แผนผังของการป้องกันแคโทดิกไปป์ไลน์ การป้องกันท่อแบบ cathodic คืออะไร และทำงานอย่างไร?

หน้า 1

การป้องกัน Cathodic ของท่อส่งก๊าซจะต้องทำงานอย่างต่อเนื่อง สำหรับ VCS แต่ละตัว จะมีการสร้างโหมดเฉพาะขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน ระหว่างดำเนินการ สถานีแคโทดบันทึกพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าและการทำงานของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าจะถูกเก็บไว้ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องตรวจสอบการต่อสายดินขั้วบวกอย่างต่อเนื่องซึ่งสถานะที่กำหนดโดยค่าของกระแส RMS  

ลักษณะของสารเคลือบป้องกันและค่าการนำไฟฟ้า

การป้องกัน Cathodic ของท่อส่งก๊าซจะต้องทำงานอย่างต่อเนื่อง ในส่วนของเส้นทางที่ไฟฟ้าดับเป็นเวลาหลายชั่วโมงต่อวัน มีการใช้แบตเตอรี่เพื่อป้องกันไฟฟ้าดับ ความจุของแบตเตอรี่ถูกกำหนดโดยค่าของกระแสป้องกัน RMS  

การป้องกัน Cathodic ของท่อส่งก๊าซจากผลกระทบของกระแสหลงหรือการกัดกร่อนของพื้นดินนั้นดำเนินการโดยใช้กระแสไฟฟ้าตรง แหล่งภายนอก- ขั้วลบของแหล่งกำเนิดกระแสเชื่อมต่อกับท่อส่งก๊าซที่ได้รับการป้องกันและขั้วบวกเชื่อมต่อกับกราวด์พิเศษ - ขั้วบวก  

การป้องกันแคโทดของท่อส่งก๊าซจากการกัดกร่อนนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากโพลาไรเซชันของแคโทดโดยใช้แหล่งกระแสภายนอก  

อิทธิพลของการป้องกันแคโทดของท่อส่งก๊าซต่อวงจรรางรถไฟ  

สำหรับการป้องกันแคโทดของท่อส่งก๊าซจะใช้เครื่องมือมาตรฐานสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าและเครื่องมือวัดการกัดกร่อนและอุปกรณ์เสริมพิเศษ ในการวัดความต่างศักย์ระหว่างโครงสร้างใต้ดินกับพื้นดินซึ่งเป็นหนึ่งในเกณฑ์ในการประเมินอันตรายจากการกัดกร่อนและการมีอยู่ของการป้องกัน จะใช้โวลต์มิเตอร์ที่มีค่าความต้านทานภายในขนาดใหญ่เท่ากับ 1 บนสเกลเพื่อให้รวมไว้ใน วงจรการวัดไม่ละเมิดการกระจายศักย์ในภายหลัง ข้อกำหนดนี้ถูกกำหนดโดยทั้งความต้านทานภายในที่สูงของโครงสร้างใต้ดินและระบบกราวด์ และความยากในการสร้างความต้านทานกราวด์ต่ำที่จุดที่อิเล็กโทรดวัดกับกราวด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้อิเล็กโทรดที่ไม่มีขั้ว เพื่อให้ได้วงจรการวัดที่มีความต้านทานอินพุตสูง ต้องใช้โพเทนชิโอมิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ความต้านทานสูง  

สำหรับสถานีป้องกันแคโทดิกของท่อส่งก๊าซเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า ขอแนะนำให้ใช้เซลล์เชื้อเพลิงอุณหภูมิสูงพร้อมอิเล็กโทรดเซรามิก เซลล์เชื้อเพลิงดังกล่าวสามารถทำได้ เวลานานทำงานบนเส้นทางท่อส่งก๊าซ จ่ายไฟฟ้าให้กับสถานีป้องกันแคโทด รวมถึงบ้านของช่างซ่อมท่อ ระบบส่งสัญญาณ และระบบควบคุมวาล์วอัตโนมัติ วิธีการจ่ายไฟนี้ โครงสร้างเชิงเส้นและการติดตั้งบนท่อส่งก๊าซซึ่งไม่ต้องใช้ไฟฟ้ามาก ช่วยให้การบำรุงรักษาการปฏิบัติงานง่ายขึ้นอย่างมาก  

บ่อยครั้งที่พารามิเตอร์การป้องกันแคโทดของท่อส่งก๊าซที่ได้รับจากการคำนวณแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากพารามิเตอร์ SPS ที่ได้รับในทางปฏิบัติจากการวัด นี่เป็นเพราะความเป็นไปไม่ได้ที่จะคำนึงถึงปัจจัยต่าง ๆ ที่มีอิทธิพลทั้งหมด สภาพธรรมชาติเกี่ยวกับพารามิเตอร์การป้องกัน  

ก. ช. เซเมนอฟ, ทั่วไป ผู้อำนวยการ, ร่วมทุน “เอลกอน”, ช. คีชีเนา; ล. ป. ซีซ่า, ชั้นนำ วิศวกร โดย อีซีพี, เอ็นพีเค "เวกเตอร์", ช. มอสโก

การแนะนำ

สถานีป้องกัน Cathodic (CPS) เป็นองค์ประกอบที่จำเป็นของระบบป้องกันไฟฟ้าเคมี (หรือ Cathodic) (ECP) ของท่อใต้ดินเพื่อป้องกันการกัดกร่อน เมื่อเลือก VCS พวกเขามักจะดำเนินการต่อจาก ต้นทุนน้อยที่สุดความสะดวกในการให้บริการและคุณสมบัติของมัน พนักงานบริการ- คุณภาพของอุปกรณ์ที่ซื้อมามักจะประเมินได้ยาก ผู้เขียนเสนอให้พิจารณาพารามิเตอร์ทางเทคนิคของ SCZ ที่ระบุในหนังสือเดินทางซึ่งจะกำหนดว่างานหลักของการป้องกัน cathodic จะดำเนินการได้ดีเพียงใด

ผู้เขียนไม่ได้มีเป้าหมายในการแสดงออกด้วยภาษาทางวิทยาศาสตร์อย่างเคร่งครัดในการนิยามแนวคิด ในกระบวนการสื่อสารกับบุคลากรของบริการ ECP เราตระหนักว่าจำเป็นต้องช่วยคนเหล่านี้ในการจัดระบบข้อกำหนดและที่สำคัญกว่านั้นคือให้พวกเขาทราบถึงสิ่งที่เกิดขึ้นทั้งในระบบส่งไฟฟ้าและใน VCP เอง .

