Katodik koruma istasyonlarının gelişim tarihi. Katodik korozyon koruması

Yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri elektrokimyasal korumaÇeşitli metal yapılar katodik koruma ile paslanmaya karşı korunur. Çoğu durumda metal yüzeylere özel kaplamaların uygulanmasıyla birlikte kullanılır.

1 Katodik koruma hakkında genel bilgi

Metallerin bu şekilde korunması ilk kez 1820'lerde Humphry Davy tarafından tanımlandı. Onun raporlarına dayanarak, 1824 yılında HMS Samarang gemisinde sağlanan teori test edildi. Geminin bakır kaplamasına demir anot koruyucular takılarak bakırın paslanma oranı önemli ölçüde azaltıldı. Teknik geliştirilmeye başlandı ve bugün her türlü metal yapının (boru hatları, araba parçaları vb.) katotu en etkili ve yaygın olarak kullanılan olarak kabul edilmektedir.

Endüstriyel koşullarda, metallerin bu şekilde korunması (buna genellikle katodik polarizasyon denir) iki ana yöntem kullanılarak gerçekleştirilir.

1. Tahribata karşı korunan yapı, harici bir akım kaynağına bağlanmaktadır. İÇİNDE bu durumda Metal ürün katot görevi görür. Ve anotlar atıl ek elektrotlardır. Bu teknik genellikle boru hatlarını, kaynaklı metal temelleri ve sondaj platformlarını korumak için kullanılır.
2. Galvanik tipin katodik polarizasyonu. Bu şemada metal yapı, elektronegatif potansiyeli daha yüksek olan bir metalle (alüminyum, magnezyum, alüminyum alaşımları, çinko) temas halindedir. Bu durumda anot, her iki metali de (ana ve koruyucu) ifade eder. Çözünme (tamamen anlamındadır) elektrokimyasal süreç) elektronegatif malzeme gerekli akışı sağlar katot akımı. Zamanla “koruyucu” metal tamamen yok olur. Galvanik polarizasyon, yalıtım katmanına sahip yapıların yanı sıra nispeten küçük metal ürünler için de etkilidir.

Bulunan ilk teknik geniş uygulama Dünya çapında. Oldukça basit ve ekonomik olarak uygulanabilir olup, metalin korunmasını mümkün kılar. genel korozyon ve birçok çeşidinden - “paslanmaz çeliğin” tanecikler arası korozyonu, pirinç ürünlerin altında çalıştıkları gerilimlerden dolayı çukurlaşma, çatlama.

Galvanik devre ABD'de daha fazla kullanım alanı buldu. Ülkemizde etkinliği yüksek olmasına rağmen daha az kullanılmaktadır. Rusya'da metaller için fedakarlık korumasının sınırlı kullanımı, ülkemizdeki birçok boru hattına özel bir kaplama uygulanmamasından kaynaklanmaktadır ve bu da önkoşul korozyon önleyici galvanik tekniklerin uygulanması için.

2 Metallerin standart katodik polarizasyonu nasıl çalışır?

Katodik korozyon koruması, üst üste gelen akımın kullanılmasıyla sağlanır. Endüstriyel frekanslı alternatif akımın gerekli doğru akıma değiştirildiği bir doğrultucudan veya başka bir (harici) akım kaynağından yapıya beslenir. Korunan nesne doğrultulmuş akıma (“eksi” kutba) bağlanır. Dolayısıyla yapı bir katottur. Anodik topraklama (ikinci elektrot) “artı”ya bağlanır.

İkincil elektrot ile yapı arasında iyi bir elektrolitik ve elektronik temasın olması önemlidir. Birincisi anot ve korunan nesnenin daldırıldığı toprak tarafından sağlanır. Bu durumda toprak elektrolitik bir ortam görevi görür. Elektronik temas, metalik malzemelerden yapılmış iletkenler kullanılarak sağlanır.

Katodik korozyon önleyici korumanın düzenlenmesi, elektrolitik ortam ile polarizasyon potansiyeli göstergesi (veya yapının kendisi) arasındaki koruyucu potansiyelin kesin olarak tanımlanmış bir değerde tutulmasıyla gerçekleştirilir. Gösterge, yüksek dirençli ölçeğe sahip bir voltmetre ile ölçülür.

Burada potansiyelin yalnızca bir polarizasyon bileşenine değil, aynı zamanda başka bir bileşene (ohmik) voltajda bir düşüşe de sahip olduğunu anlamak gerekir. Bu düşüş, katot akımının etkin direnç üzerinden akışı nedeniyle meydana gelir. Üstelik katodik korumanın kalitesi yalnızca ürünün paslanmaya karşı korunan yüzeyindeki polarizasyona bağlıdır. Bu nedenle metal bir yapının güvenliğinin iki özelliği ayırt edilir: en yüksek ve en düşük polarizasyon potansiyelleri.

