Dispozitiv electric special statie de protectie catodica. Ce este protecția catodică a conductelor și cum funcționează?

Coroziunea are un efect dăunător asupra stării tehnice a conductelor subterane sub influența sa, integritatea conductei de gaz este compromisă și apar fisuri. Pentru a proteja împotriva unui astfel de proces, se utilizează protecția electrochimică a conductei de gaz.

Coroziunea conductelor subterane și a mijloacelor de protecție împotriva acesteia

Starea conductelor din oțel este influențată de umiditatea solului, structura și compoziția chimică a acestuia. Temperatura gazului transportat prin conducte, curenții rătăciți în pământ cauzați de transportul electrificat și condițiile climatice în general.

Tipuri de coroziune:

• Superficial. Se întinde într-un strat continuu pe suprafața produsului. Reprezintă cel mai mic pericol pentru conducta de gaz.
• Local. Se manifestă sub formă de ulcere, fisuri, pete. Cel mai periculos tip de coroziune.
• Coroziune prin oboseală. Procesul de acumulare treptată a daunelor.

Metode de protecție electrochimică împotriva coroziunii:

• metoda pasiva;
• metoda activă.

Esența metodei pasive de protecție electrochimică este aplicarea unui strat protector special pe suprafața conductei de gaz, care previne efectele nocive. mediu. O astfel de acoperire ar putea fi:

• bitum;
• bandă polimerică;
• smoală de gudron de cărbune;
• rășini epoxidice.

În practică, este rareori posibilă aplicarea uniformă a unui strat electrochimic pe o conductă de gaz. În locurile cu goluri, metalul este încă deteriorat în timp.

Metoda activă de protecție electrochimică sau metoda polarizării catodice este de a crea un potențial negativ pe suprafața conductei, prevenind scurgerea de electricitate, prevenind astfel apariția coroziunii.

Principiul de funcționare al protecției electrochimice

Pentru a proteja o conductă de gaz împotriva coroziunii, este necesar să se creeze o reacție catodă și să se elimine reacția anodică. Pentru a face acest lucru, se creează forțat un potențial negativ pe conducta protejată.

Electrozii anodici sunt plasați în pământ, iar polul negativ al unei surse externe de curent este conectat direct la catod - obiectul protejat. Pentru a finaliza circuitul electric, polul pozitiv al sursei de curent este conectat la anod - un electrod suplimentar instalat într-un mediu comun cu conducta protejată.

Anodul din acest circuit electric îndeplinește funcția de împământare. Datorită faptului că anodul are un potențial mai pozitiv decât obiectul metalic, are loc dizolvarea anodică a acestuia.

Procesul de coroziune este suprimat sub influența câmpului încărcat negativ al obiectului protejat. Cu protecție catodică împotriva coroziunii, electrodul anod va fi supus direct deteriorării.

Pentru a crește durata de viață a anozilor, aceștia sunt fabricați din materiale inerte care sunt rezistente la dizolvare și alte influențe. factori externi.

O stație de protecție electrochimică este un dispozitiv care servește ca sursă de curent extern într-un sistem de protecție catodică. Această instalație este conectată la rețea, 220 W și produce energie electrică cu valori de ieșire setate.

Stația este instalată la sol lângă conducta de gaz. Trebuie să aibă un grad de protecție IP34 sau mai mare, deoarece funcționează în aer liber.

Stațiile de protecție catodă pot avea diferiți parametri tehnici și caracteristici funcționale.

Tipuri de statii de protectie catodica:

• transformator;
• invertor

Stațiile de transformare pentru protecție electrochimică devin treptat un lucru din trecut. Sunt o structură formată dintr-un transformator care funcționează la o frecvență de 50 Hz și un redresor cu tiristor. Dezavantajul unor astfel de dispozitive este forma nesinusoidală a energiei generate. Ca urmare, la ieșire are loc o pulsație puternică de curent și puterea sa scade.

O statie de protectie electrochimica cu invertor are un avantaj fata de una cu transformator. Principiul său se bazează pe funcționarea convertoarelor de impulsuri de înaltă frecvență. O caracteristică a dispozitivelor cu invertor este dependența dimensiunii unității transformatoare de frecvența de conversie a curentului. Cu o frecvență mai mare a semnalului, este necesar mai puțin cablu și pierderile de căldură sunt reduse. În stațiile cu invertor, datorită filtrelor de netezire, nivelul de ondulare al curentului produs are o amplitudine mai mică.

