Sejarah perkembangan stasiun proteksi katodik. Perlindungan korosi katodik

Salah satu metode yang umum digunakan perlindungan elektrokimia Berbagai struktur logam dilindungi dari karat dengan proteksi katodik. Dalam kebanyakan kasus, ini digunakan bersamaan dengan penerapan lapisan khusus pada permukaan logam.

1 Informasi umum tentang proteksi katodik

Perlindungan logam seperti itu pertama kali dijelaskan pada tahun 1820-an oleh Humphry Davy. Berdasarkan laporannya, pada tahun 1824, di kapal HMS Samarang, teori yang diberikan diuji. Pelindung anoda besi dipasang pada lapisan tembaga kapal, yang secara signifikan mengurangi laju karat pada tembaga. Teknik ini mulai dikembangkan, dan saat ini katoda dari semua jenis struktur logam (pipa, suku cadang mobil, dll.) diakui sebagai yang paling efektif dan banyak digunakan.

Dalam kondisi industri, perlindungan logam (sering disebut polarisasi katodik) dilakukan dengan menggunakan dua metode utama.

1. Struktur yang terlindung dari kehancuran dihubungkan ke sumber arus eksternal. DI DALAM pada kasus ini Produk logam bertindak sebagai katoda. Dan anoda adalah elektroda tambahan yang inert. Teknik ini biasanya digunakan untuk melindungi jaringan pipa, pondasi logam yang dilas, dan platform pengeboran.
2. Polarisasi katodik tipe galvanik. Dengan skema ini, struktur logam bersentuhan dengan logam yang mempunyai potensial elektronegatif lebih tinggi (aluminium, magnesium, paduan aluminium, seng). Dalam hal ini, anoda mengacu pada logam (utama dan pelindung). Pembubaran (artinya murni proses elektrokimia) bahan elektronegatif menyebabkan aliran yang diperlukan arus katoda. Seiring waktu, logam “pelindung” tersebut hancur total. Polarisasi galvanik efektif untuk struktur yang memiliki lapisan insulasi, serta untuk produk logam yang relatif kecil.

Teknik pertama ditemukan aplikasi yang luas Di seluruh dunia. Ini cukup sederhana dan layak secara ekonomi, sehingga memungkinkan untuk melindungi logam korosi umum dan dari banyak jenisnya - korosi antar butir pada "baja tahan karat", lubang, retak pada produk kuningan karena tekanan di mana produk tersebut dioperasikan.

Sirkuit galvanik telah banyak digunakan di AS. Di negara kita ini lebih jarang digunakan, walaupun efektivitasnya tinggi. Terbatasnya penggunaan perlindungan pengorbanan untuk logam di Rusia disebabkan oleh kenyataan bahwa banyak jaringan pipa di negara kita tidak memiliki lapisan khusus, dan ini adalah prasyarat untuk penerapan teknik galvanik anti korosi.

2 Bagaimana cara kerja polarisasi katodik standar pada logam?

Perlindungan korosi katodik dicapai melalui penggunaan arus yang ditumpangkan. Ini disuplai ke struktur dari penyearah atau sumber arus (eksternal) lainnya, di mana arus bolak-balik frekuensi industri diubah menjadi arus searah yang diperlukan. Benda yang dilindungi dihubungkan dengan arus yang disearahkan (ke kutub “minus”). Strukturnya dengan demikian merupakan katoda. Pembumian anodik (elektroda kedua) dihubungkan ke “plus”.

Penting agar terdapat kontak elektrolitik dan elektronik yang baik antara elektroda sekunder dan struktur. Yang pertama disediakan oleh tanah, tempat anoda dan benda yang dilindungi dibenamkan. Tanah dalam hal ini berperan sebagai media elektrolitik. Kontak elektronik dicapai dengan menggunakan konduktor yang terbuat dari bahan logam.

Pengaturan proteksi anti korosi katodik dilakukan dengan menjaga potensial proteksi antara media elektrolitik dan indikator potensial polarisasi (atau struktur itu sendiri) pada nilai yang ditentukan secara ketat. Indikator diukur dengan voltmeter dengan skala resistansi tinggi.

Di sini perlu dipahami bahwa potensi tidak hanya memiliki komponen polarisasi, tetapi juga komponen lain - penurunan tegangan (ohmik). Penurunan ini terjadi karena adanya aliran arus katoda melalui resistansi efektif. Selain itu, kualitas proteksi katodik hanya bergantung pada polarisasi pada permukaan produk yang terlindung dari karat. Oleh karena itu, ada dua karakteristik keamanan struktur logam - potensi polarisasi tertinggi dan terendah.