Yukarıdakilerin tümü dikkate alınarak metallerin polarizasyonunun etkili bir şekilde düzenlenmesi, ohmik bileşenin göstergesinin ortaya çıkan potansiyel farkın değerinden hariç tutulması durumunda mümkün olur. Bu, polarizasyon potansiyelini ölçmek için özel bir devre kullanılarak gerçekleştirilebilir. Pek çok özel terim ve kavramla dolu olduğundan bu makale çerçevesinde açıklamayacağız.

Kural olarak, korozyondan korunan ürünlerin dış yüzeyine özel koruyucu malzemelerin uygulanmasıyla birlikte katot teknolojisi kullanılır.

Yalıtımsız boru hatlarını ve diğer yapıları korumak için, ekonomik açıdan kârsız ve teknik açıdan zor olan önemli akımların kullanılması gerekir.

3 Araç elemanlarının katodik koruması

Korozyon aktif ve çok agresif bir süreçtir. Otomobil bileşenlerinin paslanmaya karşı yüksek kalitede korunması, otomobil tutkunları için birçok soruna neden oluyor. İstisnasız tüm araçlar aşındırıcı tahribatlara maruz kalır çünkü paslanma, arabanın boyasında küçük bir çizik göründüğünde bile başlar.

Bir arabayı korozyondan korumak için katodik teknoloji günümüzde oldukça yaygındır. Her türlü mastiğin kullanımıyla birlikte kullanılır. Bu teknik, paslanmanın etkili ve uzun süreli önlenmesine yol açan belirli bir araba parçasının yüzeyine elektrik potansiyelinin uygulanmasını ifade eder.

Açıklanan korumayla araç Katot, en savunmasız bileşenlerinin üzerine yerleştirilen özel plakalardan oluşur. Ve anotun rolü arabanın gövdesi tarafından oynanır. Potansiyellerin böyle bir dağılımı, yalnızca katot plakaları tahrip edildiğinden ve ana metalin korozyona uğramadığından makine gövdesinin bütünlüğünü sağlar.

Altında güvenlik açıkları Katodik yöntem kullanılarak korunabilen araçlar şunları anlayacaktır:

• tabanın arka ve ön kısımları;
• arka tekerlek kemeri;
• park lambalarının ve farların kendilerinin sabitleneceği alanlar;
• kanat-tekerlek bağlantıları;
• kapıların ve eşiklerin iç alanları;
• tekerlek korumalarının (ön) arkasındaki boşluk.

Arabayı korumak için özel bir elektronik modül (bazı ustalar bunu kendileri yapar) ve koruyucu plakalar satın almanız gerekir. Modül, aracın iç kısmına monte edilir ve araç içi ağa bağlanır (araç motoru kapatıldığında güç verilmesi gerekir). Cihazın kurulumu tam anlamıyla 10-15 dakika sürer. Üstelik minimum enerji harcar ve çok yüksek kalitede korozyona karşı korumayı garanti eder.

Koruyucu plakalar farklı boyutlarda olabilir. Sayıları ayrıca arabanın neresine monte edildiklerine ve elektrotun geometrik parametrelerine bağlı olarak da değişir. Pratikte ne kadar az tabağa ihtiyacınız varsa o kadar çok daha büyük boyut bir elektrodu vardır.

Katodik yöntemi kullanan araba korozyon koruması da diğer karşılaştırmalı yöntemlerle gerçekleştirilir. basit yollarla. En temel olanı, araç aküsünün pozitif kablosunu normal bir metal garaja bağlamaktır. Bağlantı için bir direnç kullanmanız gerektiğini lütfen unutmayın.

4 Katodik polarizasyon yöntemi kullanılarak boru hatlarının korunması

Boru hatlarının çeşitli amaçlarla basınçsız hale getirilmesi, birçok durumda kopma, çatlak ve boşlukların ortaya çıkmasından kaynaklanan korozyon tahribatı nedeniyle meydana gelir. Yeraltı iletişimleri özellikle paslanmaya karşı hassastır. Toprağın heterojenliği ve boruların yapıldığı metallerin heterojen bileşimi nedeniyle üzerlerinde farklı potansiyellere sahip bölgeler (elektrotlar) oluşur. Bu bölgelerin ortaya çıkması nedeniyle aşındırıcı galvanik bileşenlerin aktif oluşum süreci başlar.

Makalenin başında açıklanan şemalara (galvanizleme veya harici bir enerji kaynağı) göre gerçekleştirilen boru hatlarının katodik polarizasyonu, çalışmaları sırasında boru malzemesinin çözünme hızının azaltılmasına dayanmaktadır. Böyle bir azalma, korozyon potansiyelinin doğal potansiyele göre daha olumsuz göstergelere sahip bir bölgeye kaydırılmasıyla sağlanır.

20. yüzyılın ilk üçte birinde metallerin katodik polarizasyon potansiyeli belirlendi. Göstergesi -0,85 volttur. Çoğu toprakta metal yapıların doğal potansiyeli -0,55 ile -0,6 volt arasındadır.