งานอีซีพี

การป้องกันแคโทดจะดำเนินการเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลจาก SCZ ผ่านวงจรไฟฟ้าแบบปิดที่เกิดจากความต้านทานสามตัวที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม:

· ความต้านทานของดินระหว่างท่อและขั้วบวก ฉันขั้วบวกต้านทานการแพร่กระจาย;

· ความต้านทานของฉนวนท่อ

ความต้านทานของดินระหว่างท่อและขั้วบวกอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและสภาพภายนอก

ขั้วบวกเป็นส่วนสำคัญของระบบ ECP และทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบสิ้นเปลือง ซึ่งการสลายตัวทำให้มั่นใจได้ถึงความเป็นไปได้อย่างมากในการนำ ECP ไปใช้ ความต้านทานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในระหว่างการใช้งานเนื่องจากการละลาย พื้นที่ผิวการทำงานที่มีประสิทธิภาพลดลง และการก่อตัวของออกไซด์

ลองพิจารณาท่อโลหะซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ได้รับการป้องกันของ ECP ด้านนอกของท่อโลหะหุ้มด้วยฉนวนซึ่งเกิดรอยแตกระหว่างการทำงานเนื่องจากผลกระทบของการสั่นสะเทือนทางกล การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามฤดูกาลและรายวัน เป็นต้น ความชื้นแทรกซึมผ่านรอยแตกที่เกิดขึ้นในฉนวนน้ำและความร้อนของท่อและการสัมผัสของโลหะท่อกับพื้นเกิดขึ้น จึงเกิดเป็นคู่กัลวานิกที่เอื้อต่อการกำจัดโลหะออกจากท่อ ยิ่งรอยแตกและขนาดมากเท่าไร โลหะก็จะยิ่งถูกกำจัดออกมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นการกัดกร่อนของกัลวานิกจึงเกิดขึ้นโดยที่กระแสของไอออนของโลหะไหลเช่น กระแสไฟฟ้า

เนื่องจากกระแสน้ำไหล ความคิดที่ดีจึงเกิดขึ้นที่จะนำแหล่งกำเนิดกระแสภายนอกมาเปิดเครื่องเพื่อให้ตรงกับกระแสนี้ เนื่องจากโลหะถูกเอาออกและเกิดการกัดกร่อน แต่คำถามก็เกิดขึ้น: ควรให้กระแสน้ำที่มนุษย์สร้างขึ้นนี้มีขนาดเท่าใด? ดูเหมือนว่าจะเป็นเช่นนั้นที่บวกและลบทำให้กระแสการกำจัดโลหะเป็นศูนย์ จะวัดกระแสนี้ได้อย่างไร? จากการวิเคราะห์พบว่าแรงดันไฟฟ้าระหว่างท่อโลหะกับกราวด์คือ ทั้งสองด้านของฉนวนควรอยู่ระหว่าง -0.5 ถึง -3.5 V (แรงดันไฟฟ้านี้เรียกว่าศักย์ไฟฟ้าในการป้องกัน)

งานเอสเคซี

หน้าที่ของ SCP ไม่ใช่แค่การจัดหากระแสไฟฟ้าในวงจร ECP เท่านั้น แต่ยังบำรุงรักษาเพื่อให้ศักยภาพในการป้องกันไม่เกินขีดจำกัดที่ยอมรับอีกด้วย

ดังนั้นหากฉนวนเป็นฉนวนใหม่และไม่ได้รับความเสียหาย ความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าก็จะสูงและจำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยเพื่อรักษาศักยภาพที่ต้องการ เมื่อฉนวนมีอายุมากขึ้น ความต้านทานจะลดลง ดังนั้นกระแสชดเชยที่ต้องการจาก SCZ จะเพิ่มขึ้น และจะเพิ่มขึ้นอีกหากเกิดรอยแตกร้าวในฉนวน สถานีจะต้องสามารถวัดศักยภาพในการป้องกันและเปลี่ยนกระแสเอาต์พุตได้ตามนั้น และไม่จำเป็นต้องมีอะไรเพิ่มเติมอีกจากมุมมองของงาน ECP

โหมดงานเอสเคซี

ECP มีโหมดการทำงานได้สี่โหมด:

· ไม่มีการรักษาเสถียรภาพของกระแสเอาต์พุตหรือค่าแรงดันไฟฟ้า

· ฉันรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุต

·การรักษาเสถียรภาพกระแสไฟขาออก

·ฉันรักษาเสถียรภาพของศักยภาพในการป้องกัน

ให้เราพูดทันทีว่าในช่วงที่ยอมรับของการเปลี่ยนแปลงในปัจจัยที่มีอิทธิพลทั้งหมด การดำเนินงาน ECP จะมั่นใจได้อย่างสมบูรณ์เมื่อใช้โหมดที่สี่เท่านั้น นี่คือสิ่งที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นมาตรฐานสำหรับโหมดการทำงานของ VCS

เซ็นเซอร์ที่มีศักยภาพจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับระดับที่เป็นไปได้แก่สถานี สถานีจะเปลี่ยนกระแสไปในทิศทางที่ต้องการ ปัญหาเริ่มต้นจากช่วงเวลาที่จำเป็นต้องติดตั้งเซ็นเซอร์ที่มีศักยภาพนี้ คุณต้องติดตั้งในตำแหน่งที่คำนวณได้คุณต้องขุดคูน้ำสำหรับสายเชื่อมต่อระหว่างสถานีและเซ็นเซอร์ ใครก็ตามที่ติดต่อสื่อสารในเมืองจะรู้ว่ามันยุ่งยากขนาดไหน นอกจากนี้เซ็นเซอร์ยังต้องมีการบำรุงรักษาเป็นระยะอีกด้วย

ในสภาวะที่เกิดปัญหากับโหมดการทำงานด้วย ข้อเสนอแนะตามศักยภาพก็มาถึง ดังต่อไปนี้- เมื่อใช้โหมดที่สามจะถือว่าสถานะของฉนวนในระยะสั้นเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยและความต้านทานยังคงมีเสถียรภาพในทางปฏิบัติ ดังนั้นจึงเพียงพอที่จะรับประกันการไหลของกระแสไฟฟ้าที่เสถียรผ่านความต้านทานของฉนวนที่มั่นคงและเราได้รับศักยภาพในการป้องกันที่มั่นคง ในระยะกลางถึงระยะยาว ไลน์แมนที่ผ่านการฝึกอบรมมาเป็นพิเศษสามารถปรับเปลี่ยนที่จำเป็นได้ โหมดที่หนึ่งและที่สองไม่ได้กำหนดความต้องการ VCS ไว้สูง สถานีเหล่านี้มีการออกแบบที่เรียบง่ายและส่งผลให้มีราคาถูกทั้งในด้านการผลิตและการใช้งาน เห็นได้ชัดว่าสถานการณ์นี้เป็นตัวกำหนดการใช้ SCZ ดังกล่าวใน ECP ของวัตถุที่อยู่ในสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต่ำของสิ่งแวดล้อม หากสภาวะภายนอก (สถานะของฉนวน อุณหภูมิ ความชื้น กระแสรั่วไหล) เปลี่ยนแปลงไปจนเกิดโหมดที่ยอมรับไม่ได้ที่วัตถุที่ได้รับการป้องกัน สถานีเหล่านี้จะไม่สามารถทำงานได้ ในการปรับโหมด จำเป็นต้องมีเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาอยู่บ่อยครั้ง ไม่เช่นนั้นงาน ECP จะเสร็จสมบูรณ์บางส่วน