Pengaturan polarisasi logam yang efektif, dengan mempertimbangkan semua hal di atas, menjadi mungkin ketika indikator komponen ohmik dikecualikan dari nilai beda potensial yang dihasilkan. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan rangkaian khusus untuk mengukur potensi polarisasi. Kami tidak akan menjelaskannya dalam kerangka artikel ini, karena artikel ini penuh dengan banyak istilah dan konsep khusus.

Biasanya, teknologi katoda digunakan bersamaan dengan penerapan bahan pelindung khusus pada permukaan luar produk yang terlindung dari korosi.

Untuk melindungi jaringan pipa yang tidak berinsulasi dan struktur lainnya, perlu menggunakan arus yang signifikan, yang secara ekonomi tidak menguntungkan dan sulit secara teknis.

3 Perlindungan katodik elemen kendaraan

Korosi adalah proses yang aktif dan sangat agresif. Perlindungan komponen mobil yang berkualitas dari karat menimbulkan banyak masalah bagi para pecinta mobil. Semua kendaraan tanpa kecuali dapat mengalami kerusakan korosif, karena karat dimulai bahkan ketika goresan kecil muncul pada cat mobil.

Teknologi katodik untuk melindungi mobil dari korosi sudah cukup umum saat ini. Ini digunakan bersamaan dengan penggunaan semua jenis damar wangi. Teknik ini mengacu pada penerapan potensial listrik pada permukaan bagian mobil tertentu, yang menghasilkan penghambatan karat yang efektif dan jangka panjang.

Dengan perlindungan yang dijelaskan kendaraan Katoda terdiri dari pelat khusus yang ditempatkan pada komponen yang paling rentan. Dan peran anoda dimainkan oleh bodi mobil. Distribusi potensi ini menjamin integritas badan mesin, karena hanya pelat katoda yang rusak, dan logam dasar tidak menimbulkan korosi.

Di bawah kerentanan kendaraan yang dapat diproteksi dengan metode katodik memahami :

• bagian belakang dan depan bawah;
• lengkungan roda belakang;
• area untuk memasang lampu samping dan lampu depan itu sendiri;
• sambungan roda sayap;
• area internal pintu dan ambang batas;
• ruang di belakang pelindung kemudi (depan).

Untuk melindungi mobil, Anda perlu membeli modul elektronik khusus (beberapa pengrajin membuatnya sendiri) dan pelat pelindung. Modul dipasang di interior mobil dan terhubung ke jaringan on-board (harus diberi daya saat mesin mobil dimatikan). Memasang perangkat membutuhkan waktu 10–15 menit. Selain itu, dibutuhkan energi minimum dan menjamin perlindungan anti-korosi berkualitas tinggi.

Pelat pelindung bisa memiliki ukuran yang berbeda. Jumlahnya juga berbeda-beda bergantung pada tempat pemasangannya di dalam mobil, serta parameter geometrik elektroda. Dalam praktiknya, semakin sedikit piring yang Anda butuhkan, semakin banyak pula ukuran yang lebih besar memiliki elektroda.

Proteksi korosi mobil dengan metode katodik juga dilakukan dengan cara komparatif lainnya dengan cara yang sederhana. Yang paling mendasar adalah menyambungkan kabel positif aki mobil ke garasi logam biasa. Harap dicatat bahwa Anda harus menggunakan resistor untuk koneksi.

4 Proteksi jaringan pipa menggunakan metode polarisasi katodik

Depressurisasi pipa untuk berbagai keperluan terjadi dalam banyak kasus karena kerusakan korosif yang disebabkan oleh munculnya retakan, retakan dan rongga. Komunikasi bawah tanah sangat rentan terhadap karat. Zona dengan potensi berbeda (elektroda) terbentuk di atasnya, yang disebabkan oleh heterogenitas tanah dan heterogennya komposisi logam dari mana pipa dibuat. Karena munculnya zona-zona ini, proses pembentukan aktif komponen galvanik korosif dimulai.

Polarisasi katodik pipa, dilakukan sesuai dengan skema yang dijelaskan di awal artikel (galvanisasi atau sumber energi eksternal), didasarkan pada penurunan laju pelarutan material pipa selama operasinya. Pengurangan tersebut dicapai dengan menggeser potensi korosi ke zona yang memiliki indikator lebih negatif dibandingkan potensi alami.

Pada sepertiga pertama abad ke-20, potensi polarisasi katodik logam telah ditentukan. Indikatornya -0,85 volt. Di sebagian besar tanah, potensi alami struktur logam berada pada kisaran -0,55 hingga -0,6 volt.

Artinya, untuk melindungi jaringan pipa secara efektif, perlu “memindahkan” potensi korosi ke dalamnya sisi negatif pada 0,25-0,3 volt. Dengan besaran seperti itu, dampak praktis dari karat pada kondisi komunikasi hampir sepenuhnya seimbang (korosi per tahun memiliki tingkat tidak lebih dari 10 mikrometer).