Bu, boru hatlarını etkili bir şekilde korumak için korozyon potansiyelini "taşımanın" gerekli olduğu anlamına gelir. olumsuz taraf 0,25-0,3 voltta. Böyle bir büyüklükte, paslanmanın iletişim durumu üzerindeki pratik etkisi neredeyse tamamen dengelenmiştir (yıllık korozyon oranı 10 mikrometreden fazla değildir).

Mevcut bir kaynağın (harici) kullanıldığı tekniğin emek yoğun ve oldukça karmaşık olduğu düşünülmektedir. Ama sağlar yüksek seviye boru hatlarının korunması, enerji kaynağı hiçbir şeyle sınırlı değildir, toprağın direncinin (özel) koruyucu önlemlerin kalitesi üzerinde minimum etkisi vardır.

Katodik polarizasyona yönelik güç kaynakları genellikle 0,4'teki havai elektrik hatlarıdır; 6 ve 10kV. Bulunmayan bölgelerde ise gaz, termik ve dizel jeneratörlerin enerji kaynağı olarak kullanılmasına izin verilmektedir.

“Koruyucu” akım boru hatlarının uzunluğu boyunca eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. En büyük değeri, kaynağın bağlandığı yerde, drenaj noktası adı verilen yerde not edilir. Bu noktaya olan mesafe ne kadar fazla olursa borular o kadar az korunur. Aynı zamanda doğrudan bağlantı alanındaki aşırı akım Negatif etki boru hattında - metallerin hidrojenle çatlama olasılığı yüksektir.

Galvanik anotların kullanıldığı yöntem, düşük dirençli (50 ohm*m'ye kadar) topraklarda iyi verimlilik göstermektedir. Özel bir sonuç vermediğinden yüksek direnç grubuna ait topraklarda kullanılmaz. Anotların alüminyum, magnezyum ve çinko bazlı alaşımlardan yapıldığını buraya eklemekte fayda var.

5 Katodik koruma istasyonları (CPS) hakkında kısaca

Yeraltına döşenen boru hatlarının korozyona karşı korunması için, aşağıdakiler de dahil olmak üzere güzergah boyunca SCP'ler kurulur:

• anodik topraklama;
• akım kaynağı;
• kontrol ve ölçüm noktası;
• bağlantı işlevlerini yerine getiren kablolar ve teller.

İstasyonlar elektrik ağlarına veya otonom cihazlara bağlanır. Bir yeraltı koridoruna iki veya daha fazla boru hattı döşendiğinde VCS'de birden fazla topraklama bağlantısı ve enerji kaynağı kurulmasına izin verilir. Ancak bu, korozyon önleyici tedbirlerin maliyetlerinde bir artışa neden olur.

Çok hatlı iletişimde yalnızca bir kurulum kuruluysa borulara bağlantısı özel bloklar kullanılarak gerçekleştirilir. Boru ürünlerine kör köprüler takıldığında oluşan güçlü galvanik çiftlerin oluşmasına izin vermezler. Bu bloklar boruları birbirinden izole eder ve aynı zamanda her bir boru hattı elemanı için gerekli potansiyelin seçilmesini mümkün kılarak yapının paslanmaya karşı maksimum korunmasını garanti eder.

Katot istasyonlarındaki çıkış voltajı otomatik olarak (bu durumda kurulum tristörlerle donatılmıştır) veya manuel olarak (gerekirse operatör transformatör sargılarını değiştirir) ayarlanabilir. VSC'lerin zamanla değişen koşullar altında çalıştığı durumlarda, istasyonların otomatik voltaj regülasyonu ile çalıştırılması tavsiye edilir.

(Belirli) toprağın direnç göstergelerini, başıboş akıntıların görünümünü ve etkisi olan diğer faktörleri kendileri izlerler. olumsuz etki koruma kalitesine göre değişir ve VCS'nin çalışmasını otomatik olarak ayarlar. Ancak devresindeki koruyucu akımın ve direnç değerinin değişmeden kaldığı sistemlerde, çıkış voltajının manuel olarak ayarlandığı ayarların kullanılması daha iyidir.

Otomatik modda düzenlemenin iki göstergeden birine göre yapıldığını ekleyelim:

• koruma akımı (galvanostatik dönüştürücüler);
• korunan nesnenin potansiyeline göre (potansiyostatik dönüştürücüler).

6 Bilinen katodik koruma istasyonlarına ilişkin bilgiler

Popüler yerli VCS'ler arasında birkaç kurulum ayırt edilebilir. İstasyona yoğun talep var Minerva–3000 Fransız ve Rus mühendisler tarafından Gazprom tesisleri için geliştirilen güçlü bir sistem. Bir Minerva, 30 kilometreye kadar boru hatlarını paslanmaya karşı güvenilir bir şekilde korumak için yeterlidir. İstasyonun aşağıdaki ana avantajları vardır:

• tüm bileşenlerinin benzersiz üretilebilirliği;
• VCS'nin artan gücü (çok zayıf koruyucu kaplamayla iletişimi korumak mümkündür);
• istasyon çalışma modlarının 15 saniye boyunca kendi kendini iyileştirmesi (acil durum aşırı yüklemelerinden sonra);
• çalışma koşullarının ve termal kontrol sisteminin izlenmesi için yüksek hassasiyetli dijital ekipmanın mevcudiyeti;
• ölçüm ve giriş devrelerinde aşırı gerilime karşı koruyucu devrelerin varlığı;
• hareketli parçaların olmaması ve elektrik kabininin sıkılığı.