ลักษณะเฉพาะเอสเคซี

ก่อนอื่นต้องเลือก VCS ตามข้อกำหนดที่กำหนดไว้ เอกสารกำกับดูแล- และสิ่งที่สำคัญที่สุดในกรณีนี้คือ GOST R 51164-98 ภาคผนวก “I” ของเอกสารนี้ระบุว่าประสิทธิภาพของสถานีต้องมีอย่างน้อย 70% ระดับการรบกวนทางอุตสาหกรรมที่สร้างโดย RMS จะต้องไม่เกินค่าที่ระบุโดย GOST 16842 และระดับฮาร์โมนิกเอาต์พุตจะต้องเป็นไปตาม GOST 9.602

โดยปกติแล้วหนังสือเดินทาง SPS จะระบุว่า: ฉันจัดอันดับกำลังเอาท์พุต;

ประสิทธิภาพที่กำลังขับพิกัด

กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตที่กำหนดคือกำลังไฟฟ้าที่สถานีสามารถส่งได้ที่โหลดที่กำหนด โดยทั่วไปโหลดนี้คือ 1 โอห์ม ประสิทธิภาพหมายถึงอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตที่กำหนดต่อกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานซึ่งสถานีใช้ในโหมดพิกัด และในโหมดนี้ประสิทธิภาพจะสูงที่สุดสำหรับสถานีใดๆ อย่างไรก็ตาม VCS ส่วนใหญ่ไม่ทำงานในโหมดระบุ ปัจจัยโหลดกำลังอยู่ระหว่าง 0.3 ถึง 1.0 ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพที่แท้จริงของสถานีส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันจะลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตลดลง สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะสำหรับหม้อแปลง SPS ที่ใช้ไทริสเตอร์เป็นองค์ประกอบควบคุม สำหรับ RMS ที่ไม่มีหม้อแปลง (ความถี่สูง) ประสิทธิภาพที่ลดลงพร้อมกับกำลังเอาต์พุตที่ลดลงจะน้อยลงอย่างมาก

มุมมองทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของ VMS ของการออกแบบที่แตกต่างกันสามารถดูได้ในรูป

จากรูป จะเห็นได้ว่าหากคุณใช้สถานีเช่นมีประสิทธิภาพเล็กน้อย 70% ให้เตรียมพร้อมสำหรับความจริงที่ว่าคุณสูญเสียไฟฟ้าอีก 30% ที่ได้รับจากเครือข่ายไปอย่างไร้ประโยชน์ และนี่คือกรณีที่ดีที่สุดของกำลังขับที่ได้รับการจัดอันดับ

ด้วยกำลังขับ 0.7 ของค่าพิกัดคุณควรเตรียมพร้อมสำหรับความจริงที่ว่าการสูญเสียไฟฟ้าของคุณจะเท่ากับพลังงานที่มีประโยชน์ที่ใช้ไป พลังงานมากหายไปไหน?

· การสูญเสียโอห์มมิก (ความร้อน) ในขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า โช้ก และในส่วนประกอบวงจรแอคทีฟ

· ต้นทุนพลังงานสำหรับการทำงานของวงจรควบคุมสถานี

· การสูญเสียพลังงานในรูปของการปล่อยคลื่นวิทยุ การสูญเสียพลังงานการเต้นเป็นจังหวะของกระแสเอาต์พุตของสถานีบนโหลด

พลังงานนี้ถูกแผ่ออกจากขั้วบวกลงสู่พื้นและไม่ผลิตขึ้นมา งานที่มีประโยชน์- ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้สถานีที่มีค่าสัมประสิทธิ์การเต้นต่ำ ไม่เช่นนั้นจะสิ้นเปลืองพลังงานราคาแพง ไม่เพียงแต่การสูญเสียไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นที่ระดับการเต้นเป็นจังหวะและการปล่อยคลื่นวิทยุในระดับสูงเท่านั้น แต่นอกจากนี้ พลังงานที่กระจายไปอย่างไร้ประโยชน์นี้ยังทำให้เกิดการรบกวนการทำงานปกติอีกด้วย ปริมาณมากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่บริเวณโดยรอบ หนังสือเดินทาง SKZ ยังระบุถึงกำลังรวมที่ต้องการด้วย ลองทำความเข้าใจกับพารามิเตอร์นี้กัน SKZ ใช้พลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าและดำเนินการในแต่ละหน่วยเวลาด้วยความเข้มข้นเดียวกันกับที่เราอนุญาตให้ทำได้โดยใช้ปุ่มปรับบนแผงควบคุมสถานี โดยปกติแล้ว คุณสามารถดึงพลังงานจากเครือข่ายที่มีกำลังไฟไม่เกินกำลังของเครือข่ายนี้เอง และถ้าแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายเปลี่ยนแปลงแบบไซน์ ความสามารถของเราในการรับพลังงานจากเครือข่ายจะเปลี่ยนแบบไซน์ซอยด์ 50 ครั้งต่อวินาที ตัวอย่างเช่น ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายผ่านศูนย์ จะไม่สามารถดึงพลังงานออกมาได้ อย่างไรก็ตามเมื่อแรงดันไฟฟ้าไซนัสอยด์ถึงค่าสูงสุดในขณะนั้นความสามารถของเราในการรับพลังงานจากเครือข่ายก็จะสูงสุด ในเวลาอื่นโอกาสนี้มีน้อย ดังนั้นปรากฎว่าพลังของเครือข่ายแตกต่างจากพลังของมันในช่วงเวลาถัดไป ค่าพลังงานเหล่านี้เรียกว่าพลังงานทันทีในเวลาที่กำหนดและแนวคิดนี้ใช้งานได้ยาก ดังนั้นเราจึงเห็นด้วยกับแนวคิดที่เรียกว่า กำลังการดำเนินงานซึ่งกำหนดจากกระบวนการจินตภาพซึ่งเครือข่ายที่มีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์ถูกแทนที่ด้วยเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ เมื่อเราคำนวณค่าของแรงดันไฟฟ้าคงที่นี้สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าของเรา มันกลายเป็น 220 V ซึ่งเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ และค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าไซนัสอยด์เรียกว่าแรงดันแอมพลิจูดและมีค่าเท่ากับ 320 V โดยการเปรียบเทียบกับแรงดันไฟฟ้าจึงมีการนำแนวคิดเรื่องค่ากระแสที่มีประสิทธิผลมาใช้ ผลคูณของค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและค่ากระแสที่มีประสิทธิภาพเรียกว่าการใช้พลังงานทั้งหมด และค่าของมันจะระบุไว้ในหนังสือเดินทาง RMS

