Vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos: įranga, veikimo principas

Jie leidžia pailginti metalinės konstrukcijos tarnavimo laiką, taip pat eksploatacijos metu išsaugoti jos technines ir fizines savybes. Nepaisant antikorozinio poveikio metodų įvairovės, visiškai apsaugoti objektus nuo rūdžių pažeidimų įmanoma tik retais atvejais.

Tokios apsaugos efektyvumas priklauso ne tik nuo protektoriaus technologijos kokybės, bet ir nuo jos taikymo sąlygų. Visų pirma, siekiant išsaugoti vamzdynų metalinę konstrukciją, elektrocheminė apsauga nuo korozijos, pagrįsta katodų veikimu, demonstruoja geriausias savo savybes. Rūdžių susidarymo prevencija ant tokių komunikacijų, žinoma, nėra vienintelė šios technologijos taikymo sritis, tačiau charakteristikų derinio atžvilgiu ši kryptis gali būti laikoma aktualiausia elektrocheminei apsaugai.

Bendra informacija apie elektrocheminę apsaugą

Metalų apsauga nuo rūdžių elektrocheminiu poveikiu pagrįsta medžiagos dydžio priklausomybe nuo korozijos proceso greičio. Metalinės konstrukcijos turi būti eksploatuojamos tokiame potencialų diapazone, kuriame jų anodinis tirpimas bus mažesnis už leistiną ribą. Pastarąjį, beje, lemia statinio eksploatavimo techninė dokumentacija.

Praktiškai elektrocheminė apsauga nuo korozijos apima šaltinio su nuolatine srove prijungimą prie galutinio produkto. Saugomo objekto paviršiuje ir struktūroje esantis elektrinis laukas formuoja elektrodų poliarizaciją, kuri kontroliuoja korozijos pažeidimo procesą. Iš esmės anodo zonos ant metalinės konstrukcijos tampa katodinės, o tai leidžia perkelti neigiamus procesus, užtikrinant tikslinio objekto konstrukcijos saugumą.

Kaip veikia katodinė apsauga

Yra elektrocheminio tipo katodinė ir anodinė apsauga. Tačiau didžiausio populiarumo sulaukė pirmoji koncepcija, kuri naudojama vamzdynams apsaugoti. Pagal bendrą principą, įgyvendinant šį metodą, į objektą iš išorinio šaltinio tiekiama srovė su neigiamu poliumi. Visų pirma, tokiu būdu galima apsaugoti plieninį arba varinį vamzdį, dėl kurio katodo sekcijų poliarizacija įvyks, kai jų potencialai pereina į anodo būseną. Dėl to saugomos konstrukcijos korozinis aktyvumas sumažės beveik iki nulio.

Tuo pačiu metu katodinė apsauga gali turėti skirtingas versijas. Aukščiau aprašyta poliarizacijos iš išorinio šaltinio technika yra plačiai praktikuojama, tačiau efektyviai veikia ir elektrolitų deaeracijos metodas, sumažinant katodinių procesų greitį, taip pat sukuriant apsauginį barjerą.

Jau ne kartą buvo pastebėta, kad katodinės apsaugos principas įgyvendinamas naudojant išorinį srovės šaltinį. Tiesą sakant, pagrindinė funkcija slypi jo darbe, kurį atlieka specialios stotys, kurios, kaip taisyklė, yra bendros vamzdynų priežiūros infrastruktūros dalis.

Stotys nuo korozijos

Pagrindinė katodo stoties funkcija yra užtikrinti stabilią srovę tiksliniam metaliniam objektui pagal katodinės poliarizacijos metodą. Tokia įranga naudojama požeminių dujotiekių ir naftotiekių infrastruktūroje, vandentiekio vamzdžiuose, šilumos tinkluose ir kt.

Yra daug tokių šaltinių variantų, o labiausiai paplitęs katodinės apsaugos įtaisas numato:

• srovės keitiklių įranga;
• laidai, skirti prijungti prie saugomo objekto;
• anodo įžeminimas.

Tuo pačiu metu stotys skirstomos į keitiklius ir transformatorius. Yra ir kitų klasifikacijų, tačiau jos orientuotos į įrenginių skirstymą į segmentus arba pagal paskirtį, arba pagal technines charakteristikas ir įvesties duomenų parametrus. Pagrindinius veikimo principus aiškiausiai iliustruoja paskirtos dviejų tipų katodinės stotys.

Transformatorių įrenginiai katodinei apsaugai

Iš karto reikia pažymėti, kad tokio tipo stotis yra pasenusi. Jį keičia inverterių analogai, kurie turi ir pliusų, ir minusų. Vienaip ar kitaip, transformatorių modeliai naudojami net naujuose elektrocheminės apsaugos taškuose.