Ek olarak Minerva–3000 istasyonun çalışması üzerinde uzaktan kontrol için kurulumları bağlayabilirsiniz ve uzaktan kumanda onun ekipmanı.

Sistemler aynı zamanda mükemmel teknik performansa sahiptir ASKG-TM– elektrik kablolarının, şehir ve ana boru hatlarının yanı sıra gaz ve petrol ürünlerinin depolandığı tankların korunmasına yönelik modern telemekanik uyarlanabilir istasyonlar. Bu tür cihazlar ile üretilir farklı göstergeler(1 ila 5 kilowatt arası) çıkış gücü. Belirli bir VCS çalışma modunu seçmenize, istasyon parametrelerini izlemenize ve değiştirmenize, ayrıca gelen bilgileri işleyip operatöre göndermenize olanak tanıyan çok işlevli bir telemetri kompleksine sahiptirler.

Kullanım faydaları ASKG-TM:

• OPC teknolojisinin desteği nedeniyle SCADA komplekslerine entegrasyon imkanı;
• yedekleme ve ana iletişim kanalı;
• güç değerinin seçimi (çıkış);
• artan hata toleransı;
• geniş çalışma sıcaklığı aralığı;
• çıkış parametrelerini ayarlamanın benzersiz doğruluğu;
• sistem güç çıkışlarının voltaj koruması.

İnternetteki özel sitelerde bulunması kolay olan SKZ ve diğer türler vardır.

7 Katodik polarizasyon kullanılarak hangi nesneler korunabilir?

Söz konusu polarizasyon teknikleri, arabaları ve boru hatlarını korumanın yanı sıra, betonarme yapılarda (binalar, yol tesisleri, temeller vb.) bulunan donatıları korozyondan korumak için aktif olarak kullanılmaktadır. Tipik olarak bağlantı parçaları, klorürler ve su girdiğinde aktif olarak paslanan tek bir elektrik sistemidir.

Katodik polarizasyon, beton sanitasyonu ile birlikte korozyon süreçlerini durdurur. Bu durumda iki tip anotun kullanılması gerekir:

• ana olanlar titanyum, grafit veya bunların metal oksit kaplamanın yanı sıra silikon dökme demir ile kombinasyonundan yapılmıştır;
• dağıtım çubukları - ek bir metal koruma katmanına veya metalik olmayan, elektriksel olarak iletken bir kaplamaya sahip titanyum alaşımlarından yapılmış çubuklar.

Betonarme yapıya sağlanan dış akım düzenlenerek donatının potansiyeli seçilir.

Polarizasyon, sabit yapıların korunmasında vazgeçilmez bir teknik olarak kabul edilmektedir. kıta sahanlığı, gaz ve petrol alanlarında. Bu tür nesnelerin üzerindeki orijinal koruyucu kaplamalar onarılamaz (sökülmesi ve kuru hangarlara taşınması gerekir), bu da tek bir seçeneğin kaldığı anlamına gelir - metallerin katodik koruması.

Deniz korozyonuna karşı koruma sağlamak için sivil gemilerde çinko, magnezyum ve alüminyum alaşımlarından yapılmış anotlar kullanılarak galvanik polarizasyon kullanılır. Kıyıda (onarım ve demirleme sırasında), gemiler, anotları platinleştirilmiş titanyumdan yapılmış olan SCZ'ye bağlanır.

Katodik koruma aynı zamanda kapların ve konteynerlerin iç kısımlarının ve atık su ile temas eden boruların tahrip olmasına karşı koruma sağlamak için de kullanılır. endüstriyel sular ve diğer agresif elektrolitler. Bu durumda polarizasyon, bu yapıların bakım gerektirmeden kullanım süresini 2-3 kat artırır.

Pasif koruma yeraltı gaz boru hatları Yalıtım kaplamaları elektriksel koruma ile tamamlanmaktadır. Elektriksel korumanın görevleri aşağıdaki gibidir.

1. Korunan gaz boru hattından kaçak elektrik akımlarının uzaklaştırılması ve bunların organize bir şekilde geri dönüşü elektrik tesisatı ve bu akımların kaynağı olan DC ağları.
2. Bir gaz boru hattından toprağa çıktığı yerlerde (anot bölgeleri) akan akımların, harici bir kaynaktan gelen akımlar tarafından ve toprak elektrokimyasal korozyonu nedeniyle ortaya çıkan akımların, galvanik bir devre ve koruyucu bir elektrik potansiyeli oluşturularak bastırılması. gaz boru hattı boruları.
3. Gaz boru hatlarını yalıtkan flanşlarla bölümlere ayırarak elektrik akımlarının yayılmasının önlenmesi.