Teknik menggunakan sumber arus (eksternal) dinilai memakan waktu dan cukup rumit. Tapi itu menyediakan level tinggi perlindungan jaringan pipa, sumber energinya tidak dibatasi oleh apapun, sedangkan ketahanan (spesifik) tanah memiliki dampak minimal terhadap kualitas tindakan perlindungan.

Sumber daya untuk polarisasi katodik biasanya berupa saluran listrik overhead pada 0,4; 6 dan 10 meter persegi. Di daerah yang tidak memilikinya, diperbolehkan menggunakan generator gas, termal, dan solar sebagai sumber energi.

Arus “pelindung” didistribusikan secara tidak merata di sepanjang pipa. Nilai terbesarnya dicatat pada apa yang disebut titik drainase - di tempat sumber terhubung. Semakin jauh jarak dari titik ini, semakin kurang perlindungan pipa tersebut. Pada saat yang sama, ada arus berlebih langsung di area koneksi Pengaruh negatif pada pipa - ada kemungkinan besar terjadinya retak hidrogen pada logam.

Metode yang menggunakan anoda galvanik menunjukkan efisiensi yang baik pada tanah dengan resistivitas rendah (hingga 50 ohm*m). Ini tidak digunakan pada tanah dengan kelompok resistivitas tinggi, karena tidak memberikan hasil khusus. Perlu ditambahkan di sini bahwa anoda terbuat dari paduan berdasarkan aluminium, magnesium, dan seng.

5 Secara singkat tentang stasiun proteksi katodik (CPS)

Untuk perlindungan anti korosi pada pipa yang diletakkan di bawah tanah, SCP dipasang di sepanjang jalurnya, termasuk:

• landasan anodik;
• sumber saat ini;
• titik kontrol dan pengukuran;
• kabel dan kabel yang melakukan fungsi penghubung.

Stasiun terhubung ke jaringan listrik atau ke perangkat otonom. Diperbolehkan memasang beberapa sambungan pembumian dan sumber energi di VCS ketika dua atau lebih jalur pipa dipasang dalam satu koridor bawah tanah. Namun hal ini memerlukan peningkatan biaya untuk tindakan anti-korosi.

Jika hanya satu instalasi yang dipasang pada komunikasi multisaluran, sambungannya ke pipa dilakukan menggunakan blok khusus. Mereka tidak mengizinkan pembentukan pasangan galvanik kuat yang terjadi saat memasang jumper buta pada produk pipa. Blok-blok ini mengisolasi pipa satu sama lain, dan juga memungkinkan untuk memilih potensi yang diperlukan pada setiap elemen pipa, menjamin perlindungan maksimal struktur dari karat.

Tegangan keluaran pada stasiun katoda dapat diatur secara otomatis (instalasi dalam hal ini dilengkapi dengan thyristor) atau secara manual (operator mengganti belitan trafo jika diperlukan). Dalam situasi di mana VSC beroperasi dalam kondisi yang bervariasi terhadap waktu, disarankan untuk mengoperasikan stasiun dengan pengaturan tegangan otomatis.

Mereka sendiri memantau ketahanan tanah (spesifik), munculnya arus liar dan faktor-faktor lain yang mempengaruhi dampak negatif pada kualitas perlindungan, dan secara otomatis menyesuaikan pengoperasian VCS. Tetapi dalam sistem di mana arus pelindung dan nilai resistansi pada rangkaiannya tetap tidak berubah, lebih baik menggunakan pengaturan dengan penyesuaian tegangan keluaran secara manual.

Mari kita tambahkan bahwa regulasi dalam mode otomatis dilakukan berdasarkan salah satu dari dua indikator:

• arus proteksi (konverter galvanostatik);
• sesuai dengan potensi benda yang dilindungi (konverter potensiostatik).

6 Informasi tentang stasiun proteksi katodik yang diketahui

Di antara VCS domestik yang populer, beberapa instalasi dapat dibedakan. Stasiun ini banyak diminati Minerva–3000– sistem canggih yang dikembangkan oleh para insinyur Perancis dan Rusia untuk fasilitas Gazprom. Satu Minerva cukup untuk melindungi pipa sepanjang 30 kilometer dari karat. Stasiun ini memiliki keunggulan utama sebagai berikut:

• kemampuan manufaktur yang unik dari semua komponennya;
• peningkatan daya VCS (dimungkinkan untuk melindungi komunikasi dengan lapisan pelindung yang sangat buruk);
• penyembuhan diri (setelah kelebihan beban darurat) dari mode operasi stasiun selama 15 detik;
• ketersediaan peralatan digital presisi tinggi untuk memantau kondisi pengoperasian dan sistem kontrol termal;
• adanya sirkit pelindung terhadap tegangan lebih pada sirkit pengukur dan masukan;
• tidak adanya bagian yang bergerak dan ketatnya kabinet listrik.