Circuitul electric care alimenteaza statia de protectie catodica arata astfel: impamantare anodica - sol - izolarea obiectului protejat.

La instalarea unei stații de protecție împotriva coroziunii, sunt luați în considerare următorii parametri:

• poziţia împământării anodului (anod-împământare);
• rezistența solului;
• conductivitatea electrică a izolației obiectului.

Instalatii de protectie a scurgerilor pentru conducte de gaze

Cu metoda de drenaj de protecție electrochimică, nu este necesară o sursă de curent; transport feroviar. Interconectarea electrică se realizează datorită diferenței de potențial șine de cale ferată si conducta de gaz.

Prin intermediul curentului de drenaj se creează o deplasare a câmpului electric al conductei de gaz situată în pământ. Rolul de protecție în acest design este jucat de siguranțe, precum și de comutatoare automate de sarcină maximă cu resetare, care reglează funcționarea circuitului de drenaj după o scădere a tensiunii înalte.

Sistemul de drenaj electric polarizat se realizează folosind conexiuni bloc de supape. Reglarea tensiunii cu această instalație se realizează prin comutarea rezistențelor active. Dacă metoda eșuează, se folosesc drenuri electrice mai puternice sub formă de protecție electrochimică, unde șina de cale ferată servește ca conductor de împământare anod.

Instalatii galvanice de protectie electrochimica

Utilizarea instalațiilor de protecție pentru protecția galvanică a conductelor este justificată dacă nu există nicio sursă de tensiune în apropierea instalației - o linie electrică sau secțiunea conductei de gaz nu este suficient de mare ca dimensiune.

Echipamentul galvanic servește la protejarea împotriva coroziunii:

• structuri metalice subterane neconectate printr-un circuit electric la surse externe de curent;
• părți individuale neprotejate ale conductelor de gaze;
• părți ale conductelor de gaz care sunt izolate de sursa curentă;
• conducte în construcție care nu sunt racordate temporar la stații de protecție împotriva coroziunii;
• alte structuri metalice subterane (piloți, cartușe, rezervoare, suporturi etc.).

Protecția galvanică va funcționa cel mai bine în soluri cu rezistivitate electrică de 50 ohmi.

Instalatii cu anozi extinsi sau repartizati

Când se utilizează o stație de transformare cu protecție împotriva coroziunii, curentul este distribuit de-a lungul unei sinusoide. Acest lucru are un efect negativ asupra câmpului electric de protecție. Fie survine tensiunea în exces în punctul de protecție, ceea ce implică un consum mare de energie, fie scurgerea necontrolată a curentului, ceea ce face ca protecția electrochimică a conductei de gaz să fie ineficientă.

Practica folosirii anozilor extinsi sau distribuiți ajută la eludarea problemei distribuției inegale a energiei electrice. Includerea anozilor distribuiți în schema de protecție electrochimică a conductei de gaz ajută la creșterea zonei de protecție împotriva coroziunii și la netezirea liniei de tensiune. Cu această schemă, anozii sunt plasați în pământ de-a lungul întregii conducte de gaz.

O rezistență de reglare sau un echipament special asigură modificarea curentului în limitele cerute, modificarea tensiunii anodice de împământare și cu aceasta se reglează potențialul de protecție al obiectului.

Dacă se folosesc mai mulți electrozi de împământare simultan, tensiunea obiectului de protecție poate fi modificată prin modificarea numărului de anozi activi.

ECP-ul unei conducte care utilizează protectori se bazează pe diferența de potențial dintre protector și conducta de gaz situată în pământ. Solul în acest caz este un electrolit; metalul este restaurat, iar corpul protector este distrus.

Video: Protecție împotriva curenților vagabonzi

Pagina 1

Protecția catodică a conductei de gaz trebuie să funcționeze neîntrerupt. Pentru fiecare VCS se stabilește un anumit mod în funcție de condițiile sale de funcționare. La operarea unei stații catodice, se păstrează un jurnal al parametrilor ei electrici și al funcționării sursei de curent. De asemenea, este necesar să se monitorizeze constant împământarea anodică, a cărei stare este determinată de valoarea curentului RMS.  

Protecția catodică a conductei de gaz trebuie să funcționeze neîntrerupt. În tronsoanele traseului în care alimentarea cu energie este întreruptă câteva ore pe zi, bateriile sunt folosite pentru a oferi protecție în timpul întreruperilor de curent. Capacitatea bateriei este determinată de valoarea curentului de protecție RMS.  