และขุมพลังในตัว VCS นั้นยังใช้ไม่เต็มที่เพราะว่า ประกอบด้วยองค์ประกอบปฏิกิริยาต่างๆ ที่ไม่เปลืองพลังงาน แต่ใช้ราวกับว่าสร้างเงื่อนไขให้พลังงานที่เหลือผ่านเข้าสู่โหลด จากนั้นส่งพลังงานการปรับแต่งนี้กลับคืนสู่เครือข่าย พลังงานที่ส่งคืนนี้เรียกว่าพลังงานปฏิกิริยา พลังงานที่ถูกถ่ายโอนไปยังโหลดนั้นเป็นพลังงานแอคทีฟ พารามิเตอร์ที่ระบุความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานแอคทีฟที่ต้องถ่ายโอนไปยังโหลดและพลังงานทั้งหมดที่จ่ายให้กับ VMS เรียกว่าตัวประกอบกำลังและระบุไว้ในหนังสือเดินทางของสถานี และถ้าเราประสานความสามารถของเรากับความสามารถของเครือข่ายอุปทานนั่นคือ พร้อมกันกับการเปลี่ยนแปลงไซน์ซอยด์ของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายเรารับพลังงานจากมันจากนั้นกรณีนี้เรียกว่าอุดมคติและตัวประกอบกำลังของ VMS ที่ทำงานกับเครือข่ายในลักษณะนี้จะเท่ากับความสามัคคี

สถานีจะต้องถ่ายโอนพลังงานแอคทีฟอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อสร้างศักยภาพในการป้องกัน ประสิทธิภาพที่ SKZ ดำเนินการนี้ได้รับการประเมินโดยปัจจัยด้านประสิทธิภาพ ปริมาณพลังงานที่ใช้ไปขึ้นอยู่กับวิธีการส่งพลังงานและโหมดการทำงาน โดยไม่ต้องพูดถึงการอภิปรายที่กว้างขวางนี้ เราจะบอกเพียงว่า SSC ของหม้อแปลงและไทริสเตอร์ของหม้อแปลงไฟฟ้าได้มาถึงขีดจำกัดของการปรับปรุงแล้ว พวกเขาไม่มีทรัพยากรที่จะปรับปรุงคุณภาพงานของพวกเขา อนาคตเป็นของ VMS ความถี่สูงซึ่งมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นและง่ายต่อการบำรุงรักษาทุกปี ในแง่ของประสิทธิภาพและคุณภาพของงาน พวกเขาเหนือกว่ารุ่นก่อนแล้วและยังมีเงินสำรองจำนวนมากสำหรับการปรับปรุง

ผู้บริโภคคุณสมบัติ

คุณสมบัติผู้บริโภคของอุปกรณ์เช่น SKZ มีดังต่อไปนี้:

1. ขนาด, น้ำหนัก และ ความแข็งแกร่ง. อาจไม่จำเป็นต้องบอกว่ายิ่งสถานีเล็กและเบา ค่าใช้จ่ายในการขนส่งและการติดตั้งก็จะยิ่งลดลงทั้งในระหว่างการติดตั้งและซ่อมแซม

2. การบำรุงรักษา. ความสามารถในการเปลี่ยนสถานีหรือชุดประกอบที่ไซต์งานอย่างรวดเร็วเป็นสิ่งสำคัญมาก พร้อมการซ่อมแซมในห้องปฏิบัติการในภายหลัง เช่น หลักการโมดูลาร์ของการสร้าง VCS

3. ความสะดวก วี บริการ. ความง่ายในการบำรุงรักษานอกเหนือจากความสะดวกในการขนส่งและการซ่อมแซมนั้นถูกกำหนดตามความเห็นของเราดังต่อไปนี้:

ความพร้อมใช้งานของตัวบ่งชี้และเครื่องมือวัดที่จำเป็นทั้งหมด ความพร้อมใช้งานของ การควบคุมระยะไกลและตรวจสอบโหมดการทำงานของ VCS

ข้อสรุป

จากข้อมูลข้างต้นสามารถสรุปและคำแนะนำได้หลายประการ:

1. สถานีหม้อแปลงไฟฟ้าและไทริสเตอร์ - หม้อแปลงไฟฟ้าล้าสมัยอย่างสิ้นหวังทุกประการและไม่เป็นไปตามข้อกำหนดสมัยใหม่โดยเฉพาะในด้านการประหยัดพลังงาน

2. สถานีสมัยใหม่ต้องมี:

· ประสิทธิภาพสูงตลอดช่วงโหลดทั้งหมด

· ตัวประกอบกำลัง (cos I) ไม่ต่ำกว่า 0.75 ตลอดช่วงโหลดทั้งหมด

· ปัจจัยกระเพื่อมแรงดันเอาท์พุทไม่เกิน 2%;

· ช่วงการควบคุมกระแสและแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 100%

· ตัวเครื่องน้ำหนักเบา ทนทาน และกะทัดรัด

· หลักการก่อสร้างแบบโมดูลาร์ เช่น มีการบำรุงรักษาสูง

· ฉันประหยัดพลังงาน

ข้อกำหนดอื่น ๆ สำหรับสถานีป้องกันแคโทด เช่น การป้องกันการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจร การบำรุงรักษาอัตโนมัติของกระแสโหลดที่กำหนด - และข้อกำหนดอื่น ๆ โดยทั่วไปเป็นที่ยอมรับและบังคับสำหรับ VCS ทั้งหมด

โดยสรุป เราเสนอตารางเปรียบเทียบพารามิเตอร์ของสถานีป้องกันแคโทดหลักที่ผลิตและใช้ในปัจจุบันแก่ผู้บริโภค เพื่อความสะดวก ตารางจะแสดงสถานีที่ใช้กำลังไฟเท่ากัน แม้ว่าผู้ผลิตหลายรายสามารถเสนอสถานีที่ผลิตได้ทั้งหมด

โครงสร้างโลหะ"

รากฐานทางทฤษฎี

การป้องกัน Cathodic ของโครงสร้างโลหะใต้ดิน

หลักการทำงานของการป้องกันแคโทด

เมื่อโลหะสัมผัสกับดินที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมทางอิเล็กโทรไลต์ จะเกิดกระบวนการกัดกร่อนขึ้นพร้อมกับการก่อตัวของกระแสไฟฟ้า และทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าจำนวนหนึ่งขึ้น ขนาดของศักย์อิเล็กโทรดของไปป์ไลน์สามารถกำหนดได้จากความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดสองตัว: ไปป์ไลน์และองค์ประกอบคอปเปอร์ซัลเฟตที่ไม่มีโพลาไรซ์ ดังนั้นค่าของศักย์ของท่อคือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดและศักย์ของอิเล็กโทรดอ้างอิงเมื่อเทียบกับพื้นดิน บนพื้นผิวของท่อ กระบวนการอิเล็กโทรดเกิดขึ้นในทิศทางที่แน่นอน และการเปลี่ยนแปลงของเวลาจะนิ่งอยู่กับที่

ศักย์คงที่มักเรียกว่าศักย์ตามธรรมชาติ ซึ่งหมายถึงไม่มีกระแสหลงทางและกระแสเหนี่ยวนำอื่น ๆ บนท่อ

ปฏิกิริยาระหว่างโลหะที่กัดกร่อนกับอิเล็กโทรไลต์แบ่งออกเป็นสองกระบวนการ: ขั้วบวกและขั้วลบ ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกันที่บริเวณต่างๆ ของส่วนต่อประสานระหว่างโลหะกับอิเล็กโทรไลต์