Sebagai tambahan Minerva–3000 Anda dapat menghubungkan instalasi untuk kendali jarak jauh atas pengoperasian stasiun dan kendali jarak jauh peralatannya.

Sistem ini juga memiliki kinerja teknis yang sangat baik ASKG-TM– stasiun adaptif telemekanis modern untuk perlindungan kabel listrik, jaringan pipa kota dan utama, serta tangki tempat penyimpanan produk gas dan minyak. Perangkat tersebut diproduksi dengan indikator yang berbeda(dari 1 hingga 5 kilowatt) daya keluaran. Mereka memiliki kompleks telemetri multifungsi yang memungkinkan Anda memilih mode operasi VCS tertentu, memantau dan mengubah parameter stasiun, serta memproses informasi masuk dan mengirimkannya ke operator.

Manfaat penggunaan ASKG-TM:

• kemungkinan integrasi ke dalam kompleks SCADA karena dukungan teknologi OPC;
• cadangan dan saluran komunikasi utama;
• pemilihan nilai daya (output);
• peningkatan toleransi kesalahan;
• rentang suhu pengoperasian yang luas;
• akurasi unik dalam mengatur parameter keluaran;
• perlindungan tegangan keluaran daya sistem.

Ada SKZ dan jenis lainnya, informasinya mudah ditemukan di situs khusus di Internet.

7 Benda apa saja yang dapat diproteksi dengan menggunakan polarisasi katodik?

Selain melindungi mobil dan jaringan pipa, teknik polarisasi yang dipertimbangkan secara aktif digunakan untuk melindungi tulangan yang termasuk dalam struktur beton bertulang (gedung, fasilitas jalan, pondasi, dll) dari korosi. Biasanya, alat kelengkapannya adalah sistem kelistrikan tunggal, yang secara aktif menimbulkan korosi ketika klorida dan air masuk ke dalamnya.

Polarisasi katodik yang dikombinasikan dengan sanitasi beton menghentikan proses korosi. Dalam hal ini, dua jenis anoda perlu digunakan:

• yang utama terbuat dari titanium, grafit atau kombinasinya dengan lapisan oksida logam, serta besi cor silikon;
• batang distribusi – batang yang terbuat dari paduan titanium dengan lapisan pelindung logam tambahan atau dengan lapisan konduktif listrik non-logam.

Dengan mengatur arus luar yang disuplai ke struktur beton bertulang, potensi tulangan dipilih.

Polarisasi dianggap sebagai teknik yang sangat diperlukan untuk melindungi struktur stasioner yang terletak di atasnya landas kontinen, di ladang gas dan minyak. Lapisan pelindung asli pada benda-benda tersebut tidak dapat dipulihkan (memerlukan pembongkaran dan pengangkutan ke hanggar kering), yang berarti hanya ada satu pilihan yang tersisa - perlindungan katodik logam.

Untuk melindungi dari korosi laut, polarisasi galvanik kapal sipil digunakan menggunakan anoda yang terbuat dari paduan seng, magnesium, dan aluminium. Di pantai (selama perbaikan dan tambatan), kapal dihubungkan ke SCZ, yang anodanya terbuat dari titanium berlapis.

Proteksi katodik juga digunakan untuk melindungi bagian dalam bejana dan kontainer, serta pipa yang bersentuhan dengan air limbah, dari kerusakan. perairan industri dan elektrolit agresif lainnya. Polarisasi dalam hal ini meningkatkan waktu penggunaan struktur ini tanpa perawatan sebanyak 2-3 kali lipat.

Perlindungan pasif jaringan pipa gas bawah tanah lapisan isolasi dilengkapi dengan perlindungan listrik. Tugas proteksi kelistrikan adalah sebagai berikut.

1. Penghapusan arus listrik yang menyimpang dari pipa gas yang dilindungi dan pengembaliannya yang terorganisir instalasi listrik dan jaringan DC, yang merupakan sumber arus ini.
2. Penekanan arus yang mengalir melalui pipa gas pada tempat keluarnya ke dalam tanah (zona anoda) oleh arus dari sumber luar, serta arus yang timbul akibat korosi elektrokimia tanah, dengan menciptakan rangkaian galvanik dan potensial listrik pelindung pada pipa pipa gas.
3. Mencegah penyebaran arus listrik melalui pipa gas dengan cara membaginya dengan flensa isolasi.