Protecția catodică a conductelor de gaz împotriva efectelor curenților vagabonzi sau a coroziunii solului se realizează folosind curent electric direct dintr-o sursă externă. Polul negativ al sursei de curent este conectat la conducta de gaz protejată, iar polul pozitiv este conectat la o masă specială - anodul.  

Protecția catodă a conductelor de gaz împotriva coroziunii se realizează datorită polarizării lor catodice folosind o sursă de curent externă.  

Influența protecției catodice a conductelor de gaz asupra circuitelor feroviare.  

Pentru protecția catodică a unei conducte de gaz se folosesc instrumente standard ale instalațiilor electrice și instrumente speciale de măsurare a coroziunii și auxiliare. Pentru a măsura diferența de potențial dintre o structură subterană și pământ, care este unul dintre criteriile de evaluare a pericolului de coroziune și a prezenței protecției, se folosesc voltmetre cu o valoare mare a rezistenței interne de 1 pe scară, astfel încât includerea lor în circuitul de măsurare nu încalcă distribuția potențialului în acesta din urmă. Această cerință este determinată atât de rezistența internă ridicată a structurii subterane și a sistemului de împământare, cât și de dificultatea creării unei rezistențe scăzute de împământare la punctul de contact al electrodului de măsurare cu pământul, în special atunci când se utilizează electrozi nepolarizați. Pentru a obține un circuit de măsurare cu o rezistență mare de intrare, se folosesc potențiometre și voltmetre de înaltă rezistență.  

Pentru stațiile de protecție catodică a conductelor de gaz, ca sursă de energie electrică, se recomandă utilizarea pilelor de combustie de înaltă temperatură cu electrod ceramic. Astfel de celule de combustibil pot funcționa mult timp de-a lungul traseului conductei de gaz, furnizând energie electrică stațiilor de protecție catodică, precum și caselor reparatorilor de linii, sisteme de semnalizare și supape de control automate. Această metodă de alimentare structuri liniareși instalațiile de conducte de gaze care nu necesită multă putere, simplifică foarte mult întreținerea.  

Foarte des, parametrii de protecție catodică ai conductelor de gaz obținuți prin calcul diferă semnificativ de parametrii SPS obținuți în practică prin măsurători. Acest lucru se datorează imposibilității de a lua în considerare întreaga varietate de factori care influențează conditii naturale asupra parametrilor de protectie.  

Una dintre metodele frecvent utilizate de protecție electrochimică a diferitelor structuri metalice împotriva ruginii este protectie catodica. În cele mai multe cazuri, este utilizat împreună cu aplicarea de acoperiri speciale pe suprafețele metalice.

1 Informații generale despre protecția catodică

O astfel de protecție a metalelor a fost descrisă pentru prima dată în anii 1820 de Humphry Davy. Pe baza rapoartelor sale, în 1824, pe nava HMS Samarang, teoria furnizată a fost testată. Pe placa de cupru a navei au fost instalate protectori de anozi de fier, ceea ce a redus semnificativ rata de ruginire a cuprului. Tehnica a început să fie dezvoltată, iar astăzi catodul tuturor tipurilor de structuri metalice (conducte, elemente de mașină etc.) este recunoscut ca fiind cel mai eficient și utilizat pe scară largă.

ÎN conditii de productie O astfel de protecție a metalelor (denumită adesea polarizare catodică) se realizează folosind două metode principale.

1. Structura, care este protejată de distrugere, este conectată la o sursă de curent externă. În acest caz, produsul metalic acționează ca un catod. Și anozii sunt electrozi suplimentari inerți. Această tehnică este de obicei folosită pentru a proteja conductele, fundațiile metalice sudate și platformele de foraj.
2. Polarizare catodica de tip galvanic. Cu această schemă, structura metalică este în contact cu un metal care are un potențial electronegativ mai mare (aluminiu, magneziu, aliaje de aluminiu, zinc). În acest caz, anodul se referă la ambele metale (principal și de protecție). Dizolvarea (adică un proces pur electrochimic) a unui material electronegativ duce la curgerea curentului catodic necesar prin produsul protejat. În timp, metalul „protector” este complet distrus. Polarizarea galvanică este eficientă pentru structurile care au un strat izolator, precum și pentru produse metalice relativ mici.