Kaçak akımları giderme sorunu aşağıdakileri oluşturarak çözülebilir:

1. Akımları toprağa boşaltmak için ek topraklama. Dezavantaj – fırsat zararlı etki korunan gaz boru hattından akan akımların komşu boru hatlarına;
2. basit veya doğrudan drenaj koruması; Akımları kaynaklarına geri döndürmek için korumalı gaz boru hattının tramvay veya elektrikli demiryolu raylarına elektrik bağlantısı. Basit drenajın iki yönlü iletkenliği vardır; akımı ileri geri iletebilir ve bu nedenle kararlı anodik bölgelerde kullanılır. Bu korumanın dezavantajı, akımın polaritesi değiştiğinde veya gaz boru hattındaki potansiyel raylardan daha az olduğunda drenajı kapatma ihtiyacıdır;
3. polarize drenaj koruması, yani. tek taraflı iletkenliğe sahip drenaj, hariç ters akım raylardan korumalı gaz boru hattına giden akım;
4. gelişmiş drenaj koruması, yani Verimliliği artırmak için devreye harici bir akım kaynağının dahil edildiği bu tür bir koruma. Bu nedenle gelişmiş drenaj, polarize drenajın katodik korumayla birleşimidir.

Korunan gaz boru hattından akan akımları bastırma sorunu aşağıdakiler kullanılarak çözülebilir:

1. Harici akımla katodik koruma (elektrik koruma), yani. korunan gaz boru hattını harici bir akım kaynağına - katot olarak negatif kutbuna bağlamak. Akım kaynağının pozitif kutbu topraklamaya (anot) bağlanır. Akımın anottan topraktan korunan gaz boru hattına ve ardından harici akım kaynağının negatif kutbuna aktığı kapalı bir devre oluşturulur. Bu durumda anodik topraklamalar kademeli olarak yok edilir, ancak katodik polarizasyonu ve borulardan toprağa akım akışının engellenmesi nedeniyle gaz boru hattı korunur. Katodik koruma istasyonları (CPS) harici bir kaynak olarak kullanılabilir;
2. Koruyucu koruma, yani. elektrik devresinde, korozif bir ortamda boru hattı metalinden daha negatif potansiyele sahip metallerden yapılmış koruyucular kullanılarak koruma sağlanır. Lastik sırtı koruma sisteminde tıpkı galvanik hücrede olduğu gibi bir elektrik akımı meydana gelir; elektrolit nem içeren topraktır ve elektrotlar gaz boru hattı ve lastik sırtı metalidir. Ortaya çıkan koruyucu akım, elektrokimyasal korozyon akımlarını bastırır ve gaz boru hattında koruyucu bir elektrik potansiyelinin oluşmasını sağlar.

Yeraltı gaz boru hattının katodik korumasının şematik diyagramı

1 - anodik topraklama; 2.4 - drenaj kabloları; 3 - harici elektrik akımı kaynağı; 5 - drenaj kablosunun bağlantı noktası; 6 - korumalı gaz boru hattı

Yer altı gaz boru hattı için diş korumasının şematik diyagramı

1 - korumalı gaz boru hattı; 2 - yalıtımlı kablolar; 3 - kontrol çıkışı; 4 - koruyucu; 5 - sırt dolgusu

Boru hatlarının elektriksel olarak kesilmesi sorunu, paronit veya tektolit contalar, tektolit burçlar ve rondelalar ile yalıtım flanşlarının takılmasıyla çözülür. Yalıtım flanşlarının tasarımına bir örnek aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Yalıtım flanşlarının montajı

1 - izolasyonlu tektolit veya paronit burç; 2- tektolit, kauçuk veya vinil klorürden yapılmış yalıtım rondelası; 3 - çelik rondela; 4 - kurşun rondelalar; 5—textolite halka conta

Yeraltındaki korozyon etkisinin derecesini karakterize eden ana faktörler çelik gaz boru hatları, şunlardır:

• topraktaki kaçak akımların büyüklüğü ve yönü;
• gaz boru hattı potansiyelinin diğer metal yer altı iletişimlerine ve elektrikli taşıma raylarına göre büyüklüğü ve polaritesi;
• gaz boru hattından akan akımların yönü ve gücü;
• gaz boru hatlarının korozyona karşı korunmasının durumu;
• belirli değer elektrik direnci pound.

Tüm bu faktörler periyodik izlemeye tabidir.

Elektriksel ölçümlerin sıklığı aşağıdaki gibidir:

• gaz boru hatları ve diğer korunan yapılar için elektrik koruma tesislerinin yanı sıra çekiş trafo merkezlerinin ve elektrikli taşıma depolarının yakınında, demiryolu raylarının yakınında ve elektrikli demiryolları ve gaz boru hatlarının kesiştiği yerlerde - en az 3 ayda bir ve ayrıca elektrik koruma tesislerinin, korunan yapıların veya kaçak akım kaynaklarının modlarında değişiklikler olduğunda;
• Elektrik koruması açısından tehlikeli olmayan alanlarda - yılda en az bir kez yaz saati ve elektro-korozyona neden olabilecek koşullardaki herhangi bir değişiklik durumunda.

