Vanduo iš čiaupo 

Vamzdynų katodinės apsaugos nuo korozijos technologija

Vamzdynų apsauga nuo korozijos gali būti atliekama naudojant įvairias technologijas, iš kurių efektyviausias yra elektrocheminis metodas, apimantis katodinę apsaugą. Dažnai antikorozinė katodinė apsauga naudojama kartu su plieno konstrukcijos apdorojimu izoliaciniais junginiais.

Šiame straipsnyje nagrinėjama vamzdynų elektrocheminė apsauga ir ypač detaliai išnagrinėti jos katodiniai porūšiai. Sužinosite, kokia šio metodo esmė, kada jį galima naudoti ir kokia įranga naudojama katodinei metalų apsaugai.

Straipsnio turinys

Katodinės apsaugos rūšys

Katodinė plieno konstrukcijų apsauga nuo korozijos buvo išrasta 1820 m. Pirmą kartą metodas buvo pritaikytas laivų statyboje – varinis laivo korpusas buvo aptrauktas apsauginėmis anodo apsaugomis, kurios žymiai sumažino vario korozijos greitį. Technika buvo priimta ir pradėta aktyviai plėtoti, todėl šiandien ji tapo vienu iš efektyviausių antikorozinės apsaugos metodų.

Metalų katodinė apsauga pagal vykdymo technologiją skirstoma į du tipus:

  • būdas Nr.1 ​​- prie saugomos konstrukcijos prijungiamas išorinis srovės šaltinis, kuriam esant pats metalo gaminys veikia kaip katodas, o trečiosios šalies inertiniai elektrodai veikia kaip anodai.
  • 2 metodas - " galvanizavimo technologija“: saugoma konstrukcija liečiasi su protektoriaus plokšte, pagaminta iš metalo, turinčio didesnį elektroneigiamąjį potencialą (tokie metalai yra cinkas, aliuminis, magnis ir jų lydiniai). Anodo funkciją šiuo metodu atlieka abu metalai, o protektoriaus plokštės metalo elektrocheminis tirpimas užtikrina reikiamą katodo srovės minimumą, tekantį per saugomą konstrukciją. Laikui bėgant protektoriaus plokštė visiškai sunaikinama.

1 metodas yra labiausiai paplitęs. Tai lengvai įgyvendinama antikorozinė technologija, kuri efektyviai susidoroja su daugeliu metalų korozijos tipų:

  • nerūdijančio plieno tarpkristalinė korozija;
  • taškinė korozija;
  • žalvario įtrūkimai dėl padidėjusio įtempio;
  • korozija dėl klaidžiojančių srovių.

Skirtingai nuo pirmojo metodo, kuris tinkamas didelėms konstrukcijoms apsaugoti (naudojamas požeminiams ir paviršiniams vamzdynams), galvaninė elektrocheminė apsauga skirta naudoti su nedideliais gaminiais.

Galvaninis metodas plačiai naudojamas JAV, Rusijoje jis praktiškai nenaudojamas, nes mūsų šalies vamzdynų tiesimo technologija nenumato greitkelių apdorojimo specialia izoliacine danga, kuri yra būtina sąlyga galvaniniam elektrocheminiam procesui. apsauga.

Reikėtų pažymėti, kad plieno korozija požeminio vandens įtakoje žymiai padidėja be jo, o tai ypač būdinga pavasario ir rudens laikotarpiams. Žiemą, užšalus vandeniui, korozija nuo drėgmės gerokai sulėtėja.

Technologijos esmė

Katodinė apsauga nuo korozijos vykdoma naudojant nuolatinę srovę, kuri į apsaugotą konstrukciją tiekiama iš išorinio šaltinio (dažniausiai naudojami lygintuvai, kurie kintamąją srovę paverčia nuolatine srove) ir padaro jos potencialą neigiamą.

Pats objektas, prijungtas prie nuolatinės srovės, yra "minusas" - katodas, o prie jo prijungtas anodo įžeminimas yra "pliusas". Pagrindinė katodinės apsaugos veiksmingumo sąlyga yra gerai laidžios elektrolitinės aplinkos buvimas, kuris yra gruntas, apsaugantis požeminius vamzdynus, o elektroninis kontaktas pasiekiamas naudojant labai laidžias metalines medžiagas.

Diegiant technologiją tarp elektrolitinės terpės (dirvožemio) ir objekto, nuolat palaikomas reikiamas srovės potencialų skirtumas, kurio reikšmė nustatoma naudojant didelės varžos voltmetrą.

Vamzdynų katodinės apsaugos ypatybės

Korozija yra pagrindinė visų tipų vamzdynų slėgio mažinimo priežastis. Dėl rūdžių metalo pažeidimo ant jo susidaro tarpai, ertmės ir įtrūkimai, dėl kurių sunaikinama plieninė konstrukcija. Ši problema ypač aktuali požeminiams vamzdynams, kurie nuolat liečiasi su gruntiniu vandeniu.

