Perlindungan Katodik: Aplikasi dan Piawaian

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Kakisan ialah tindak balas kimia dan elektrokimia logam dengan persekitarannya, menyebabkan kerosakan padanya. Ia mengalir pada kelajuan yang berbeza, yang boleh dikurangkan. Dari sudut pandangan praktikal, perlindungan katodik anticorrosive bagi struktur logam yang bersentuhan dengan tanah, air dan media yang diangkut adalah menarik. Permukaan luar paip rosak terutamanya oleh pengaruh tanah dan arus sesat.

Kakisan dalam bergantung pada sifat medium. Jika ia adalah gas, ia mesti dibersihkan dengan teliti daripada lembapan dan bahan agresif: hidrogen sulfida, oksigen, dsb.

Prinsip kerja

Objek proses kakisan elektrokimia ialah persekitaran, logam dan antara muka di antara mereka. Medium, yang biasanya tanah lembap atau air, mempunyai kekonduksian elektrik yang baik. Tindak balas elektrokimia berlaku di antara muka antaranya dan struktur logam. Jika arus positif (elektrod anod), ion besi masuk ke dalam larutan di sekeliling, mengakibatkan kehilangan jisim logam. Tindak balas menyebabkan kakisan. Dengan arus negatif (elektrod katod), kehilangan ini tidak hadir, kerana dalamelektron dipindahkan ke larutan. Kaedah ini digunakan dalam penyaduran elektro untuk menyalut keluli dengan logam bukan ferus.

Perlindungan kakisan katodik dicapai apabila potensi negatif dikenakan pada objek besi.

Untuk melakukan ini, elektrod anod diletakkan di dalam tanah dan potensi positif disambungkan kepadanya daripada sumber kuasa. Tolak digunakan pada objek yang dilindungi. Perlindungan katodik-anodik membawa kepada pemusnahan kakisan aktif hanya elektrod anod. Oleh itu, ia perlu ditukar secara berkala.

Kesan negatif kakisan elektrokimia

Kakisan struktur boleh berlaku daripada tindakan arus sesat daripada sistem lain. Ia berguna untuk objek sasaran, tetapi menyebabkan kerosakan yang ketara pada struktur berdekatan. Arus sesat boleh merebak dari rel kenderaan elektrik. Mereka melalui ke arah pencawang dan memasuki saluran paip. Apabila meninggalkannya, bahagian anod terbentuk, menyebabkan kakisan yang kuat. Untuk perlindungan, saliran elektrik digunakan - penyingkiran arus khas dari saluran paip ke sumbernya. Perlindungan katodik saluran paip terhadap kakisan juga boleh dilakukan di sini. Untuk melakukan ini, anda perlu mengetahui nilai arus sesat, yang diukur dengan peranti khas.

Menurut hasil pengukuran elektrik, kaedah melindungi saluran paip gas dipilih. Ubat sejagat ialah kaedah pasif mengasingkan paip daripada sentuhan dengan tanah menggunakan salutan penebat. Perlindungan katodik saluran paip gas merujuk kepada kaedah aktif.

Perlindungan saluran paip

Reka bentuk dalam tanah dilindungi daripada kakisan jika anda menyambungkan tolak sumber DC kepada mereka, dan tambahan kepada elektrod anod yang tertimbus berdekatan di dalam tanah. Arus akan pergi ke struktur, melindunginya daripada kakisan. Dengan cara ini, perlindungan katodik bagi saluran paip, tangki atau saluran paip yang terletak di dalam tanah dijalankan.

Elektrod anod akan merosot dan harus diganti secara berkala. Untuk tangki yang diisi dengan air, elektrod diletakkan di dalam. Dalam kes ini, cecair akan menjadi elektrolit di mana arus akan mengalir dari anod ke permukaan bekas. Elektrod dikawal dengan baik dan mudah ditukar. Di dalam tanah, ini lebih sukar untuk dilakukan.

Bekalan kuasa

Berhampiran saluran paip minyak dan gas, dalam rangkaian pemanasan dan bekalan air yang memerlukan perlindungan katodik, stesen dipasang dari mana voltan dibekalkan kepada objek. Jika ia diletakkan di luar rumah, tahap perlindungannya mestilah sekurang-kurangnya IP34. Mana-mana sesuai untuk bilik kering.

Stesen untuk perlindungan katodik saluran paip gas dan struktur besar lain mempunyai kapasiti 1 hingga 10 kW.

Parameter tenaga mereka bergantung terutamanya pada faktor berikut:

• rintangan antara tanah dan anod;
• kekonduksian tanah;
• panjang zon perlindungan;
• tindakan penebat salutan.

Secara tradisinya, penukar perlindungan katodik ialah pemasangan pengubah. Kini ia digantikan dengan penyongsang, yang mempunyai dimensi yang lebih kecil, kestabilan arus yang lebih baik dan kecekapan yang lebih besar. Di kawasan penting, pengawal dipasang yang mempunyai fungsi mengawal arus dan voltan, menyamakan potensi perlindungan, dsb.

Peralatan dipersembahkan di pasaran dalam pelbagai versi. Untuk keperluan khusus, reka bentuk individu digunakan untuk memastikan keadaan operasi yang terbaik.

Parameter sumber kuasa

Untuk perlindungan kakisan untuk besi, potensi perlindungan ialah 0.44 V. Dalam amalan, ia sepatutnya lebih besar disebabkan oleh pengaruh kemasukan dan keadaan permukaan logam. Nilai maksimum ialah 1 V. Dengan adanya salutan pada logam, arus antara elektrod ialah 0.05 mA/m². Jika penebat gagal, ia meningkat kepada 10mA/m^2.