Diş koruması için demir dışı metallerden yapılmış koruyucular kullanılır - genellikle magnezyum, çinko, alüminyum ve bunların alaşımları.

Elektrik koruyucu tesisatların çalışmasının izlenmesi ve kontaklardaki potansiyellerin ölçülmesi (en azından): drenaj tesisatlarında - ayda 4 kez; katot kurulumlarında - ayda 2 kez; sırt ünitelerinde - ayda bir.

Katodik koruma ta en yaygın elektrokimyasal koruma türüdür. Metalin pasifleşmeye eğilimli olmadığı, yani geniş bir aktif çözünme bölgesine, dar bir pasif bölgeye, yüksek pasifleştirme akımı değerlerine (ip) ve pasifleştirme potansiyeline (pp) sahip olduğu durumlarda kullanılır.

Katodik polarizasyon, korunan yapının harici bir akım kaynağının negatif kutbuna bağlanmasıyla gerçekleştirilebilir.Katodik koruma, harici bir akımla gerçekleştirilir. .

Katodik koruma şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 4. Harici akım kaynağının (4) negatif kutbu, korunan metal yapıya (1) ve pozitif kutbu, anot görevi gören yardımcı elektrota (2) bağlanır. Koruma işlemi sırasında anot aktif olarak tahrip edilir ve periyodik restorasyona tabi tutulur.

Anot malzemesi olarak dökme demir, çelik, kömür, grafit ve metal hurdaları (eski borular, raylar vb.) kullanılır. Katodik koruma için harici akım kaynakları, zorunlu unsurları olan katodik koruma istasyonlarıdır: akım üreten bir dönüştürücü (doğrultucu); korunan yapıya akım beslemesi, referans elektrodu, anot topraklama iletkenleri, anot kablosu.

Agresif ortama maruz kalan fabrika ekipmanlarının (buzdolapları, ısı eşanjörleri, kapasitörler vb.) katodik koruması, harici bir akım kaynağının negatif kutba bağlanması ve anotun bu ortama batırılmasıyla gerçekleştirilir.

Dış akımla katodik koruma, atmosferik korozyon koşullarında, buharlı bir ortamda, organik çözücülerde pratik değildir, çünkü bu durumda aşındırıcı ortam yeterli elektrik iletkenliğine sahip değildir.

Sırt koruması. Kurban koruma bir tür katodik korumadır. Boru hattı koruma şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. 5. Çevrede çözünerek ana yapıyı tahribattan koruyan korunan yapıya (2) daha elektronegatif bir metal olan koruyucu (3) bağlanır.

Koruyucu tamamen çözüldüğünde veya korunan yapıyla teması kaybolduğunda, koruyucunun değiştirilmesi son derece önemlidir.

Şekil 5 Boru hattı fedakarlık koruma planı

Koruyucu, kendisi ile çevre arasındaki geçiş direnci düşükse etkili bir şekilde çalışır. Çalışma sırasında bir koruyucu, örneğin çinko, çözünmeyen korozyon ürünlerinden oluşan bir tabaka ile kaplanabilir ve bu da onu dış etkenlerden izole edebilir. çevre ve temas direncini keskin bir şekilde artırın. Bununla mücadele etmek için koruyucu, çevresinde korozyon ürünlerinin çözünmesini kolaylaştıran ve koruyucunun topraktaki verimliliğini ve stabilitesini artıran belirli bir ortam oluşturan bir tuz karışımı olan dolgu maddesi 4'e yerleştirilir.

Harici akımla katodik korumayla karşılaştırıldığında, dışarıdan enerji elde etmenin zor olduğu veya özel enerji hatlarının yapımının ekonomik açıdan karlı olmadığı durumlarda fedakar koruma kullanılması tavsiye edilir.

Günümüzde sırt koruması, deniz ve nehir suyu, toprak ve diğer nötr ortamlardaki metal yapıların korozyonuna karşı mücadele etmek için kullanılmaktadır. Asidik ortamlarda lastik sırtı korumasının kullanımı, lastik sırtının yüksek oranda kendiliğinden çözünmesi nedeniyle sınırlıdır.

Koruyucu olarak metaller kullanılabilir: Al, Fe, Mg, Zn. Aynı zamanda koruyucu olarak saf metallerin kullanılması her zaman tavsiye edilmez.Koruyuculara gerekli performans özelliklerini kazandırmak için bileşimlerine alaşım elementleri eklenir.

Katodik koruma - kavram ve türleri. Katodik Koruma kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri 2017, 2018.

SKZ - temel bilgiler.

Katodik koruma istasyonu (CPS) bir gaz boru hattının harici akımla katodik polarizasyonu için tasarlanmış bir yapı kompleksidir.