Prima tehnică găsită aplicare largă peste tot în lume. Este destul de simplu și fezabil din punct de vedere economic, făcând posibilă protejarea metalului de coroziunea generală și de multe dintre varietățile sale - coroziunea intergranulară a oțelului inoxidabil, pitting, fisurarea produselor din alamă cauzate de tensiunile sub care funcționează.

Circuitul galvanic a găsit o utilizare mai mare în SUA. La noi in tara este folosit mai rar, desi eficacitatea sa este mare. Utilizarea limitată a protecției sacrificiale pentru metale în Rusia se datorează faptului că multe conducte din țara noastră nu au un strat special aplicat, iar aceasta este condiție prealabilă pentru implementarea tehnicilor galvanice anticorozive.

2 Cum funcționează polarizarea catodică standard a metalelor?

Protecția la coroziune catodică se realizează prin utilizarea curentului suprapus. Este alimentat structurii de la un redresor sau altă sursă de curent (extern), unde curentul alternativ de frecvență industrială este modificat în curentul continuu necesar. Obiectul protejat este conectat la curent redresat (la polul „minus”). Structura este astfel un catod. Împământarea anodică (al doilea electrod) este conectată la „plus”.

Este important să existe un contact electrolitic și electronic bun între electrodul secundar și structură. Prima este asigurată de sol, unde sunt scufundate anodul și obiectul protejat. În acest caz, solul acționează ca un mediu electrolitic. Contactul electronic se realizează folosind conductori din materiale metalice.

Reglarea protecției anticorozive catodice se realizează prin menținerea potențialului de protecție dintre mediul electrolitic și indicatorul de potențial de polarizare (sau structura însăși) la o valoare strict definită. Indicatorul este măsurat cu un voltmetru cu o scară de înaltă rezistență.

Aici este necesar să înțelegem că potențialul are nu numai o componentă de polarizare, ci și o altă componentă - o scădere a tensiunii (ohmice). Această scădere se produce datorită curgerii curentului catodic prin rezistența efectivă. Mai mult, calitatea protecției catodice depinde numai de polarizarea de pe suprafața produsului, care este protejată de rugină. Din acest motiv, se disting două caracteristici ale securității unei structuri metalice - potențialul cel mai mare și cel mai scăzut de polarizare.

Reglarea eficientă a polarizării metalelor, ținând cont de toate cele de mai sus, devine posibilă în cazul în care indicatorul componentei ohmice este exclus din valoarea diferenței de potențial rezultată. Acest lucru poate fi realizat folosind un circuit special pentru măsurarea potențialului de polarizare. Nu îl vom descrie în cadrul acestui articol, deoarece este plin cu mulți termeni și concepte specializate.

De regulă, tehnologia catodică este utilizată împreună cu aplicarea de materiale speciale de protecție pe suprafața exterioară a produselor protejate împotriva coroziunii.

Pentru a proteja conductele neizolate și alte structuri, este necesar să se utilizeze curenți semnificativi, ceea ce este neprofitabil din punct de vedere economic și dificil din punct de vedere tehnic.

3 Protecția catodică a elementelor vehiculului

Coroziunea este un proces activ și foarte agresiv. Protecția de înaltă calitate a componentelor auto împotriva ruginii cauzează multe probleme pasionaților de mașini. Toate vehiculele fără excepție sunt supuse distrugerii corozive, deoarece ruginirea începe chiar și atunci când apare o mică zgârietură pe vopseaua mașinii.

Tehnologia catodă pentru protejarea unei mașini împotriva coroziunii este destul de comună în zilele noastre. Se folosește împreună cu utilizarea tuturor tipurilor de mastice. Această tehnică se referă la aplicarea potențialului electric pe suprafața unei anumite piese auto, ceea ce duce la o inhibare eficientă și pe termen lung a ruginii.

Cu protecția descrisă vehicul Catodul este alcătuit din plăci speciale care sunt așezate pe componentele sale cele mai vulnerabile. Iar rolul anodului este jucat de caroseria mașinii. O astfel de distribuție a potențialelor asigură integritatea corpului mașinii, deoarece numai plăcile catodice sunt distruse, iar metalul de bază nu se corodează.

Punctele vulnerabile ale unui vehicul care pot fi protejate prin metoda catodică sunt înțelese ca:

• părțile din spate și din față ale fundului;
• pasaj roții din spate;
• zone pentru fixarea luminilor laterale și a farurilor în sine;
• articulații aripă-roată;
• zonele interioare ale ușilor și pragurilor;
• spațiu în spatele apărătorilor roții (față).