Masalah menghilangkan arus nyasar dapat diselesaikan dengan membuat:

1. grounding tambahan untuk mengalirkan arus ke dalam tanah. Kerugiannya adalah peluang pengaruh yang merugikan ke jaringan pipa tetangga arus yang mengalir dari pipa gas yang dilindungi;
2. perlindungan drainase sederhana atau langsung, mis. sambungan listrik dari pipa gas yang dilindungi dengan rel trem atau kereta api listrik untuk mengembalikan arus yang melaluinya ke sumbernya. Drainase sederhana mempunyai daya hantar dua arah, yaitu dapat mengalirkan arus bolak-balik, dan oleh karena itu digunakan di zona anodik yang stabil. Kerugian dari proteksi ini adalah perlunya mematikan saluran pembuangan jika polaritas arus berubah atau jika potensi pada pipa gas menjadi lebih kecil dibandingkan pada rel;
3. perlindungan drainase terpolarisasi, mis. drainase dengan konduktivitas satu sisi, tidak termasuk arus balik arus dari rel ke pipa gas yang dilindungi;
4. peningkatan perlindungan drainase, mis. perlindungan semacam itu, yang sirkuitnya dilengkapi sumber arus eksternal untuk meningkatkan efisiensi. Jadi, drainase yang ditingkatkan merupakan kombinasi drainase terpolarisasi dengan proteksi katodik.

Masalah penekanan arus yang mengalir melalui pipa gas terlindung dapat diselesaikan dengan menggunakan:

1. Proteksi katodik oleh arus luar (proteksi listrik), yaitu. menghubungkan pipa gas terlindung ke sumber arus eksternal - ke kutub negatifnya sebagai katoda. Kutub positif dari sumber arus dihubungkan ke ground - anoda. Sirkuit tertutup dibuat di mana arus mengalir dari anoda melalui tanah ke pipa gas terlindung dan kemudian ke kutub negatif sumber arus eksternal. Dalam hal ini, landasan anodik secara bertahap dihancurkan, namun pipa gas terlindungi karena polarisasi katodiknya dan pencegahan aliran arus dari pipa ke dalam tanah. Stasiun proteksi katodik (CPS) dapat digunakan sebagai sumber eksternal;
2. Perlindungan pelindung, mis. proteksi dengan menggunakan pelindung yang terbuat dari logam pada rangkaian listrik yang mempunyai potensi lebih negatif pada lingkungan korosif dibandingkan logam pipa. Arus listrik terjadi pada sistem pelindung tapak, seperti halnya pada sel galvanik, dengan elektrolit berupa tanah yang mengandung uap air, dan elektrodanya adalah pipa gas dan logam tapak. Arus pelindung yang dihasilkan menekan arus korosi elektrokimia dan memastikan terciptanya potensi listrik pelindung pada pipa gas.

Diagram skema proteksi katodik pipa gas bawah tanah

1 - landasan anodik; 2.4 - kabel drainase; 3 — sumber arus listrik eksternal; 5 — titik sambungan untuk kabel drainase; 6 - pipa gas terlindung

Diagram skema perlindungan tapak untuk pipa gas bawah tanah

1 - pipa gas terlindung; 2 - kabel berinsulasi; 3 - keluaran kontrol; 4 — pelindung; 5 - pengisi tapak

Masalah pembagian pipa listrik diselesaikan dengan memasang flensa insulasi dengan gasket paronit atau textolite, bushing dan ring textolite. Contoh desain flensa isolasi ditunjukkan pada gambar di bawah.

Pemasangan flensa isolasi

1— textolite isolasi atau bushing paronit; 2— mesin cuci isolasi yang terbuat dari textolite, karet atau vinil klorida; 3 — mesin cuci baja; 4 — pencuci timah; 5—gasket cincin textolite

Faktor utama yang mengkarakterisasi tingkat dampak korosi pada bawah tanah pipa gas baja, adalah:

• besarnya dan arah arus nyasar dalam tanah;
• besarnya dan polaritas potensi pipa gas relatif terhadap komunikasi bawah tanah logam lainnya dan rel transportasi berlistrik;
• arah dan kekuatan arus yang mengalir melalui pipa gas;
• keadaan perlindungan anti-korosi pada pipa gas;
• nilai tertentu hambatan listrik pound.

Semua faktor ini harus dipantau secara berkala.

Frekuensi pengukuran listrik adalah sebagai berikut:

• di area instalasi proteksi listrik untuk pipa gas dan bangunan terlindungi lainnya, serta di dekat gardu traksi dan depo transportasi listrik, di dekat rel kereta api dan listrik kereta api dan di tempat-tempat di mana pipa gas berpotongan dengannya - setidaknya setiap 3 bulan sekali, serta ketika ada perubahan dalam mode instalasi proteksi listrik, struktur yang dilindungi atau sumber arus yang menyimpang;
• di area yang tidak berbahaya dari sudut pandang proteksi listrik - setidaknya setahun sekali waktu musim panas, serta jika terjadi perubahan kondisi yang dapat menyebabkan korosi listrik.