SCP'nin ana yapısal unsurları (Şekil 12.4.1.)şunlardır:

Ø doğru (doğrultulmuş) akım kaynağı (katot istasyonu) 5 ;

Ø anot topraklaması 2 boru hattından belli bir mesafede toprağa gömülü 1 ;

Ø elektrik hatlarının bağlanması 3 akım kaynağının pozitif kutbunun anot topraklamasına ve negatif kutbun boru hattına bağlanması;

Ø gaz boru hattı katot çıkışı 8 ve drenaj noktası 7 ;

Ø koruyucu topraklama 4 .

Şekil – 12.4.1. - SKZ'nin şematik diyagramı

Gelen akımın etkisi altındaki boru hattının potansiyeli daha elektronegatif hale gelir, gaz boru hattının açıkta kalan bölümleri (yalıtımın hasar gördüğü yerlerde) katodik olarak polarize olur ve belirlenen potansiyelin değerine bağlı olarak tamamen veya kısmen korozyondan korunur. Aynı zamanda anodik topraklamada, akan akımın etkisi altında, anodik topraklamanın kademeli olarak tahrip edilmesiyle birlikte anodik polarizasyon süreci meydana gelir.

VMS DC kaynakları iki gruba ayrılır. Birinci grup, 0,23 ila 10 kV nominal gerilime sahip 50 Hz endüstriyel frekanslı alternatif akıma sahip güç hatlarından (elektrik hatları) beslenen ağ dönüştürme cihazlarını - doğrultucuları içerir. İkinci grup, otonom kaynakları içerir - doğru akım jeneratörleri ve VPS'nin (rüzgar enerjisi jeneratörleri, gaz türbinleri tarafından çalıştırılan elektrik jeneratörleri, içten yanmalı bir motordan) kurulumunun gerekli olduğu yerin yakınındaki gaz boru hattı güzergahı üzerinde doğrudan elektrik üreten elektrokimyasal elemanlar. , termoelektrik jeneratörler, piller).

Ana gaz boru hatlarında, 127/220 V voltaj ve 50 Hz frekansa sahip tek fazlı alternatif akım doğrultuculara sahip ağ katot istasyonları yaygınlaştı. Nominal gerilimi 0,23 olan AC güç hatları varsa; 0,4; 6 ve 10 kV, bu tür istasyonların kullanımı uygun ve ekonomik olarak haklıdır. 6 veya 10 kV'luk bir güç hattıyla çalıştırıldığında, doğrultucu ünitesi, bir düşürücü transformatör aracılığıyla besleme hattına bağlanır.

Şekil – 12.4.2. – Basitleştirilmiş devre şeması tipik otomatik olmayan güç kaynağı VMS

Açık Şekil 12.4.2. basitleştirilmiş tipik diyagram doğrultuculu ağ katot istasyonu. AC şebekesi terminallere bağlanır 1 Ve 2 . Elektrik tüketimi elektrik sayacı kullanılarak ölçülür 3 . Makine 4 kurulumu ve sigortaları açmaya yarar 5 kısa devre akımlarına ve alternatif akımdan kaynaklanan aşırı yüklere karşı koruma sağlar. Bir düşürücü transformatör 6 doğrultucuya güç verir 7 tam dalga köprü doğrultma devresi veya sıfır terminalli tam dalga tek fazlı doğrultma devresi kullanılarak ayrı doğrultucu elemanlardan monte edilir. Doğrultulmuş akım devresi tarafında kısa devre ve aşırı yüke karşı koruma sigorta ile sağlanmaktadır. 9 . Kurulumun çalışma modu bir ampermetre kullanılarak kontrol edilir 10 ve voltmetre 12 . Boru hattından bağlantı kablosu 11 “-” terminaline ve anot topraklamasından “+” terminaline bağlanır. Kurulumun tüm elemanları asma kilitle kilitlenmiş metal bir dolaba monte edilmiştir.

Sağlamak güvenli koşullarçalışma sırasında istasyon yapısının tüm metal parçaları koruyucu topraklama kullanılarak topraklanır 8 .

Doğrultucu ünitelerde voltajı veya akımı düzenlemek için cihazlar bulunur. Çoğu kurulum, transformatör sargılarının ayrı bölümlerini değiştirerek kademeli voltaj regülasyonunu kullanır. Bazı redresör türlerinde voltaj, transformatör sargılarındaki bir ototransformatör veya manyetik şöntler kullanılarak sorunsuz bir şekilde düzenlenir. Triyak voltaj regülasyonu aynı zamanda primer sargıda ve tristör voltaj regülasyonunda sekonderde kullanılır.

