Katodna zaštita cjevovoda od korozije: oprema, princip rada

Oni omogućuju produljenje vijeka trajanja metalne konstrukcije, kao i očuvanje njezinih tehničkih i fizičkih svojstava tijekom rada. Unatoč raznolikosti metoda za pružanje antikorozivnog djelovanja, samo u rijetkim slučajevima moguće je potpuno zaštititi objekte od oštećenja hrđe.

Učinkovitost takve zaštite ovisi ne samo o kvaliteti tehnologije gaznoga sloja, već io uvjetima njezine primjene. Konkretno, radi očuvanja metalne strukture cjevovoda, elektrokemijska zaštita od korozije temeljena na radu katoda pokazuje svoja najbolja svojstva. Sprečavanje stvaranja hrđe na takvim komunikacijama, naravno, nije jedino područje primjene ove tehnologije, ali u smislu kombinacije karakteristika, ovaj smjer se može smatrati najrelevantnijim za elektrokemijsku zaštitu.

Opći podaci o elektrokemijskoj zaštiti

Zaštita metala od hrđe elektrokemijskim djelovanjem temelji se na ovisnosti veličine materijala o brzini procesa korozije. Metalne konstrukcije moraju raditi u području potencijala gdje će njihovo anodno otapanje biti ispod dopuštene granice. Potonje je, inače, određeno tehničkom dokumentacijom za rad objekta.

U praksi elektrokemijska zaštita od korozije uključuje spajanje izvora istosmjerne struje na gotov proizvod. Električno polje na površini i u strukturi štićenog objekta tvori polarizaciju elektroda, čime se kontrolira proces oštećenja od korozije. U biti, anodne zone na metalnoj strukturi postaju katodne, što omogućuje pomicanje negativnih procesa, osiguravajući očuvanje strukture ciljanog objekta.

Kako funkcionira katodna zaštita

Postoji katodna i anodna zaštita elektrokemijskog tipa. Međutim, prvi koncept, koji se koristi za zaštitu cjevovoda, stekao je najveću popularnost. Prema općem principu, pri implementaciji ove metode, struja s negativnim polom dovodi se do objekta iz vanjskog izvora. Konkretno, na taj se način može zaštititi čelična ili bakrena cijev, uslijed čega će doći do polarizacije katodnih dijelova s ​​prijelazom njihovih potencijala u anodno stanje. Kao rezultat toga, korozivna aktivnost zaštićene strukture bit će svedena na gotovo nulu.

Istodobno, katodna zaštita može imati različite inačice. Gore opisana tehnika polarizacije iz vanjskog izvora široko se prakticira, ali metoda odzračivanja elektrolita sa smanjenjem brzine katodnih procesa, kao i stvaranjem zaštitne barijere, također djeluje učinkovito.

Više puta je zapaženo da se princip katodne zaštite provodi pomoću vanjskog izvora struje. Zapravo, glavna funkcija leži u njegovom radu, a te poslove obavljaju posebne postaje koje su u pravilu dio opće infrastrukture za održavanje cjevovoda.

Stanice protiv korozije

Glavna funkcija katodne stanice je osigurati stabilnu struju ciljnom metalnom objektu u skladu s metodom katodne polarizacije. Takva se oprema koristi u infrastrukturi podzemnih plinovoda i naftovoda, u vodoopskrbnim cijevima, mrežama grijanja itd.

Postoji mnogo varijanti takvih izvora, dok najčešći uređaj za katodnu zaštitu osigurava prisutnost:

• oprema za pretvarač struje;
• žice za spajanje na zaštićeni objekt;
• anodno uzemljenje.

Istodobno postoji podjela stanica na inverterske i transformatorske. Postoje i druge klasifikacije, ali one su usmjerene na segmentaciju instalacija, bilo prema primjeni, bilo prema tehničkim karakteristikama i parametrima ulaznih podataka. Osnovna načela rada najjasnije ilustriraju označene dvije vrste katodnih stanica.

Transformatorska postrojenja za katodnu zaštitu

Odmah treba napomenuti da je ova vrsta stanica zastarjela. Zamjenjuju ga inverterski analozi, koji imaju i pluse i minuse. Na ovaj ili onaj način, modeli transformatora koriste se čak i na novim točkama za pružanje elektrokemijske zaštite.