Kaip pagrindas tokiems objektams naudojamas žemo dažnio transformatorius 50 Hz dažniu, o tiristoriaus valdymo sistemai naudojami paprasčiausi įrenginiai, įskaitant fazinio impulso galios valdiklius. Atsakingesnis požiūris sprendžiant valdymo problemas apima plataus funkcionalumo valdiklių naudojimą.

Šiuolaikinė vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos su tokia įranga leidžia reguliuoti išėjimo srovės parametrus, įtampos indikatorius, taip pat išlyginti apsauginius potencialus. Kalbant apie transformatorių įrangos trūkumus, jie yra susiję su dideliu srovės pulsacijos laipsniu išėjime esant mažam galios koeficientui. Šis defektas paaiškinamas ne sinusoidine srovės forma.

Tam tikru mastu žemo dažnio droselio įvedimas į sistemą leidžia išspręsti pulsacijos problemą, tačiau jo matmenys atitinka paties transformatoriaus matmenis, todėl ne visada toks papildymas yra įmanomas.

Katodinės apsaugos keitiklių stotis

Inverterio tipo įrenginiai yra pagrįsti impulsiniais aukšto dažnio keitikliais. Vienas iš pagrindinių tokio tipo stočių naudojimo privalumų yra didelis efektyvumas, siekiantis 95%. Palyginimui, transformatorių įrenginiams šis skaičius siekia vidutiniškai 80 proc.

Kartais išryškėja kiti pranašumai. Pavyzdžiui, maži inverterių stočių matmenys išplečia jų panaudojimo sudėtingose ​​vietose galimybes. Taip pat yra finansinių pranašumų, kuriuos patvirtina tokios įrangos naudojimo praktika. Taigi inverterinė vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos greitai atsiperka ir reikalauja minimalių investicijų į techninę priežiūrą. Tačiau šios savybės aiškiai matomos tik lyginant su transformatorių instaliacijomis, tačiau ir šiandien yra efektyvesnių naujų būdų tiekti srovę vamzdynams.

Katodinių stočių konstrukcijos

Tokia įranga rinkoje pateikiama įvairių korpusų, formų ir matmenų. Žinoma, plačiai paplitusi ir tokių sistemų individualaus projektavimo praktika, kuri leidžia ne tik gauti optimalų konkrečių poreikių projektą, bet ir numatyti būtinus eksploatacinius parametrus.

Griežtas stoties charakteristikų apskaičiavimas leidžia toliau optimizuoti jos įrengimo, transportavimo ir saugojimo išlaidas. Pavyzdžiui, vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos, pagrįsta 10–15 kg masės ir 1,2 kW galios keitikliu, yra gana tinkama mažiems objektams. Tokias charakteristikas turinčią įrangą galima aptarnauti ir automobiliu, tačiau didelės apimties projektams gali būti naudojamos masyvesnės ir sunkesnės stotys, reikalaujančios sunkvežimių, krano ir montavimo komandų prijungimo.

Apsauginis funkcionalumas

Ypatingas dėmesys kuriant katodines stotis skiriamas pačios įrangos apsaugai. Tam yra integruotos sistemos, leidžiančios apsaugoti stotis nuo trumpųjų jungimų ir apkrovos pertrūkių. Pirmuoju atveju avariniam įrenginių veikimui valdyti naudojami specialūs saugikliai.

Kalbant apie galios viršįtampius ir pertrūkius, vargu ar jie rimtai paveiktų katodinės apsaugos stotį, tačiau gali kilti elektros smūgio pavojus. Pavyzdžiui, jei įprastu režimu įranga veikia su maža įtampa, tada po pertraukos indikatorių šuolis gali būti padidintas iki 120 V.

Kiti elektrocheminės apsaugos tipai

Be katodinės apsaugos, taip pat praktikuojamos elektrinio drenažo technologijos, protektoriaus metodai, apsaugantys nuo korozijos. Perspektyviausia kryptis laikoma speciali apsauga nuo korozijos susidarymo. Šiuo atveju prie tikslinio objekto prijungiami ir aktyvūs elementai, kurie srovės pagalba užtikrina paviršiaus transformaciją katodais. Pavyzdžiui, plieninis vamzdis, kaip dujotiekio dalis, gali būti apsaugotas cinko arba aliuminio balionais.

Išvada

Elektrocheminės apsaugos metodai negali būti priskirti naujiems ir, be to, novatoriškiems. Tokios technikos panaudojimo efektyvumas kovojant su rūdijimo procesais buvo įvaldytas jau seniai. Tačiau vienas rimtas trūkumas neleidžia plačiai platinti šio metodo. Faktas yra tas, kad vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos neišvengiamai sukuria vadinamąjį Jie nėra pavojingi tikslinei konstrukcijai, tačiau gali turėti neigiamą poveikį šalia esantiems objektams. Visų pirma, pasklidusi srovė prisideda prie tos pačios korozijos atsiradimo ant gretimų vamzdžių metalinio paviršiaus.