Untuk melindungi tapak, digunakan pelindung yang terbuat dari logam non-ferrous - biasanya magnesium, seng, aluminium dan paduannya.

Pengoperasian instalasi pelindung listrik dan pengukuran potensi pada kontak dilakukan (setidaknya): pada instalasi drainase - 4 kali sebulan; di instalasi katoda - 2 kali sebulan; pada unit tapak - sebulan sekali.

Perlindungan katodik ta adalah jenis perlindungan elektrokimia yang paling umum. Ini digunakan dalam kasus di mana logam tidak rentan terhadap pasivasi, yaitu memiliki daerah disolusi aktif yang luas, daerah pasif yang sempit, nilai arus pasif yang tinggi (ip) dan potensial pasivasi (pp).

Polarisasi katodik dapat dilakukan dengan menghubungkan struktur yang dilindungi ke kutub negatif sumber arus luar.Perlindungan katodik dilakukan oleh arus luar. .

Diagram proteksi katodik ditunjukkan pada Gambar. 4. Kutub negatif sumber arus luar 4 dihubungkan ke struktur logam terlindung 1, dan kutub positif dihubungkan ke elektroda bantu 2, yang berfungsi sebagai anoda. Selama proses proteksi, anoda dihancurkan secara aktif dan harus dipulihkan secara berkala.

Besi tuang, baja, batu bara, grafit, dan potongan logam (pipa tua, rel, dll.) digunakan sebagai bahan anoda. Sumber arus luar untuk proteksi katodik adalah stasiun proteksi katodik yang unsur wajibnya adalah: konverter (penyearah) yang menghasilkan arus; pasokan arus ke struktur yang dilindungi, elektroda referensi, konduktor pentanahan anoda, kabel anoda.

Proteksi katodik pada peralatan pabrik (lemari es, penukar panas, kapasitor, dll.) yang terkena lingkungan agresif dilakukan dengan menghubungkan sumber arus eksternal ke kutub negatif dan merendam anoda dalam lingkungan tersebut.

Proteksi katodik dengan arus eksternal tidak praktis dalam kondisi korosi atmosferik, dalam lingkungan uap, dalam pelarut organik, karena dalam hal ini lingkungan korosif tidak memiliki konduktivitas listrik yang cukup.

Perlindungan tapak. Proteksi korban merupakan salah satu jenis proteksi katodik. Skema proteksi pipa ditunjukkan pada Gambar. 5. Logam yang lebih elektronegatif, pelindung 3, melekat pada struktur terlindung 2, yang jika larut dalam lingkungan, melindungi struktur utama dari kehancuran.

Setelah pelindung benar-benar larut atau kehilangan kontak dengan struktur yang dilindungi, sangat penting untuk mengganti pelindung tersebut.

Gambar 5 Skema proteksi korban pipa

Pelindung bekerja secara efektif jika resistensi transisi antara pelindung dan lingkungan rendah. Selama pengoperasian, pelindung, misalnya seng, dapat ditutupi dengan lapisan produk korosi yang tidak larut, yang mengisolasinya lingkungan dan secara tajam meningkatkan resistensi kontak. Untuk mengatasi hal ini, pelindung ditempatkan pada pengisi 4 - campuran garam, yang menciptakan lingkungan tertentu di sekitarnya yang memfasilitasi pembubaran produk korosi dan meningkatkan efisiensi dan stabilitas pelindung di dalam tanah.

Dibandingkan dengan proteksi katodik oleh arus eksternal, disarankan untuk menggunakan proteksi pengorbanan jika sulit memperoleh energi dari luar atau jika pembangunan saluran listrik khusus tidak menguntungkan secara ekonomi.

Saat ini, pelindung tapak digunakan untuk memerangi korosi pada struktur logam di air laut dan sungai, tanah, dan lingkungan netral lainnya. Penggunaan pelindung tapak di lingkungan asam dibatasi oleh tingginya tingkat pelarutan sendiri pada tapak.

Logam yang dapat digunakan sebagai pelindung : Al, Fe, Mg, Zn. Pada saat yang sama, tidak selalu disarankan untuk menggunakan logam murni sebagai pelindung.Untuk memberikan pelindung sifat kinerja yang diperlukan, elemen paduan dimasukkan ke dalam komposisinya.

Proteksi katodik - konsep dan tipe. Klasifikasi dan Ciri Kategori Proteksi Katodik 2017, 2018.

SKZ - informasi dasar.