Pentru a proteja mașina, trebuie să achiziționați un modul electronic special (unii meșteri îl fac singuri) și plăci de protecție. Modulul este montat în interiorul mașinii și conectat la rețeaua de bord (trebuie alimentat când motorul mașinii este oprit). Instalarea dispozitivului durează literalmente 10-15 minute. În plus, necesită un minim de energie și garantează o protecție anticorozivă de foarte înaltă calitate.

Plăcile de protecție pot fi de diferite dimensiuni. Numărul lor diferă și în funcție de locul în care sunt montate în mașină, precum și de ce parametrii geometrici are un electrod. În practică, cu cât dimensiunea electrodului este mai mică, cu atât aveți nevoie de mai puține plăci.

Protecția împotriva coroziunii mașinii folosind metoda catodică este realizată și de alte comparații în moduri simple. Cel mai de bază este să conectați firul plus al bateriei mașinii la unul obișnuit. garaj metalic. Vă rugăm să rețineți că trebuie să utilizați un rezistor pentru conectare.

4 Protecția conductelor prin metoda polarizării catodice

Depresurizarea conductelor de diverse scopuri are loc în multe cazuri din cauza distrugerii lor prin coroziune cauzată de apariția rupurilor, fisurilor și cavităților. Deosebit de sensibil la rugină comunicații subterane. Pe ele se formează zone cu potențiale diferite (electrozi), ceea ce este cauzat de eterogenitatea solului și de compoziția eterogenă a metalelor din care sunt realizate conductele. Datorită apariției acestor zone, începe procesul de formare activă a componentelor galvanice corozive.

Polarizarea catodă a conductelor, realizată conform schemelor descrise la începutul articolului (galvanizare sau o sursă de energie externă), se bazează pe reducerea vitezei de dizolvare a materialului conductei în timpul funcționării lor. O astfel de reducere se realizează prin deplasarea potențialului de coroziune într-o zonă care are mai mulți indicatori negativi în raport cu potențialul natural.

În prima treime a secolului al XX-lea, a fost determinat potențialul de polarizare catodică a metalelor. Indicatorul său este de -0,85 volți. În majoritatea solurilor potenţialul natural structuri metalice este în intervalul de la –0,55 la –0,6 volți.

Aceasta înseamnă că pentru a proteja eficient conductele, este necesar să se „mute” potențialul de coroziune în partea negativă cu 0,25-0,3 volți. Cu o asemenea amploare, efectul practic al ruginii asupra stării comunicațiilor este aproape complet nivelat (coroziunea pe an are o rată de cel mult 10 micrometri).

Tehnica care utilizează o sursă de curent (externă) este considerată intensivă în muncă și destul de complexă. Dar oferă un nivel ridicat de protecție pentru conducte, resursa sa energetică nu este limitată de nimic, iar rezistența (specifică) solului are un impact minim asupra calității măsurilor de protecție.

Sursele de energie pentru polarizarea catodică sunt de obicei linii electrice aeriene la 0,4; 6 și 10 kV. În zonele în care nu există, este permisă utilizarea ca surse de energie a generatoarelor pe gaz, termice și diesel.

Curentul „protector” este distribuit inegal pe lungimea conductelor. Cea mai mare valoare a sa se notează la așa-numitul punct de drenaj - în locul unde este conectată sursa. Cu cât distanța de la acest punct este mai mare, cu atât conductele sunt mai puțin protejate. În același timp, curentul excesiv direct în zona de conectare are un impact negativ asupra conductei - există o probabilitate mare de fisurare a metalelor cu hidrogen.

Metoda folosind anozi galvanici demonstrează o eficiență bună în soluri cu rezistivitate scăzută (până la 50 ohm*m). Nu este utilizat în solurile din grupa de rezistivitate ridicată, deoarece nu dă rezultate deosebite. Merită adăugat aici că anozii sunt fabricați din aliaje pe bază de aluminiu, magneziu și zinc.

5 Pe scurt despre stațiile de protecție catodică (CPS)

Pentru protecția anticorozivă a conductelor așezate în subteran, SCP-urile sunt instalate de-a lungul traseului lor, inclusiv:

• împământare anodică;
• sursa de curent;
• punct de control și măsurare;
• cabluri și fire care efectuează funcții de conectare.