เมื่อป้องกันการกัดกร่อน จะใช้การแยกอาณาเขตของกระบวนการขั้วบวกและขั้วลบ แหล่งกำเนิดกระแสที่มีอิเล็กโทรดกราวด์เพิ่มเติมเชื่อมต่อกับไปป์ไลน์โดยใช้กระแสตรงภายนอกถูกนำไปใช้กับไปป์ไลน์ ในกรณีนี้ กระบวนการขั้วบวกจะเกิดขึ้นกับอิเล็กโทรดกราวด์เพิ่มเติม

โพลาไรเซชันแบบแคโทดของท่อใต้ดินดำเนินการโดยการใช้สนามไฟฟ้าจากแหล่งกระแสตรงภายนอก ขั้วลบของแหล่งกำเนิดกระแสตรงเชื่อมต่อกับโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน ในขณะที่ไปป์ไลน์เป็นแคโทดที่สัมพันธ์กับกราวด์ และขั้วบวกกราวด์ที่สร้างขึ้นโดยเทียมนั้นเป็นขั้วบวก

แผนผังการป้องกันแคโทดจะแสดงในรูป 14.1. ด้วยการป้องกันแบบแคโทด ขั้วลบของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน 2 จะเชื่อมต่อกับไปป์ไลน์ 1 และขั้วบวกจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกกราวด์ที่สร้างขึ้นโดยเทียม 3 เมื่อเปิดแหล่งกำเนิดปัจจุบัน แหล่งกำเนิดกระแสจากขั้วจะผ่าน การต่อสายดินขั้วบวกเข้าสู่พื้นและผ่านบริเวณที่เสียหายของฉนวน 6 ไปยังท่อ จากนั้นผ่านจุดระบายน้ำ 4 ไปตามสายเชื่อมต่อ 5 กระแสจะกลับไปที่จุดลบของแหล่งพลังงานอีกครั้ง ในกรณีนี้ กระบวนการโพลาไรซ์แบบแคโทดเริ่มต้นในส่วนที่สัมผัสของไปป์ไลน์

ข้าว. 14.1. แผนผังของการป้องกันแคโทดิกไปป์ไลน์:

1 - ไปป์ไลน์; 2 - แหล่งกำเนิด DC ภายนอก 3 - การต่อสายดินขั้วบวก;

4 - จุดระบายน้ำ; 5 - ท่อระบายน้ำ; 6 - หน้าสัมผัสขั้วแคโทด;

7 - ขั้วแคโทด; 8 - ความเสียหายต่อฉนวนท่อ

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของกระแสภายนอกที่ใช้ระหว่างอิเล็กโทรดกราวด์และท่อเกินกว่าความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดของมาโครคู่การกัดกร่อนของไปป์ไลน์อย่างมีนัยสำคัญ ศักยภาพคงที่ของการต่อกราวด์ขั้วบวกจึงไม่มีบทบาทในการกำหนด

ด้วยการรวมการป้องกันไฟฟ้าเคมี ( เจ 0a.เพิ่ม) การกระจายของกระแสของแมโครแพร์การกัดกร่อนถูกรบกวนค่าของความต่างศักย์ "ท่อ - กราวด์" ของส่วนแคโทด ( เจ 0k) ด้วยความต่างศักย์ของส่วนขั้วบวก ( เจ 0เอ) มีการระบุเงื่อนไขสำหรับโพลาไรเซชันไว้

การป้องกันแคโทดถูกควบคุมโดยการรักษาศักยภาพในการป้องกันที่จำเป็น ถ้าโดยการใช้กระแสภายนอกไปป์ไลน์จะถูกโพลาไรซ์ไปสู่ศักย์สมดุล ( เจ 0k = เจ 0a) การละลายของโลหะ (รูปที่ 14.2 ก) จากนั้นกระแสขั้วบวกจะหยุดและการกัดกร่อนจะหยุดลง กระแสป้องกันที่เพิ่มขึ้นอีกนั้นไม่สามารถทำได้ ที่ค่าศักย์ที่เป็นบวกมากขึ้น จะเกิดปรากฏการณ์การป้องกันที่ไม่สมบูรณ์ (รูปที่ 14.2 b) มันสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการป้องกันแคโทดของท่อที่อยู่ในพื้นที่ที่มีอิทธิพลอย่างมากจากกระแสหลงทางหรือเมื่อใช้ตัวป้องกันที่ไม่มีศักยภาพของอิเล็กโทรดลบเพียงพอ (ตัวป้องกันสังกะสี)

เกณฑ์ในการปกป้องโลหะจากการกัดกร่อนคือความหนาแน่นกระแสไฟในการป้องกันและศักยภาพในการป้องกัน

ขั้วแคโทดไม่มีฉนวน โครงสร้างโลหะขึ้นอยู่กับค่าของศักยภาพในการป้องกันต้องใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมาก ค่าที่เป็นไปได้มากที่สุดของความหนาแน่นกระแสที่จำเป็นสำหรับโพลาไรเซชันของเหล็กในสภาพแวดล้อมต่างๆ ไปจนถึงศักยภาพในการป้องกันขั้นต่ำ (-0.85 V) ที่สัมพันธ์กับอิเล็กโทรดอ้างอิงคอปเปอร์ซัลเฟตแสดงไว้ในตาราง 1 14.1

ข้าว. 14.2. แผนภาพการกัดกร่อนสำหรับกรณีของโพลาไรเซชันแบบเต็ม (a) และ

โพลาไรซ์ที่ไม่สมบูรณ์ (b)

โดยปกติ การป้องกันแคโทดใช้ร่วมกับการเคลือบฉนวนที่พื้นผิวด้านนอกของท่อ การเคลือบผิวจะช่วยลดกระแสที่ต้องการลงหลายขนาด ดังนั้น สำหรับการป้องกันแคโทดของเหล็กที่มีการเคลือบที่ดีในดิน ต้องใช้เพียง 0.01 ... 0.2 mA/m2 เท่านั้น

ตารางที่ 14.1

ความหนาแน่นกระแสที่จำเป็นสำหรับการป้องกันแคโทด

พื้นผิวเหล็กเปลือยในสภาพแวดล้อมต่างๆ

ความหนาแน่นกระแสป้องกันสำหรับท่อหลักที่มีฉนวนไม่สามารถเป็นเกณฑ์การป้องกันที่เชื่อถือได้เนื่องจากไม่ทราบการกระจายของฉนวนท่อที่เสียหายซึ่งกำหนดพื้นที่สัมผัสที่แท้จริงของโลหะกับพื้น แม้สำหรับท่อที่ไม่มีฉนวน (คาร์ทริดจ์ที่ทางเดินใต้ดินผ่านทางรถไฟและทางหลวง) ความหนาแน่นของกระแสป้องกันจะถูกกำหนดโดยมิติทางเรขาคณิตของโครงสร้างและเป็นเรื่องสมมติเนื่องจากยังไม่ทราบสัดส่วนของพื้นผิวของคาร์ทริดจ์ซึ่งปกคลุมไปด้วยปัจจุบันอยู่ตลอดเวลา ชั้นป้องกันแบบพาสซีฟ (มาตราส่วน ฯลฯ ) และไม่เข้าร่วมในระหว่างกระบวนการดีโพลาไรเซชัน ดังนั้นจึงใช้ความหนาแน่นกระแสป้องกันเป็นเกณฑ์การป้องกันสำหรับบางคน การวิจัยในห้องปฏิบัติการดำเนินการกับตัวอย่างโลหะ

