Perlindungan kakisan katodik saluran paip: peralatan, prinsip operasi

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

Cara perlindungan terhadap kakisan membolehkan memanjangkan hayat perkhidmatan struktur logam, serta mengekalkan sifat teknikal dan fizikalnya semasa operasi. Walaupun terdapat pelbagai kaedah untuk menyediakan tindakan anti-karat, adalah mungkin untuk melindungi objek sepenuhnya daripada kerosakan karat hanya dalam kes yang jarang berlaku.

Keberkesanan perlindungan sedemikian bergantung bukan sahaja pada kualiti teknologi bunga, tetapi juga pada keadaan penggunaannya. Khususnya, untuk memelihara struktur logam saluran paip, perlindungan kakisan elektrokimia berdasarkan operasi katod menunjukkan sifat terbaiknya. Pencegahan pembentukan karat pada komunikasi sedemikian, tentu saja, bukan satu-satunya skop teknologi ini, tetapi dari segi gabungan ciri, arah ini boleh dianggap sebagai yang paling relevan untuk perlindungan elektrokimia.

Maklumat am tentang perlindungan elektrokimia

Perlindungan logam daripada karat melalui tindakan elektrokimia adalah berdasarkan pergantungan potensi elektrod bahan pada kadar proses kakisan. Struktur logam mesti digunakan dalam hal itujulat potensi di mana pembubaran anodiknya akan berada di bawah had yang boleh diterima. Yang terakhir, dengan cara ini, ditentukan oleh dokumentasi teknikal untuk pengendalian kemudahan.

Dalam amalan, perlindungan kakisan elektrokimia melibatkan penyambungan sumber dengan arus terus ke produk siap. Medan elektrik pada permukaan dan dalam struktur objek yang dilindungi membentuk polarisasi elektrod, yang juga mengawal proses kerosakan kakisan. Pada dasarnya, zon anod pada struktur logam menjadi katodik, yang membolehkan proses negatif dialihkan, memastikan struktur objek sasaran dipelihara.

Prinsip operasi perlindungan katodik

Terdapat perlindungan katodik dan anod jenis elektrokimia. Walau bagaimanapun, konsep pertama, yang digunakan untuk melindungi saluran paip, telah mendapat populariti terbesar. Mengikut prinsip umum, apabila melaksanakan kaedah ini, arus dengan kutub negatif dibekalkan kepada objek dari sumber luaran. Khususnya, paip keluli atau tembaga boleh dilindungi dengan cara ini, akibatnya polarisasi bahagian katod akan berlaku dengan peralihan potensinya ke keadaan anod. Akibatnya, aktiviti menghakis struktur yang dilindungi akan berkurangan kepada hampir sifar.

Pada masa yang sama, perlindungan katodik boleh mempunyai versi yang berbeza. Teknik polarisasi yang diterangkan di atas daripada sumber luaran diamalkan secara meluas, tetapi kaedah penyahudaraan elektrolit dengan penurunan kadar proses katodik, serta penciptaan halangan pelindung, juga berfungsi dengan berkesan.

Telah diperhatikan lebih daripada sekali bahawa prinsip perlindungan katodik dilaksanakan oleh sumber arus luaran. Sebenarnya, fungsi utama perlindungan anti-karat terletak pada kerjanya. Tugas-tugas ini dilakukan oleh stesen khas, yang, sebagai peraturan, merupakan sebahagian daripada infrastruktur penyelenggaraan saluran paip umum.

Stesen Perlindungan Kakisan Katodik

Fungsi utama stesen katod adalah untuk menyediakan arus yang stabil kepada objek logam sasaran mengikut kaedah polarisasi katod. Peralatan sedemikian digunakan dalam infrastruktur saluran paip gas dan minyak bawah tanah, dalam paip bekalan air, rangkaian pemanasan, dsb.

Terdapat banyak jenis sumber sedemikian, manakala peranti perlindungan katodik yang paling biasa menyediakan kehadiran:

• peralatan penukar semasa;
• wayar untuk menyambung ke objek yang dilindungi;
• elektrod tanah anod.

Pada masa yang sama, terdapat pembahagian stesen kepada penyongsang dan pengubah. Terdapat klasifikasi lain, tetapi ia tertumpu pada pembahagian pemasangan sama ada mengikut aplikasi atau oleh ciri teknikal dan parameter data input. Prinsip asas operasi paling jelas digambarkan oleh dua jenis stesen katod yang ditunjukkan.

Pemasangan pengubah untuk perlindungan katodik

Perlu diingat dengan segera bahawa stesen jenis ini sudah usang. Ia digantikan oleh analog penyongsang, yang mempunyai kedua-dua tambah dan tolak. Bagaimanapun,model pengubah digunakan walaupun pada titik perlindungan elektrokimia baharu.

Asas objek tersebut ialah pengubah frekuensi rendah 50 Hz dan penukar thyristor. Untuk sistem kawalan thyristor, peranti paling mudah digunakan, termasuk pengawal kuasa nadi fasa. Pendekatan yang lebih bertanggungjawab untuk menyelesaikan masalah kawalan melibatkan penggunaan pengawal dengan fungsi yang luas.