Stațiile sunt conectate la rețele electrice sau la dispozitive autonome. Este permisă instalarea mai multor conexiuni de împământare și surse de energie la VCS atunci când două sau mai multe conducte sunt așezate într-un coridor subteran. Acest lucru implică însă o creștere a costurilor pentru măsurile anticoroziune.

Dacă pe comunicații cu mai multe linii este instalată o singură instalație, conectarea acesteia la conducte se realizează folosind blocuri speciale. Ele nu permit formarea de cupluri galvanice puternice care apar la instalarea jumperilor oarbe pe produsele din conducte. Aceste blocuri izolează țevile unele de altele și, de asemenea, fac posibilă selectarea potențialului necesar pe fiecare element de conductă, garantând o protecție maximă a structurii împotriva ruginii.

Tensiunea de ieșire la stațiile catodice poate fi reglată automat (instalația în acest caz este echipată cu tiristoare) sau manual (operatorul comută înfășurările transformatorului dacă este necesar). În situațiile în care VSC-urile funcționează în condiții variabile în timp, se recomandă operarea stațiilor cu reglare automată a tensiunii.

Ei înșiși monitorizează rezistența solului (specific), apariția curenților vagabonzi și alți factori care au un impact negativ asupra calității protecției și corectează automat funcționarea VS. Dar în sistemele în care curentul de protecție și indicatorul de rezistență din circuitul său rămân neschimbate, este mai bine să utilizați instalații cu setare manuală tensiunea de iesire.

Să adăugăm că reglarea în modul automat se efectuează conform unuia dintre cei doi indicatori:

• curent de protectie (convertoare galvanostatice);
• în funcţie de potenţialul obiectului care este protejat (convertoare potenţiostatice).

6 Informații despre stațiile de protecție catodică cunoscute

Printre VCS-urile domestice populare se pot distinge mai multe instalații. Stația este la mare căutare Minerva–3000– un sistem puternic dezvoltat de inginerii francezi și ruși pentru instalațiile Gazprom. O singură Minerva este suficientă pentru a proteja în mod fiabil până la 30 de kilometri de conducte de rugina. Stația are următoarele avantaje principale:

• fabricabilitatea unică a tuturor componentelor sale;
• putere crescută a VCS (este posibil să se protejeze comunicațiile cu un strat de protecție foarte slab);
• auto-vindecare (după supraîncărcări de urgență) a modurilor de funcționare a stației timp de 15 secunde;
• disponibilitatea echipamentelor digitale de înaltă precizie pentru monitorizarea condițiilor de funcționare și a unui sistem de control termic;
• prezența circuitelor de protecție împotriva supratensiunii circuitelor de măsurare și de intrare;
• absența pieselor mobile și etanșeitatea dulapului electric.

În plus față de Minerva–3000 se pot conecta instalatii pentru controlul de la distanta asupra functionarii statiei si telecomanda echipamentul ei.

Sistemele au și performanțe tehnice excelente ASKG-TM– stații adaptive telemecanizate moderne pentru protecția cablurilor electrice, a conductelor urbane și principale, precum și a rezervoarelor în care sunt depozitate gaze și produse petroliere. Astfel de dispozitive sunt disponibile cu puteri de ieșire diferite (de la 1 la 5 kilowați). Au un complex de telemetrie multifuncțional care vă permite să selectați un mod de operare VCS specific, să monitorizați și să modificați parametrii stației, precum și să procesați informațiile primite și să le trimiteți operatorului.

Beneficiile utilizării ASKG-TM:

• posibilitatea de integrare în complexe SCADA datorită suportului tehnologiei OPC;
• canal de rezervă și principal de comunicare;
• selectarea valorii puterii (ieșire);
• toleranță crescută la erori;
• gamă largă de temperatură de funcționare;
• precizie unică a setării parametrilor de ieșire;
• protecția la tensiune a ieșirilor de putere a sistemului.

Există SKZ și alte tipuri, informații despre care sunt ușor de găsit pe site-uri specializate de pe Internet.

7 Ce obiecte pot fi protejate folosind polarizarea catodica?

Pe lângă protecția mașinilor și conductelor, tehnicile de polarizare luate în considerare sunt utilizate în mod activ pentru a proteja armăturile incluse în structurile din beton armat (cladiri, amenajări rutiere, fundații etc.) împotriva coroziunii. De obicei, fitingurile sunt un singur sistem electric, care se corodează în mod activ atunci când clorurile și apa intră în el.