Dujotiekių katodinė apsauga nuo korozijos atliekama vienu iš aukščiau išvardintų būdų (naudojant išorinį lygintuvą arba galvaninį metodą). Technologija šiuo atveju leidžia sumažinti metalo, iš kurio pagamintas dujotiekis, oksidacijos ir tirpimo greitį, o tai pasiekiama perkeliant jo natūralų korozijos potencialą į neigiamą pusę.

Praktiniais bandymais buvo nustatyta, kad metalų katodinės poliarizacijos potencialas, kai sulėtėja visi korozijos procesai, yra lygus -0,85 V, tuo tarpu požeminiams vamzdynams natūraliu režimu –0,55 V.

Kad antikorozinė apsauga būtų efektyvi, reikia nuolatine srove sumažinti metalo, iš kurio pagamintas vamzdynas, katodo potencialą -0,3 V. Tokiu atveju plieno korozijos greitis neviršija 10 mikrometrų. per metus.

Katodinė apsauga yra efektyviausias būdas apsaugoti požeminius vamzdynus nuo klaidžiojančių srovių. Klaidžiojančių srovių sąvoka reiškia elektros krūvį, kuris patenka į žemę dėl elektros linijų, žaibolaidžių įžeminimo taškų arba traukinių judėjimo geležinkelio linijomis. Tikslaus klaidžiojančių srovių atsiradimo laiko ir vietos sužinoti neįmanoma.

Klaidžiojančių srovių korozinis poveikis metalui atsiranda, jei metalinė konstrukcija turi teigiamą potencialą elektrolito atžvilgiu (požeminiuose vamzdynuose gruntas veikia kaip elektrolitas). Kita vertus, dėl katodinės apsaugos požeminių vamzdynų metalo potencialas tampa neigiamas, o tai pašalina jų oksidacijos riziką, veikiant klaidžiojančioms srovėms.

Pageidautina, kad požeminių vamzdynų katodinei apsaugai būtų naudojamas išorinis srovės šaltinis. Jo privalumai – neribotas energijos šaltinis, galintis įveikti dirvožemio varžą.

Kaip antikorozinės apsaugos srovės šaltinis naudojamos 6 ir 10 kW galios oro linijos, tačiau jei teritorijoje nėra elektros linijų, galima naudoti mobilius generatorius, veikiančius dujomis ir dyzelinu.

Išsami katodinės apsaugos nuo korozijos technologijos apžvalga (vaizdo įrašas)

Katodinės apsaugos įranga

Požeminių vamzdynų antikorozinei apsaugai naudojama speciali įranga - katodinės apsaugos stotys(SKZ), sudarytas iš šių mazgų:

  • įžeminimas (anodas);
  • nuolatinės srovės šaltinis;
  • valdymo, stebėjimo ir matavimo taškas;
  • jungiamieji kabeliai ir laidai.

Vienas CPS, prijungtas prie elektros tinklo arba autonominio generatoriaus, gali vienu metu atlikti kelių gretimų požeminių vamzdynų katodinę apsaugą. Srovės reguliavimas gali būti atliekamas rankiniu būdu (keičiant transformatoriaus apviją) arba automatiškai (jei sistemoje yra tiristoriai).

Tarp katodinės apsaugos stočių, naudojamų buityje, technologiškai pažangiausias įrenginys yra „Minerva-3000“ (sukūrė inžinieriai iš Prancūzijos „Gazprom“ užsakymu). Šios SAZ pajėgumų pakanka veiksmingai apsaugoti 30 km požeminio dujotiekio.

Diegimo pranašumai apima:

  • padidinta galia;
  • perkrovos atkūrimo funkcija (atnaujinimas įvyksta per 15 sekundžių);
  • skaitmeninių valdymo sistemų prieinamumas darbo režimams stebėti;
  • visiškas kritinių mazgų sandarumas;
  • galimybė prijungti įrangą nuotoliniam valdymui.

ASKG-TM įrenginiai taip pat yra labai paklausūs namų statyboje, palyginti su Minerva-3000, jie turi mažesnę galią (1-5 kW), tačiau atsargų konfigūracijoje sistemoje yra telemetrijos kompleksas, kuris automatiškai valdo veikia SKZ ir turi galimybę valdyti nuotoliniu būdu.

Katodinės apsaugos stotys Minerva-3000 ir ASKG-TM reikalingas 220 V maitinimas Įrangos nuotolinis valdymas atliekamas naudojant įmontuotus GPRS modulius. SKZ yra gana didesnių matmenų - 50 * 40 * 90 cm, o svoris - 50 kg. Minimalus prietaisų tarnavimo laikas yra 20 metų.