Perlindungan katodik berkesan dalam kombinasi dengan kaedah lain, kerana penggunaan elektrik yang kurang. Jika terdapat salutan cat pada permukaan struktur, hanya tempat di mana ia pecah dilindungi oleh kaedah elektrokimia.

Ciri perlindungan katodik

1. Dikuasakan oleh stesen atau penjana mudah alih.
2. Lokasi pembumian anod bergantung pada spesifik saluran paip. Kaedah peletakan boleh diedarkan atau ditumpukan, serta terletak pada kedalaman yang berbeza.
3. Bahan anod dipilih dengan keterlarutan rendah untuk bertahan selama 15 tahun.
4. Potensi perlindunganmedan untuk setiap saluran paip dikira. Ia tidak dikawal jika tiada salutan pelindung pada struktur.

Keperluan standard Gazprom untuk perlindungan katodik

• Tindakan sepanjang hayat peralatan perlindungan.
• Perlindungan lonjakan.
• Penempatan stesen dalam kotak blok atau dalam reka bentuk anti vandal yang berdiri sendiri.
• Pebumian anod dipilih di kawasan yang mempunyai rintangan elektrik minimum pada tanah.
• Ciri-ciri transduser dipilih dengan mengambil kira penuaan salutan pelindung saluran paip.

Perlindungan tapak

Kaedah ini adalah sejenis perlindungan katodik dengan sambungan elektrod daripada logam yang lebih elektronegatif melalui medium pengalir elektrik. Perbezaannya terletak pada ketiadaan sumber tenaga. Bunga ini menyerap kakisan dengan melarutkan ke dalam persekitaran konduktif elektrik.

Dalam beberapa tahun anod harus diganti apabila ia haus.

Kesan anod meningkat dengan penurunan rintangan sentuhannya dengan medium. Lama kelamaan, ia boleh ditutup dengan lapisan yang menghakis. Ini membawa kepada kerosakan dalam sentuhan elektrik. Dengan meletakkan anod dalam campuran garam yang melarutkan produk kakisan, kecekapan dipertingkatkan.

Pengaruh pelindung adalah terhad. Julat ditentukan oleh rintangan elektrik medium dan beza keupayaan antara anod dan katod.

Perlindungan pelindung digunakan sekiranya tiada sumber tenaga atau apabila ia digunakantidak praktikal dari segi ekonomi. Ia juga merugikan dalam aplikasi berasid kerana kadar pembubaran anod yang tinggi. Pelindung dipasang di dalam air, dalam tanah atau dalam persekitaran neutral. Anod biasanya tidak diperbuat daripada logam tulen. Zink larut tidak sekata, magnesium terhakis terlalu cepat dan filem oksida yang kuat terbentuk pada aluminium.

Bahan tapak

Agar pelindung mempunyai sifat prestasi yang diperlukan, ia diperbuat daripada aloi dengan bahan tambahan pengaloian berikut.

• Zn + 0.025-0.15% Cd+ 0.1-0.5% Al - perlindungan peralatan dalam air laut.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (pecahan peratus) - pengendalian struktur dalam air laut yang mengalir.
• Mg + 5-7% Al +2-5% Zn - perlindungan struktur kecil dalam tanah atau air dengan kepekatan garam yang rendah.

Penggunaan beberapa jenis pelindung yang salah membawa kepada akibat negatif. Anod magnesium boleh menyebabkan peralatan keretakan akibat perkembangan pereputan hidrogen.

Perlindungan katodik korban gabungan dengan salutan anti-karat meningkatkan keberkesanannya.

Pengagihan arus pelindung dipertingkatkan dan lebih sedikit anod diperlukan. Anod magnesium tunggal melindungi saluran paip bersalut bitumen sejauh 8 km, dan saluran paip tidak bersalut hanya 30 m.

Melindungi badan kereta daripada kakisan

Jika salutan pecah, ketebalan badan kereta boleh berkurangan sehingga 1 mm dalam 5 tahun, i.e.berkarat melalui. Pemulihan lapisan pelindung adalah penting, tetapi sebagai tambahan kepada itu, terdapat cara untuk menghentikan sepenuhnya proses kakisan menggunakan perlindungan pelindung katodik. Jika anda menukar badan menjadi katod, kakisan logam berhenti. Anod boleh menjadi sebarang permukaan konduktif yang terletak berdekatan: plat logam, gelung tanah, badan garaj, permukaan jalan basah. Dalam kes ini, kecekapan perlindungan meningkat dengan peningkatan dalam kawasan anod. Jika anod adalah permukaan jalan, "ekor" getah logam digunakan untuk menghubunginya. Ia diletakkan bertentangan dengan roda supaya percikan menjadi lebih baik. "Ekor" diasingkan daripada badan.

Bateri tambah disambungkan ke anod melalui perintang 1 kΩ dan LED disambung secara bersiri dengannya. Apabila litar ditutup melalui anod, apabila tolak disambungkan ke badan, dalam mod biasa LED hampir tidak kelihatan bersinar. Sekiranya ia menyala dengan terang, maka litar pintas telah berlaku dalam litar. Punca mesti dicari dan dihapuskan.

Untuk perlindungan, fius mesti dipasang secara bersiri dalam litar.

Apabila kereta berada di garaj, ia disambungkan ke anod pembumian. Semasa memandu, sambungan dibuat melalui "ekor".

Kesimpulan

Perlindungan katodik ialah satu cara untuk meningkatkan kebolehpercayaan operasi saluran paip bawah tanah dan struktur lain. Pada masa yang sama, kesan negatifnya terhadap saluran paip jiran daripada pengaruh arus sesat harus diambil kira.