Polarizarea catodă în combinație cu igienizarea betonului oprește procesele de coroziune. În acest caz, este necesar să folosiți două tipuri de anozi:

• cele principale sunt fabricate din titan, grafit sau combinația lor cu o acoperire cu oxid de metal, precum și fontă siliconică;
• tije de distribuție – tije din aliaje de titan cu un strat suplimentar de protecție metalică sau cu un înveliș nemetalic conductiv electric.

Prin reglarea curentului extern furnizat structurii din beton armat se selectează potențialul armăturii.

Polarizarea este considerată o tehnică indispensabilă pentru protecția structurilor permanente situate pe platforma continentală, în câmpurile de gaze și petrol. Iniţială acoperiri de protectie este imposibil să restaurați astfel de obiecte (necesită dezmembrare și transport în hangare uscate), ceea ce înseamnă că mai rămâne o singură opțiune - protecția catodică a metalelor.

Pentru a proteja împotriva coroziunii maritime, polarizarea galvanică a navelor civile este utilizată folosind anozi din aliaje de zinc, magneziu și aluminiu. La mal (în timpul reparațiilor și acostărilor), navele sunt conectate la SCZ, anozii pentru care sunt fabricați din titan platinizat.

Protecția catodică este, de asemenea, utilizată pentru a proteja împotriva distrugerii părților interne ale vaselor și containerelor, precum și a conductelor care vin în contact cu apele uzate. ape industrialeși alți electroliți agresivi. Polarizarea în acest caz crește timpul de utilizare fără întreținere a acestor structuri de 2-3 ori.

Există diferite metode de tratare a țevilor metalice, dar cea mai eficientă dintre ele este protecția catodică a conductelor împotriva coroziunii. Este necesar să se prevină depresurizarea prematură a acestora, ceea ce va duce la formarea de fisuri, cavități și rupturi.

Coroziunea metalelor este un proces natural în care atomii unui metal se schimbă. Ca urmare, electronii lor trec la agenți de oxidare, ceea ce duce la distrugerea structurii materialului.

Pentru conductele subterane, un factor suplimentar de influență a coroziunii este compoziția solului. Conține zone cu potențial electrod diferit, ceea ce determină formarea celulelor galvanice corozive.

Există mai multe tipuri de coroziune, printre care:

• Solid. Se distinge printr-o zonă mare de distribuție continuă. În cazuri rare, provoacă daune conductei, deoarece adesea nu pătrunde adânc în structura metalică;


• Coroziunea locală – devine cea mai mare cauza comuna se rupe, deoarece nu acoperă o suprafață mare, ci pătrunde adânc. Este împărțit în pitting, filamentos, through, undersuperface, spotty, knife, intergranular, corosion fragility and cracking.

Metode de protejare a conductelor subterane

Protecția împotriva coroziunii metalelor poate fi activă sau pasivă. Metodele pasive implică crearea condițiilor pentru conductă în care aceasta să nu fie afectată de solul din jur. Pentru a face acest lucru, i se aplică compuși speciali de protecție, care devin o barieră. Cele mai utilizate acoperiri sunt bitumul, rășinile epoxidice, benzile polimerice sau smoala de gudron de cărbune.

Pentru metoda activă, cel mai des este utilizată protecția catodică a conductelor împotriva coroziunii. Se bazează pe crearea polarizării, ceea ce face posibilă reducerea ratei de dizolvare a metalului. Acest efect este realizat prin deplasarea potențialului de coroziune într-o zonă mai negativă. Pentru a face acest lucru, un curent electric este trecut între suprafața metalului și sol, ceea ce reduce semnificativ rata de coroziune.

Metode de implementare a protecției catodice:

• Folosind surse externe curenții care sunt conectați la conducta protejată și la împământarea anodului;


• Folosind metoda galvanică (protectori anodici sacrificiali de magneziu).

Protecția catodică a conductelor împotriva coroziunii folosind surse externe este mai complexă. Deoarece necesită utilizarea unor modele speciale care oferă curent continuu. Metoda galvanică, la rândul său, este implementată prin protectori, care fac posibilă asigurarea unei protecții eficiente numai în solurile cu rezistență electrică scăzută.

Poate fi folosit pentru a proteja conducta și metoda anodică. Se foloseste in conditii de contact cu un mediu chimic agresiv. Metoda anodică se bazează pe transformarea stării active a metalului într-una pasivă și menținerea acesteia datorită influenței unui anod exterior.