Perlindungan kakisan katodik moden saluran paip dengan peralatan sedemikian membolehkan anda melaraskan parameter arus keluaran, penunjuk voltan, serta menyamakan potensi perlindungan. Bagi keburukan peralatan pengubah, ia turun kepada tahap riak semasa yang tinggi pada output pada faktor kuasa yang rendah. Cacat ini tidak dijelaskan oleh bentuk sinusoidal arus.

Untuk menyelesaikan masalah dengan riak, pada tahap tertentu, adalah mungkin untuk memperkenalkan pencekik frekuensi rendah ke dalam sistem, tetapi dimensinya sepadan dengan dimensi pengubah itu sendiri, yang tidak selalu menjadikan seperti itu. tambahan mungkin.

Stesen penyongsang perlindungan katodik

Pemasangan jenis penyongsang adalah berdasarkan penukar frekuensi tinggi berdenyut. Salah satu kelebihan utama menggunakan stesen jenis ini ialah kecekapan tinggi, mencapai 95%. Sebagai perbandingan, untuk pemasangan transformer, angka ini mencapai purata 80%.

Kadangkala kebaikan lain terserlah. Sebagai contoh, dimensi kecil stesen penyongsang berkembangpeluang untuk digunakan di kawasan yang sukar. Terdapat juga kelebihan kewangan, yang disahkan oleh amalan menggunakan peralatan tersebut. Oleh itu, perlindungan kakisan katodik penyongsang pada saluran paip cepat membuahkan hasil dan memerlukan pelaburan minimum dalam penyelenggaraan teknikal. Walau bagaimanapun, kualiti ini boleh dilihat dengan jelas hanya jika dibandingkan dengan pemasangan pengubah, tetapi hari ini terdapat cara baharu yang lebih berkesan untuk menyediakan arus untuk saluran paip.

Reka bentuk stesen katod

Peralatan sedemikian tersedia di pasaran dalam kes, bentuk dan dimensi yang berbeza. Sudah tentu, amalan reka bentuk individu sistem sedemikian juga meluas, yang memungkinkan bukan sahaja untuk mendapatkan reka bentuk yang optimum untuk keperluan khusus, tetapi juga untuk menyediakan parameter operasi yang diperlukan.

Pengiraan ketat ciri-ciri stesen membolehkan anda mengoptimumkan lagi kos pemasangan, pengangkutan dan penyimpanannya. Sebagai contoh, perlindungan katodik terhadap kakisan saluran paip berdasarkan penyongsang dengan jisim 10-15 kg dan kuasa 1.2 kW agak sesuai untuk objek kecil. Peralatan dengan ciri sedemikian boleh diservis oleh kereta, namun, untuk projek berskala besar, stesen yang lebih besar dan berat boleh digunakan, yang memerlukan sambungan trak, kren dan pasukan pemasangan.

Fungsi pelindung

Perhatian khusus dalam pembangunan stesen katod diberikan kepada perlindungan peralatan itu sendiri. Untuk melakukan ini, kami menyepadukansistem yang membolehkan melindungi stesen daripada litar pintas dan putus beban. Dalam kes pertama, fius khas digunakan untuk mengendalikan operasi kecemasan pemasangan.

Mengenai lonjakan kuasa dan pecah, stesen perlindungan katodik tidak mungkin terjejas teruk olehnya, tetapi mungkin terdapat bahaya kejutan elektrik. Contohnya, jika dalam mod biasa peralatan dikendalikan dengan voltan kecil, maka selepas rehat, lonjakan penunjuk boleh membawa sehingga 120 V.

Jenis perlindungan elektrokimia lain

Selain perlindungan katodik, teknologi saliran elektrik juga diamalkan, serta kaedah tapak untuk mencegah kakisan. Arah yang paling menjanjikan dianggap sebagai perlindungan khas terhadap pembentukan kakisan. Dalam kes ini, elemen aktif juga disambungkan ke objek sasaran, yang memastikan transformasi permukaan dengan katod melalui arus. Contohnya, paip keluli sebagai sebahagian daripada saluran paip gas boleh dilindungi oleh silinder zink atau aluminium.

Kesimpulan

Kaedah perlindungan elektrokimia tidak boleh diklasifikasikan sebagai baharu dan, lebih-lebih lagi, inovatif. Keberkesanan penggunaan teknik sedemikian dalam memerangi proses pengaratan telah dikuasai untuk masa yang lama. Walau bagaimanapun, satu kelemahan yang serius menghalang pengedaran meluas kaedah ini. Hakikatnya ialah perlindungan kakisan katodik saluran paip tidak dapat dielakkan menjana arus sesat yang dipanggil. Mereka tidak berbahaya untuk struktur sasaran, tetapi mungkin mempunyai kesan negatif padaobjek berdekatan. Khususnya, arus sesat menyumbang kepada perkembangan kakisan yang sama pada permukaan logam paip bersebelahan.