Stasiun proteksi katodik (CPS) adalah kompleks struktur yang dirancang untuk polarisasi katodik pipa gas oleh arus eksternal.

Elemen struktural utama SCP (Gbr. 12.4.1.) adalah:

Ø sumber arus searah (disearahkan) (stasiun katoda) 5 ;

Ø landasan anoda 2 , terkubur di dalam tanah agak jauh dari pipa 1 ;

Ø menghubungkan saluran listrik 3 menghubungkan kutub positif sumber arus ke anoda grounding, dan kutub negatif ke pipa;

Ø saluran keluar katoda pipa gas 8 dan titik drainase 7 ;

Ø landasan pelindung 4 .

Gambar – 12.4.1. - Diagram skema SKZ

Potensi pipa di bawah pengaruh arus masuk menjadi lebih elektronegatif, bagian pipa gas yang terbuka (di tempat-tempat di mana insulasi rusak) menjadi terpolarisasi katodik dan, tergantung pada nilai potensi yang ada, menjadi seluruhnya atau sebagian. terlindungi dari korosi. Pada saat yang sama, pada landasan anodik, di bawah pengaruh arus yang mengalir, terjadi proses polarisasi anodik, disertai dengan penghancuran landasan anodik secara bertahap.

Sumber VMS DC dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama mencakup perangkat pengubah jaringan - penyearah, ditenagai oleh saluran listrik (saluran listrik) arus bolak-balik frekuensi industri 50 Hz dengan tegangan pengenal 0,23 hingga 10 kV. Kelompok kedua mencakup sumber otonom - generator arus searah dan elemen elektrokimia yang menghasilkan listrik langsung pada jalur pipa gas di dekat tempat di mana perlu dipasang VPS (generator tenaga angin, generator listrik yang digerakkan oleh turbin gas, dari mesin pembakaran internal , generator termoelektrik, baterai).

Pada pipa gas utama, stasiun katoda jaringan dengan penyearah arus bolak-balik satu fasa dengan tegangan 127/220 V dan frekuensi 50 Hz telah tersebar luas. Jika terdapat saluran listrik AC dengan tegangan pengenal 0,23; 0,4; 6 dan 10 kV, penggunaan stasiun tersebut tepat dan dapat dibenarkan secara ekonomi. Ketika ditenagai oleh saluran listrik 6 atau 10 kV, unit penyearah dihubungkan ke saluran suplai melalui trafo step-down.

Gambar – 12.4.2. – Sederhana diagram sirkuit VMS sumber daya non-otomatis yang khas

Pada Gambar 12.4.2. disederhanakan diagram yang khas stasiun katoda jaringan dengan penyearah. Sumber listrik AC dihubungkan ke terminal 1 Dan 2 . Konsumsi listrik diukur menggunakan meteran listrik 3 . Mesin 4 berfungsi untuk menghidupkan instalasi, dan sekring 5 memberikan perlindungan terhadap arus hubung singkat dan beban lebih dari arus bolak-balik. Transformator penurun tegangan 6 memberi daya pada penyearah 7 , dirakit dari elemen penyearah individual menggunakan rangkaian penyearah jembatan gelombang penuh atau rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh dengan terminal nol. Perlindungan terhadap korsleting dan beban lebih pada sisi rangkaian arus yang disearahkan disediakan oleh sekering 9 . Mode pengoperasian instalasi dikontrol menggunakan ammeter 10 dan voltmeter 12 . Menghubungkan kabel dari pipa 11 terhubung ke terminal “-”, dan dari ground anoda ke terminal “+”. Semua elemen instalasi dipasang di kabinet logam, dikunci dengan gembok.

Untuk menyediakan kondisi aman selama pengoperasian, semua bagian logam dari struktur stasiun dibumikan menggunakan pembumian pelindung 8 .

Unit penyearah memiliki perangkat untuk mengatur tegangan atau arus. Sebagian besar instalasi menggunakan pengaturan tegangan bertahap dengan mengganti masing-masing bagian belitan transformator. Pada beberapa jenis penyearah, tegangan diatur dengan lancar menggunakan autotransformator atau shunt magnet pada belitan transformator. Pengaturan tegangan triac juga digunakan pada belitan primer dan pengaturan tegangan thyristor pada belitan sekunder.