ด้วยการป้องกันแคโทดของไปป์ไลน์ ขั้วบวกของแหล่งจ่ายกระแสตรง (แอโนด) จะเชื่อมต่อกับตัวนำกราวด์แอโนดพิเศษและขั้วลบ (แคโทด) เชื่อมต่อกับโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน (รูปที่ 2.24)

ข้าว. 2.24. โครงการป้องกันแคโทดิกแบบไปป์ไลน์

1- สายไฟ;

2 - จุดหม้อแปลง;

3 - สถานีป้องกันแคโทด;

4 - ไปป์ไลน์;

5 - การต่อสายดินขั้วบวก;

6 - สายเคเบิล

หลักการทำงานของการป้องกันแคโทดนั้นคล้ายคลึงกับกระแสไฟฟ้า ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า อิเล็กตรอนจะเริ่มเคลื่อนที่จากตัวนำกราวด์ของขั้วบวกไปยังโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน การสูญเสียอิเล็กตรอน อะตอมโลหะของอิเล็กโทรดกราวด์แอโนดจะส่งผ่านในรูปของไอออนเข้าไปในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ของดิน นั่นคืออิเล็กโทรดกราวด์ของแอโนดจะถูกทำลาย ตรวจพบอิเล็กตรอนอิสระส่วนเกินที่แคโทด (ไปป์ไลน์) (การลดลงของโลหะของโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน)

49. การป้องกันดอกยาง

เมื่อวางท่อในพื้นที่เข้าถึงยากซึ่งห่างไกลจากแหล่งพลังงานจะใช้การป้องกันแบบเสียสละ (รูปที่ 2.25)

1 - ไปป์ไลน์;

2 - ผู้พิทักษ์;

3 - ตัวนำ;

4 - คอลัมน์ควบคุมและการวัด

ข้าว. 2.25. รูปแบบการป้องกันดอกยาง

หลักการทำงานของการป้องกันดอกยางจะคล้ายกับกัลวานิกคัปเปิ้ล อิเล็กโทรดทั้งสองอัน ได้แก่ ท่อร้อยสายและตัวป้องกัน (ทำจากโลหะที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตี้มากกว่าเหล็ก) เชื่อมต่อกันด้วยตัวนำ ในกรณีนี้ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการเคลื่อนที่โดยตรงของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นจากตัวป้องกันขั้วบวกไปยังท่อแคโทด ดังนั้นตัวป้องกันจึงถูกทำลาย ไม่ใช่ท่อส่ง

วัสดุดอกยางต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

ให้ความแตกต่างที่เป็นไปได้มากที่สุดระหว่างโลหะป้องกันและเหล็กกล้า

กระแสเมื่อละลายหน่วยมวลดอกยางควรมีค่าสูงสุด

อัตราส่วนของมวลดอกยางที่ใช้สร้างศักยภาพในการป้องกันต่อมวลดอกยางทั้งหมดควรมีค่ามากที่สุด

เป็นไปตามข้อกำหนดอย่างดีที่สุด แมกนีเซียม สังกะสี และอลูมิเนียม- โลหะเหล่านี้ให้ประสิทธิภาพการป้องกันเกือบเท่ากัน ดังนั้นในทางปฏิบัติ โลหะผสมของพวกมันจึงถูกใช้โดยการปรับปรุงสารเติมแต่ง ( แมงกานีส, เพิ่มกระแสเอาต์พุตและ อินเดีย– เพิ่มกิจกรรมของผู้พิทักษ์)

50. การป้องกันการระบายน้ำด้วยไฟฟ้า

ระบบป้องกันการระบายน้ำด้วยไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องท่อจากกระแสไฟหลงทาง แหล่งที่มาของกระแสเล็ดลอดคือยานพาหนะไฟฟ้าที่ทำงานตามวงจร "สายต่อกราวด์" กระแสจากบัสขั้วบวกของสถานีย่อยแบบฉุดลาก (สายสัมผัส) จะเคลื่อนไปที่เครื่องยนต์ จากนั้นผ่านล้อไปยังราง รางเชื่อมต่อกับบัสลบของสถานีย่อยแบบฉุด เนื่องจากความต้านทานการเปลี่ยนผ่านต่ำ "รางสู่พื้น" และการละเมิดจัมเปอร์ระหว่างรางกระแสไฟฟ้าส่วนหนึ่งจึงไหลลงสู่พื้น

หากมีท่อที่มีฉนวนเสียหายอยู่ใกล้ ๆ กระแสจะไหลผ่านท่อจนกว่าจะมีเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยในการกลับไปที่บัสลบของสถานีย่อยแบบฉุด เมื่อกระแสไหลออก ท่อก็จะถูกทำลาย การทำลายล้างเกิดขึ้นในเวลาอันสั้น เนื่องจากกระแสน้ำที่หลงไหลไหลจากพื้นผิวขนาดเล็ก

การป้องกันการระบายน้ำด้วยไฟฟ้าคือการกำจัดกระแสเล็ดลอดออกจากท่อไปยังแหล่งกำเนิดกระแสหลงหรือสายดินพิเศษ (รูปที่ 2.26)

ข้าว. 2.26. แผนผังการป้องกันการระบายน้ำด้วยไฟฟ้า

1 - ไปป์ไลน์; 2 - ท่อระบายน้ำ; 3 - แอมมิเตอร์; 4 - ลิโน่; 5 - สวิตช์; 6 - องค์ประกอบวาล์ว; 7 - ฟิวส์; 8 – รีเลย์สัญญาณ; 9 – ทางรถไฟ

การป้องกันไฟฟ้าเคมี – วิธีที่มีประสิทธิภาพการปกป้องผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจากการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี ในบางกรณี ไม่สามารถเคลือบสีหรือวัสดุห่อหุ้มป้องกันใหม่ได้ จึงแนะนำให้ใช้การป้องกันไฟฟ้าเคมี ครอบคลุมท่อใต้ดินหรือด้านล่าง เรือเดินทะเลการต่ออายุต้องใช้แรงงานมากและมีราคาแพง บางครั้งมันก็เป็นไปไม่ได้เลย การป้องกันไฟฟ้าเคมีช่วยปกป้องผลิตภัณฑ์ได้อย่างน่าเชื่อถือ ป้องกันการทำลายท่อใต้ดิน ท้องเรือ ถังต่างๆ ฯลฯ

การป้องกันไฟฟ้าเคมีใช้ในกรณีที่มีโอกาสเกิดการกัดกร่อนอย่างอิสระในบริเวณที่มีการละลายอย่างรุนแรงของโลหะฐานหรือการส่งผ่านกลับ เหล่านั้น. เมื่อมีการทำลายโครงสร้างโลหะอย่างรุนแรง