În ciuda anumitor dificultăți în implementare, această metodă este utilizat în mod activ acolo unde protecția catodică a conductelor împotriva coroziunii nu poate fi implementată.

Exemple de protecție catodică a conductelor împotriva coroziunii la expoziție

Experiența de utilizare și noile dezvoltări în acest domeniu sunt evidențiate la expoziția anuală a industriei „Neftegaz”, care are loc la Targul Expocentre.

Expoziția este un eveniment major din industrie și o platformă excelentă pentru introducerea specialiștilor în noile dezvoltări, precum și pentru lansarea de noi proiecte. Expoziția Neftegaz va avea loc la Expocentre din Moscova, pe Krasnaya Presnya.

Citiți celelalte articole ale noastre.

Cu protecția catodică a unei conducte, polul pozitiv al sursei de curent continuu (anod) este conectat la un electrod special de împământare anod, iar polul negativ (catodul) este conectat la structura protejată (Fig. 2.24).

Orez. 2.24. Schema de protecție catodică a conductelor

1- linie de alimentare;

2 - punct transformator;

3 - statie de protectie catodica;

4 - conductă;

5 - împământare anodică;

6 - cablu

Principiul de funcționare al protecției catodice este similar cu electroliza. Sub influența unui câmp electric, electronii încep să se deplaseze de la conductorul de împământare al anodului la structura protejată. Pierzând electroni, atomii de metal ai electrodului de împământare anodului trec sub formă de ioni în soluția de electrolit din sol, adică electrodul de împământare anodului este distrus. La catod (conducta) se observă un exces de electroni liberi (reducerea metalului structurii protejate).

49. Protectia benzii de rulare

Atunci când se instalează conducte în zone greu accesibile, îndepărtate de sursele de energie, se folosește protecția sacrificială (Fig. 2.25).

1 - conductă;

2 - protector;

3 - conductor;

4 - coloana de control si masura

Orez. 2.25. Schema de protecție a benzii de rulare

Principiul de funcționare al protecției benzii de rulare este similar cu cuplul galvanic. Cei doi electrozi, conducta și protectorul (fabricate dintr-un metal mai electronegativ decât oțelul), sunt conectați printr-un conductor. În acest caz, apare o diferență de potențial, sub influența căreia are loc o mișcare direcționată a electronilor de la protectorul anodului la conducta catodică. Astfel, protectorul este distrus, nu conducta.

Materialul benzii de rulare trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

Asigurați cea mai mare diferență de potențial între metalul protector și oțel;

Curentul la dizolvarea unei unități de masă a benzii de rulare ar trebui să fie maxim;

Raportul dintre masa benzii de rulare utilizată pentru a crea potențialul de protecție și masa totală a benzii de rulare ar trebui să fie cel mai mare.

Cerințele sunt cel mai bine îndeplinite magneziu, zinc și aluminiu. Aceste metale oferă o eficiență de protecție aproape egală. Prin urmare, în practică, aliajele lor sunt utilizate cu utilizarea aditivilor îmbunătățitori ( mangan, creșterea curentului de ieșire și India– creşterea activităţii protectorului).

50. Protectie de scurgere electrica

Protecția electrică de drenaj este concepută pentru a proteja conducta de curenții vagabonzi. Sursa curenților vagabonzi sunt vehiculele electrice care funcționează conform circuitului „sârmă la pământ”. Curentul de la magistrala pozitivă a substației de tracțiune (sârmă de contact) se deplasează către motor și apoi prin roți către șine. Șinele sunt conectate la magistrala negativă a stației de tracțiune. Datorită rezistenței scăzute de tranziție „șine la pământ” și încălcării jumperilor dintre șine, o parte din curent curge în pământ.

Dacă în apropiere există o conductă cu izolația deteriorată, curentul trece prin conductă până când există condiții favorabile pentru întoarcerea la magistrala negativă a stației de tracțiune. Acolo unde iese curentul, conducta este distrusă. Distrugerea are loc într-un timp scurt, deoarece curentul parazit curge de pe o suprafață mică.

Protecția electrică a drenajului este îndepărtarea curenților vagabonzi din conductă către o sursă de curenți vagabonzi sau împământare specială (Fig. 2.26).

Orez. 2.26. Schema de protectie a scurgerii electrice

1 - conductă; 2 - cablu de scurgere; 3 - ampermetru; 4 - reostat; 5 - comutator; 6 - element de supapă; 7 - siguranța; 8 – releu de semnal; 9 – șină