Ketika proteksi katodik pipa gas terletak di area arus menyimpang, mode operasi penyearah AC non-otomatis biasanya dipilih dengan mempertimbangkan nilai rata-rata perbedaan potensial "pipa-tanah", yang ditentukan dari data pengukuran selama jangka waktu tertentu (biasanya nilai rata-rata harian) dan tidak mengecualikan potensi emisi di wilayah anodik atau katodik. Untuk menekan emisi anoda, penyearah harus dikonfigurasi dalam mode proteksi berlebih. Polarisasi katodik yang dalam menyebabkan konsumsi energi yang berlebihan, terkelupas dan retaknya lapisan isolasi, dan hidrogenasi permukaan logam (karena pelepasan hidrogen yang intens di katoda). Sifat perubahan potensi pipa gas ini menyebabkan perlunya pembuatan stasiun proteksi katodik otomatis, yang harus menjaga potensi dalam kisaran proteksi dengan konsumsi daya minimal dan penggunaan maksimal sifat pelindung arus liar. VMS terdiri dari perangkat untuk mengatur nilai beda potensial tertentu (perangkat induk), perangkat untuk mengukur beda potensial aktual (alat pengukur dengan elektroda referensi stasioner), penguat daya, badan eksekutif, mengubah kekuatan arus di sirkuit VMS.

Ada berbagai metode untuk merawat pipa logam, namun yang paling efektif adalah proteksi katodik pipa terhadap korosi. Depresurisasi dini harus dicegah, yang akan menyebabkan terbentuknya retakan, rongga, dan pecah.

Korosi logam adalah proses alami di mana atom-atom logam berubah. Akibatnya, elektronnya berpindah ke zat pengoksidasi, yang menyebabkan rusaknya struktur material.

Untuk jaringan pipa bawah tanah, faktor tambahan yang mempengaruhi korosi adalah komposisi tanah. Ini berisi area dengan potensi elektroda berbeda, yang menyebabkan pembentukan sel galvanik korosif.

Ada beberapa jenis korosi, antara lain:

• Padat. Hal ini ditandai dengan wilayah distribusi yang luas dan berkelanjutan. Dalam kasus yang jarang terjadi, hal ini menyebabkan kerusakan pada pipa, karena seringkali tidak menembus jauh ke dalam struktur logam;


• Korosi lokal – menjadi yang paling banyak penyebab umum celah, karena tidak menutupi wilayah yang luas, tapi menembus dalam-dalam. Ini dibagi menjadi pitting, filamen, tembus, bawah permukaan, jerawatan, pisau, intergranular, kerapuhan korosi dan retak.

Metode untuk melindungi jaringan pipa bawah tanah

Perlindungan terhadap korosi logam dapat bersifat aktif atau pasif. Metode pasif melibatkan penciptaan kondisi pada pipa yang tidak akan terpengaruh oleh tanah di sekitarnya. Untuk tujuan ini, khusus senyawa pelindung yang menjadi penghalang. Pelapis yang paling umum digunakan adalah bitumen, resin epoksi, pita polimer atau tar batubara.

Untuk metode aktif, proteksi katodik pipa terhadap korosi paling sering digunakan. Hal ini didasarkan pada penciptaan polarisasi, yang memungkinkan untuk mengurangi laju pembubaran logam. Efek ini diwujudkan dengan menggeser potensi korosi ke area yang lebih negatif. Untuk melakukan ini, arus listrik dialirkan antara permukaan logam dan tanah, yang secara signifikan mengurangi laju korosi.

Metode penerapan proteksi katodik:

• Menggunakan sumber arus eksternal yang dihubungkan ke pipa terlindung dan ke ground anoda;


• Menggunakan metode galvanik (pelindung anoda korban magnesium).

Perlindungan katodik pipa terhadap korosi menggunakan sumber eksternal lebih kompleks. Karena memerlukan penggunaan desain khusus yang menyediakan arus searah. Metode galvanik, pada gilirannya, diimplementasikan dengan menggunakan pelindung yang memungkinkan untuk disediakan perlindungan yang efektif hanya di tanah dengan hambatan listrik rendah.

Dapat digunakan untuk melindungi pipa dan metode anodik. Ini digunakan dalam kondisi kontak dengan lingkungan kimia yang agresif. Metode anodik didasarkan pada pengubahan keadaan aktif logam menjadi keadaan pasif dan mempertahankannya karena pengaruh anoda eksternal.

Meskipun terdapat kesulitan-kesulitan tertentu dalam implementasinya, metode ini secara aktif digunakan ketika perlindungan katodik pipa terhadap korosi tidak dapat diterapkan.

Contoh proteksi katodik pipa terhadap korosi di pameran

Pengalaman penggunaan dan perkembangan baru di bidang ini disorot pada pameran industri tahunan "Neftegaz", yang berlangsung di Expocentre Fairgrounds.

Pameran ini adalah acara industri besar dan platform yang sangat baik untuk memperkenalkan para spesialis pada perkembangan baru, serta meluncurkan proyek-proyek baru. Pameran Neftegaz akan diadakan di Expocentre Fairgrounds di Moskow di Krasnaya Presnya.

Baca artikel kami yang lain.