สาระสำคัญของการป้องกันไฟฟ้าเคมี

เพื่อความพร้อม ผลิตภัณฑ์โลหะ DC เชื่อมต่อภายนอก (แหล่งจ่ายไฟ DC หรือตัวป้องกัน) กระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการป้องกันจะสร้างโพลาไรเซชันแบบแคโทดของขั้วไฟฟ้าของคู่ไมโครกัลวานิก ผลที่ได้คือบริเวณขั้วบวกบนพื้นผิวโลหะกลายเป็นแคโทด และเนื่องจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน จึงไม่ใช่โลหะของโครงสร้างที่ถูกทำลาย แต่เป็นขั้วบวก

ขึ้นอยู่กับทิศทาง (บวกหรือลบ) ของการเปลี่ยนแปลงศักย์โลหะ การป้องกันไฟฟ้าเคมีจะแบ่งออกเป็นขั้วบวกและขั้วลบ

ป้องกันการกัดกร่อนแบบแคโทด

การป้องกันการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีแบบแคโทดจะใช้เมื่อโลหะที่ถูกป้องกันไม่เสี่ยงต่อการเกิดทู่ นี่เป็นหนึ่งในประเภทหลักในการปกป้องโลหะจากการกัดกร่อน สาระสำคัญของการป้องกันแคโทดคือการประยุกต์ใช้กระแสภายนอกกับผลิตภัณฑ์จากขั้วลบซึ่งจะโพลาไรซ์ส่วนแคโทดขององค์ประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทำให้ค่าที่เป็นไปได้ใกล้กับขั้วบวกมากขึ้น ขั้วบวกของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าเชื่อมต่อกับขั้วบวก ในกรณีนี้การกัดกร่อนของโครงสร้างที่ได้รับการป้องกันจะลดลงจนเกือบเหลือศูนย์ ขั้วบวกจะค่อยๆเสื่อมสภาพและต้องเปลี่ยนเป็นระยะ

การป้องกันแคโทดมีหลายทางเลือก: โพลาไรเซชันจากแหล่งกระแสไฟฟ้าภายนอก ลดอัตราของกระบวนการแคโทดิก (เช่น การแยกอากาศของอิเล็กโทรไลต์) การสัมผัสกับโลหะซึ่งมีศักยภาพในการกัดกร่อนอย่างอิสระในสภาพแวดล้อมที่กำหนดนั้นมีประจุไฟฟ้ามากกว่า (เรียกว่าการป้องกันแบบบูชายัญ)

โพลาไรเซชันจากแหล่งกระแสไฟฟ้าภายนอกมักใช้เพื่อปกป้องโครงสร้างที่อยู่ในดิน น้ำ (ก้นเรือ ฯลฯ) นอกจาก ประเภทนี้การป้องกันการกัดกร่อนใช้สำหรับสังกะสี ดีบุก อลูมิเนียมและโลหะผสม ไทเทเนียม ทองแดงและโลหะผสม ตะกั่ว รวมถึงเหล็กที่มีโครเมียมสูง คาร์บอน โลหะผสม (ทั้งโลหะผสมต่ำและโลหะผสมสูง)

แหล่งกำเนิดกระแสภายนอกคือสถานีป้องกันแคโทด ซึ่งประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส (ตัวแปลง) แหล่งจ่ายกระแสให้กับโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน ตัวนำกราวด์แอโนด อิเล็กโทรดอ้างอิง และสายเคเบิลแอโนด

การป้องกัน Cathodic ใช้ทั้งแบบอิสระและแบบ มุมมองเพิ่มเติมป้องกันการกัดกร่อน

เกณฑ์หลักในการตัดสินประสิทธิภาพของการป้องกัน cathodic คือ ศักยภาพในการป้องกัน- ศักยภาพในการป้องกันคือศักยภาพที่อัตราการกัดกร่อนของโลหะเข้ามา เงื่อนไขบางประการสภาพแวดล้อมใช้ค่าต่ำสุด (เท่าที่เป็นไปได้)

การใช้การป้องกันแบบ cathodic มีข้อเสียอยู่ หนึ่งในนั้นคืออันตราย การป้องกัน- การป้องกันมากเกินไปจะสังเกตได้จากการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในศักยภาพของวัตถุที่ได้รับการป้องกันในทิศทางลบ ในขณะเดียวกันก็โดดเด่น ผลที่ตามมาคือการทำลายล้าง เคลือบป้องกัน, การเปราะของโลหะด้วยไฮโดรเจน, การกัดกร่อนจากการแตกร้าว

การป้องกันดอกยาง (การใช้ตัวป้องกัน)

การป้องกันแบบ cathodic ชนิดหนึ่งเป็นการเสียสละ เมื่อใช้การป้องกันแบบบูชายัญ โลหะที่มีศักยภาพด้านอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าจะเชื่อมต่อกับวัตถุที่ได้รับการป้องกัน ในกรณีนี้ไม่ใช่โครงสร้างที่ถูกทำลาย แต่เป็นดอกยาง เมื่อเวลาผ่านไปตัวป้องกันจะสึกกร่อนและต้องเปลี่ยนอันใหม่

การป้องกันดอกยางมีประสิทธิภาพในกรณีที่อยู่ระหว่างดอกยางกับ สิ่งแวดล้อมความต้านทานการสัมผัสต่ำ

ตัวป้องกันแต่ละตัวมีรัศมีการป้องกันของตัวเอง ซึ่งกำหนดโดยระยะทางสูงสุดที่เป็นไปได้ซึ่งตัวป้องกันสามารถถอดออกได้โดยไม่สูญเสียผลในการป้องกัน การป้องกันป้องกันมักใช้เมื่อเป็นไปไม่ได้หรือยากและมีราคาแพงในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับโครงสร้าง

ตัวป้องกันใช้เพื่อปกป้องโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง (น้ำทะเลหรือแม่น้ำ อากาศ ดิน ฯลฯ)

โลหะต่อไปนี้ใช้ทำอุปกรณ์ป้องกัน: แมกนีเซียม สังกะสี เหล็ก อลูมิเนียม โลหะบริสุทธิ์ทำหน้าที่ป้องกันได้ไม่เต็มที่ดังนั้นในระหว่างการผลิตตัวป้องกันพวกมันจึงถูกผสมเพิ่มเติม

ตัวป้องกันเหล็กทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนหรือเหล็กบริสุทธิ์

ตัวป้องกันสังกะสี

สารป้องกันสังกะสีประกอบด้วยตะกั่ว ทองแดง และเหล็กประมาณ 0.001 - 0.005% อลูมิเนียม 0.1 - 0.5% และแคดเมียม 0.025 - 0.15% เครื่องฉายสังกะสีใช้เพื่อปกป้องผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนในทะเล (ในน้ำเกลือ) หากใช้สารป้องกันสังกะสีในน้ำจืดหรือดินเค็มเล็กน้อย สารออกไซด์และไฮดรอกไซด์จะปกคลุมอย่างรวดเร็ว