Kaçak akım bölgesinde bulunan gaz boru hatlarının katodik koruması durumunda, otomatik olmayan AC doğrultucuların çalışma modu genellikle ölçüm verilerinden belirlenen “boru-toprak” potansiyel farkının ortalama değeri dikkate alınarak seçilir. belirli bir süre boyunca (genellikle ortalama günlük değer) ve anodik veya katodik bölgedeki emisyon potansiyelini hariç tutmaz. Anot emisyonlarını bastırmak için redresörün aşırı koruma modunda yapılandırılması gerekir. Derin katodik polarizasyon, aşırı enerji tüketimine, yalıtım kaplamasının soyulmasına ve çatlamasına ve metal yüzeyin hidrojenlenmesine (katotta yoğun hidrojen salınımı nedeniyle) yol açar. Gaz boru hattı potansiyellerindeki bu değişimlerin doğası, minimum güç tüketimi ile potansiyeli koruma aralığında tutması gereken otomatik katodik koruma istasyonları oluşturma ihtiyacına yol açmaktadır ve maksimum kullanım Kaçak akımların koruyucu özellikleri. VMS'ler, belirli bir potansiyel fark değerini ayarlamak için cihazlardan (ana cihazlar), gerçek potansiyel farkını ölçen cihazlardan (sabit referans elektrotlu ölçüm cihazları), güç amplifikatörlerinden, yürütme organları, VMS devresindeki akım gücünü değiştirerek.

Metal boruların işlenmesi için çeşitli yöntemler vardır, ancak bunlardan en etkili olanı boru hatlarının korozyona karşı katodik korunmasıdır. Çatlak, boşluk ve kopma oluşumuna yol açacak olan erken basınçsızlaşmanın önlenmesi gerekir.

Metal korozyonu, metalin atomlarının değiştiği doğal bir süreçtir. Sonuç olarak elektronları oksitleyici maddelere geçerek malzemenin yapısının tahrip olmasına yol açar.

Yeraltı boru hatları için korozyona etki eden ek bir faktör toprağın bileşimidir. Aşındırıcı galvanik hücrelerin oluşumuna neden olan farklı elektrot potansiyeline sahip alanlar içerir.

Aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli korozyon türleri vardır:

• Sağlam. Geniş bir sürekli dağıtım alanı ile ayırt edilir. Nadir durumlarda, genellikle metal yapıya derinlemesine nüfuz etmediği için boru hattına zarar verir;


• Yerel korozyon – en çok olur yaygın neden kapsamadığı için boşluklar geniş alan ama derinlere nüfuz eder. Çukurlaşma, filamentli, yüzey altı, sivilceli, bıçaklı, taneler arası, korozyon kırılganlığı ve çatlama olarak ayrılır.

Yeraltı boru hatlarını koruma yöntemleri

Metal korozyonuna karşı koruma aktif veya pasif olabilir. Pasif yöntemler, boru hattının çevredeki topraktan etkilenmeyeceği koşulların yaratılmasını içerir. Bu amaçla özel koruyucu bileşikler bu da bir engel haline geliyor. En yaygın kullanılan kaplamalar bitüm, epoksi reçineler, polimer bantlar veya kömür katranı ziftidir.

Aktif yöntem için boru hatlarının korozyona karşı katodik koruması en sık kullanılır. Metalin çözünme hızını azaltmayı mümkün kılan polarizasyonun yaratılmasına dayanır. Bu etki korozyon potansiyelinin daha negatif bir alana kaydırılmasıyla gerçekleşir. Bunu yapmak için metal yüzey ile toprak arasında bir elektrik akımı geçirilir ve bu da korozyon oranını önemli ölçüde azaltır.

Katodik korumayı uygulama yöntemleri:

• Korunan boruya ve anot topraklamasına bağlı harici akım kaynaklarının kullanılması;


• Galvanik yöntemin kullanılması (magnezyum kurban anot koruyucuları).

Boru hatlarının dış kaynaklar kullanılarak korozyona karşı katodik korunması daha karmaşıktır. Doğru akım sağlayan özel tasarımların kullanılmasını gerektirdiğinden. Galvanik yöntem ise sağlamayı mümkün kılan koruyucular kullanılarak uygulanır. etkili koruma yalnızca düşük elektrik direncine sahip topraklarda.

Boru hattını ve anodik yöntemi korumak için kullanılabilir. Agresif kimyasal ortamla temas koşullarında kullanılır. Anodik yöntem, metalin aktif durumunun pasif duruma dönüştürülmesine ve harici bir anodun etkisiyle korunmasına dayanmaktadır.

Uygulamadaki bazı zorluklara rağmen, Bu method Boru hatlarının korozyona karşı katodik korumasının uygulanamadığı durumlarda aktif olarak kullanılmaktadır.

Sergide boru hatlarının korozyona karşı katodik korunmasına örnekler

Expocentre Fuar Alanı'nda her yıl düzenlenen sektör fuarı "Neftegaz"da bu alandaki kullanım deneyimleri ve yeni gelişmeler vurgulanıyor.

Sergi, büyük bir sektör etkinliği ve uzmanları yeni gelişmelerle tanıştırmak ve yeni projeler başlatmak için mükemmel bir platformdur. Neftegaz sergisi Moskova'daki Krasnaya Presnya'daki Expocentre Fuar Alanında gerçekleştirilecek.

Diğer yazılarımızı okuyun.