Kao osnova za takve objekte koristi se niskofrekventni transformator od 50 Hz, a za tiristorski upravljački sustav koriste se najjednostavniji uređaji, uključujući fazno-pulsne regulatore snage. Odgovorniji pristup rješavanju problema upravljanja uključuje korištenje kontrolera sa širokom funkcionalnošću.

Suvremena katodna zaštita cjevovoda od korozije s takvom opremom omogućuje podešavanje parametara izlazne struje, indikatora napona, kao i izjednačavanje zaštitnih potencijala. Što se tiče nedostataka transformatorske opreme, oni se svode na visok stupanj valovitosti struje na izlazu pri niskom faktoru snage. Ovaj nedostatak se ne objašnjava sinusoidnim oblikom struje.

Do određene mjere, uvođenje niskofrekventne prigušnice u sustav omogućuje rješavanje problema s mreškanjem, ali njegove dimenzije odgovaraju dimenzijama samog transformatora, što takav dodatak ne omogućuje uvijek.

Inverterska stanica katodne zaštite

Instalacije inverterskog tipa temelje se na impulsnim visokofrekventnim pretvaračima. Jedna od glavnih prednosti korištenja stanica ovog tipa je visoka učinkovitost, koja doseže 95%. Za usporedbu, za transformatorske instalacije ova brojka doseže prosječno 80%.

Ponekad druge prednosti dođu do izražaja. Na primjer, male dimenzije inverterskih stanica proširuju mogućnosti njihove uporabe u teškim područjima. Postoje i financijske prednosti, što potvrđuje praksa korištenja takve opreme. Tako se inverterska katodna zaštita cjevovoda brzo isplati i zahtijeva minimalna ulaganja u tehničko održavanje. Međutim, te su kvalitete jasno vidljive samo u usporedbi s transformatorskim instalacijama, ali danas postoje učinkovitija nova sredstva za opskrbu strujom za cjevovode.

Strukture katodnih stanica

Takva se oprema na tržištu pojavljuje u različitim slučajevima, oblicima i dimenzijama. Naravno, raširena je i praksa individualnog projektiranja takvih sustava, što omogućuje ne samo dobivanje optimalnog dizajna za specifične potrebe, već i osiguravanje potrebnih operativnih parametara.

Rigorozan izračun karakteristika stanice omogućuje daljnju optimizaciju troškova njezine instalacije, transporta i skladištenja. Na primjer, katodna zaštita od korozije cjevovoda na bazi pretvarača mase 10-15 kg i snage 1,2 kW sasvim je prikladna za male objekte. Oprema s takvim karakteristikama može se servisirati automobilom, međutim, za velike projekte mogu se koristiti masivnije i teške stanice koje zahtijevaju povezivanje kamiona, dizalice i instalacijskih timova.

Zaštitna funkcionalnost

Posebna pažnja u razvoju katodnih stanica posvećena je zaštiti same opreme. Za to su integrirani sustavi koji omogućuju zaštitu stanica od kratkih spojeva i prekida opterećenja. U prvom slučaju koriste se posebni osigurači za rukovanje instalacijama u slučaju nužde.

Što se tiče strujnih udara i prekida, malo je vjerojatno da će katodna zaštitna stanica biti ozbiljno pogođena njima, ali može postojati opasnost od strujnog udara. Na primjer, ako u normalnom načinu rada oprema radi s niskim naponom, tada se nakon pauze, skok indikatora može dovesti do 120 V.

Druge vrste elektrokemijske zaštite

Osim katodne zaštite, prakticiraju se i tehnologije električne drenaže, kao i metode gaznog sloja za sprječavanje korozije. Najperspektivnijim smjerom smatra se posebna zaštita od nastanka korozije. U tom su slučaju na ciljni objekt spojeni i aktivni elementi koji uz pomoć struje osiguravaju transformaciju površine s katodama. Na primjer, čelična cijev kao dio plinovoda može biti zaštićena cink ili aluminijskim cilindrima.

Zaključak

Metode elektrokemijske zaštite ne mogu se pripisati novim i, štoviše, inovativnim. Učinkovitost korištenja takvih tehnika u borbi protiv procesa hrđe svladava se dugo vremena. Međutim, jedan ozbiljan nedostatak sprječava široku distribuciju ove metode. Činjenica je da katodna zaštita cjevovoda od korozije neizbježno stvara tzv. Oni nisu opasni za ciljnu strukturu, ali mogu imati negativan utjecaj na obližnje objekte. Posebno, zalutala struja doprinosi razvoju iste korozije na metalnoj površini susjednih cijevi.