou dobře ovládány a snadno se vyměňují. V zemi je to těžší.

Napájecí zdroj

V blízkosti ropovodů a plynovodů, ve vytápěcích a vodovodních sítích, pro které je požadována katodická ochrana, se vytvářejí stanice, ze kterých je do zařízení dodáváno napětí. Pokud jsou umístěny na volném prostranství, stupeň jejich ochrany musí být nejméně IP34. Vhodné pro suché místnosti.

Stanice pro katodickou ochranu plynovodů a jiných velkých konstrukcí mají výkon od 1 do 10 kW.

Jejich energetické parametry závisí především na následujících faktorech:

• odpor mezi půdou a anodou;
• elektrická vodivost půdy;
• délka ochranné zóny;
• izolační účinek povlaku.

Tradičně je konvertor katodové ochrany transformátorem. Nyní je nahrazen střídačem, který má menší rozměry, lepší stávající stabilitu a větší hospodárnost. V důležitých oblastech instalujte regulátory, které mají funkce pro regulaci proudu a napětí, vyrovnávání ochranných potenciálů apod.

Zařízení je uvedeno na trh v různých variantách. Pro specifické potřeby individuální design, zajišťující nejlepší provozní podmínky.

Parametry aktuálního zdroje

Pro ochranu proti korozi pro železo je ochranný potenciál 0,44 V. V praxi by to mělo být spíše kvůli vlivu vměstků a stavu kovového povrchu. Maximální hodnota je 1 V. Při přítomnosti povlaků na kovu je proud mezi elektrodami 0,05 mA / m². Pokud je izolace rozbitá, zvyšuje se na 10 mA / m².

Katodická ochrana je účinná v kombinaci s jinými metodami, protože spotřebovává méně energie. Pokud je na povrchu konstrukce nátěrová barva, jsou elektrochemicky chráněny pouze místa, kde je narušena.

Charakteristiky katodické ochrany

1. Zdroje energie jsou stanice nebo mobilní generátory.
2. Umístění anodových uzemňovačů závisí na konkrétních potrubích. Způsob uspořádání může být distribuován nebo koncentrován a také umístěn v různých hloubkách.
3. Anodový materiál je vybrán s nízkou rozpustností, aby byl dostatečný po dobu 15 let.
4. Potenciál ochranného pole pro každé potrubí je vypočítán. Není regulováno, pokud na konstrukcích nejsou ochranné vrstvy.

Standardní požadavky společnosti Gazprom na katodickou ochranu

• Opatření během životnosti ochranných prostředků.
• Ochrana proti atmosférickému přepětí.
• Umístění stanice do blokových schránek nebo v samostatném vandalismu.
• Anodická uzemnění je vybrána v oblastech s minimálním elektrickým odporem země.
• Charakteristiky měniče jsou zvoleny s ohledem na stárnutí ochranného povlaku potrubí.

Ochranná ochrana

Metoda je druh katodické ochrany s připojením elektrod z elektriconegativnějšího kovu přes elektricky vodivé médium. Rozdíl je v nepřítomnosti zdroje energie. Ochranný prostředek na sobě koroduje, rozpouští se v elektricky vodivém prostředí.

O několik let později by měla být anoda nahrazena, protože je vyrobena.

Efekt z anody se zvyšuje s poklesem přechodového odporu médiem. Po čase se může pokrýt žíravou vrstvou. To vede k poruše elektrického kontaktu. Pokud se anoda umístí do směsi solí, která rozpouští korozní produkty, zvyšuje se účinnost.

Účinek běhounu je omezen. Rozsah působení je určen elektrickým odporem média a potenciálním rozdílem mezi anoda a katoda.

Ochranná ochrana se používá při absenci zdrojů energie nebo pokud je jejich použití ekonomicky nepraktické. Je také nevýhodné, když se používá v kyselých médiích, protože vysoká rychlost rozpouštění anod. Chrániče jsou instalovány ve vodě, v zemi nebo v neutrálním prostředí. Anody z čistých kovů obvykle nejsou. Rozpuštění zinku nastává nerovnoměrně, hořčík koroduje příliš rychle a na hliníku se vytváří silný film oxidů.

Ochranné materiály

K ochraně mají potřebné výkonnostní vlastnosti, jsou vyrobeny ze slitin s následujícími legovacími přísadami.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - ochrana zařízení v mořské vodě.
• Al + 8% Zn + 5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (procentní podíl) - provoz stavby v běžící mořské vodě.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - ochrana malých struktur v zemi nebo ve vodě s nízkou koncentrací solí.

Nesprávné použití některých typů chráničů vede k negativním důsledkům. Anody z hořčíku mohou způsobit praskání zařízení vlivem vývoje vodíkových křehnutí.

Spolehlivost běhounu s antikorozními povlaky zvyšuje jeho účinnost.

Distribuce ochranného proudu se zlepšuje a anody jsou vyžadovány výrazně méně. Jedna hořčíková anoda chrání asfaltové potrubí v délce 8 km a bez povlaku - pouze 30 m.

Ochrana karoserií proti korozi

V rozporu s povlakem může být tloušťka karoserie vozidla po dobu 5 let snížena na 1 mm, tzn. Obnova ochranné vrstvy je důležitá, avšak kromě toho existuje způsob, jak úplně zastavit korozi pomocí katodické ochrany. Pokud otáčíte tělo na katodu, kovová koroze se zastaví. Anody mohou být jakýkoliv vodivý povrch umístěný vedle: kovových desek, zemnící smyčky, skříně garáže, povrchu vozovky. Účinnost ochrany se zvyšuje s růstem oblasti anody. Pokud je anoda povrchovou cestou, použije se k jejímu kontaktu "ocas" metalizované pryže. Je umístěn před koly, aby získal lepší sprej. Chrup je izolován od těla.

Anoda je připojena plus baterie přes 1 kΩ odpor a LED sériově připojený k němu. Když je obvod uzavřen anodou, když je mínus připojen k tělu, při normálním provozu není LED téměř vidět. Je-li jasně osvětlený, znamená to, že v obvodu došlo k zkratu. Důvod musí být nalezen a odstraněn.

Pro ochranu obvodu v sérii musí být instalována pojistka.

Když je auto v garáži, je připojeno k uzemňovací anodě. Během pohybu je spojení přes "ocas".

Závěr

Katodická ochrana je způsob, jak zvýšit provozní spolehlivost podzemních potrubí a dalších konstrukcí. V tomto případě je třeba vzít v úvahu jeho negativní dopad na sousední potrubí z vlivy bludných proudů.