ตัวป้องกันแมกนีเซียม

โลหะผสมสำหรับการผลิตตัวป้องกันแมกนีเซียมจะผสมกับสังกะสี 2–5% และอะลูมิเนียม 5–7% ปริมาณทองแดง ตะกั่ว เหล็ก ซิลิคอน นิกเกิลในโลหะผสมไม่ควรเกินหนึ่งในสิบและหนึ่งในร้อยของเปอร์เซ็นต์

สารป้องกันแมกนีเซียมใช้ในน้ำจืดและดินที่มีความเค็มเล็กน้อย ตัวป้องกันใช้ในสภาพแวดล้อมที่ตัวป้องกันสังกะสีและอะลูมิเนียมไม่ได้ผล สิ่งสำคัญคือต้องใช้ตัวป้องกันแมกนีเซียมในสภาพแวดล้อมที่มีค่า pH 9.5 - 10.5 นี่คือคำอธิบาย ความเร็วสูงการละลายของแมกนีเซียมและการก่อตัวของสารประกอบที่ละลายน้ำได้น้อยบนพื้นผิว

ตัวป้องกันแมกนีเซียมเป็นอันตรายเพราะ... เป็นสาเหตุของการแตกตัวของไฮโดรเจนและการกัดกร่อนของโครงสร้าง

ตัวป้องกันอลูมิเนียม

ตัวป้องกันอะลูมิเนียมมีสารเติมแต่งที่ป้องกันการก่อตัวของอะลูมิเนียมออกไซด์ สังกะสีมากถึง 8%, แมกนีเซียมมากถึง 5% และซิลิคอน, แคดเมียม, อินเดียมและแทลเลียมหนึ่งในสิบถึงหนึ่งในร้อยจะถูกเพิ่มเข้าไปในตัวป้องกันดังกล่าว ตัวป้องกันอะลูมิเนียมถูกใช้ในแนวชายฝั่งและน้ำทะเลที่ไหล

ป้องกันการกัดกร่อนของขั้วบวก

การป้องกันเคมีไฟฟ้าแบบขั้วบวกใช้สำหรับโครงสร้างที่ทำจากไททาเนียม เหล็กกล้าไร้สนิมอัลลอยด์ต่ำ เหล็กกล้าคาร์บอน โลหะผสมที่มีโลหะผสมสูงในกลุ่มเหล็ก และโลหะที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่เหมือนกัน การป้องกันขั้วบวกใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนที่มีการนำไฟฟ้าสูง

ด้วยการป้องกันขั้วบวก ศักยภาพของโลหะที่ได้รับการป้องกันจะเปลี่ยนไปสู่ระดับที่สูงขึ้น ด้านบวกจนกว่าระบบจะบรรลุสภาวะคงที่แบบพาสซีฟ ข้อดีของการป้องกันไฟฟ้าเคมีขั้วบวกไม่เพียงแต่ทำให้อัตราการกัดกร่อนช้าลงอย่างมีนัยสำคัญเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อเท็จจริงที่ว่าผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนไม่เข้าสู่ผลิตภัณฑ์และสิ่งแวดล้อมที่ผลิตด้วย

การป้องกันขั้วบวกสามารถทำได้หลายวิธี: โดยการเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าไปในทิศทางบวกโดยใช้แหล่งกระแสไฟฟ้าภายนอก หรือโดยการแนะนำตัวออกซิไดซ์ (หรือองค์ประกอบต่างๆ เข้าไปในโลหะผสม) เข้าไปในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการแคโทดิกบน พื้นผิวโลหะ

การป้องกันขั้วบวกโดยใช้สารออกซิไดซ์มีความคล้ายคลึงในกลไกการป้องกันกับขั้วขั้วบวก

หากใช้ตัวยับยั้งการเกิดพาสซีฟที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์ พื้นผิวที่ได้รับการป้องกันจะกลายเป็นแบบพาสซีฟภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้น สิ่งเหล่านี้รวมถึงไดโครเมต ไนเตรต ฯลฯ แต่พวกมันก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อมทางเทคโนโลยีโดยรอบค่อนข้างหนัก

เมื่อเติมสารเติมแต่งลงในโลหะผสม (โดยหลักแล้วจะเป็นโลหะผสมกับโลหะมีตระกูล) ปฏิกิริยาการลดขั้วดีโพลาไรเซอร์ที่เกิดขึ้นที่แคโทดจะเกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าเกินที่ต่ำกว่าโลหะที่ได้รับการป้องกัน

หากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านโครงสร้างที่ได้รับการป้องกัน ศักยภาพจะเปลี่ยนไปในทิศทางบวก

การติดตั้งการป้องกันการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าขั้วบวกประกอบด้วยแหล่งกำเนิดกระแสภายนอก อิเล็กโทรดอ้างอิง แคโทด และวัตถุที่ได้รับการป้องกัน

เพื่อที่จะค้นหาว่าเป็นไปได้หรือไม่ที่จะใช้การป้องกันเคมีไฟฟ้าขั้วบวกสำหรับวัตถุบางอย่าง กราฟโพลาไรเซชันขั้วบวกจะถูกนำไปใช้ ซึ่งสามารถกำหนดศักยภาพในการกัดกร่อนของโครงสร้างภายใต้การศึกษาในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบางอย่าง พื้นที่ของ ความเฉื่อยคงที่และความหนาแน่นกระแสในภูมิภาคนี้

สำหรับการผลิตแคโทด จะใช้โลหะที่ละลายน้ำได้ต่ำ เช่น เหล็กกล้าไร้สนิมอัลลอยด์สูง แทนทาลัม นิกเกิล ตะกั่ว และแพลทินัม

เพื่อให้การป้องกันเคมีไฟฟ้าขั้วบวกมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมบางอย่าง จำเป็นต้องใช้โลหะและโลหะผสมที่ผ่านได้ง่าย อิเล็กโทรดอ้างอิงและแคโทดจะต้องอยู่ในสารละลายเสมอ และองค์ประกอบเชื่อมต่อต้องมีคุณภาพสูง

สำหรับการป้องกันขั้วบวกแต่ละกรณี การจัดเรียงแคโทดได้รับการออกแบบแยกกัน

เพื่อ การป้องกันขั้วบวกมีประสิทธิภาพสำหรับวัตถุบางอย่าง จำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการ:

ทั้งหมด รอยเชื่อมจะต้องดำเนินการด้วยคุณภาพสูง

ในสภาพแวดล้อมทางเทคโนโลยีวัสดุที่ใช้สร้างวัตถุที่ได้รับการป้องกันจะต้องผ่านเข้าสู่สถานะที่ไม่โต้ตอบ

จำนวนช่องอากาศและรอยแตกควรน้อยที่สุด

ไม่ควรมีรอยต่อหมุดย้ำบนโครงสร้าง

ในอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน อิเล็กโทรดอ้างอิงและแคโทดจะต้องอยู่ในสารละลายเสมอ

ในการใช้การป้องกันขั้วบวกในอุตสาหกรรมเคมี มักใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและการติดตั้งที่มีรูปทรงทรงกระบอก

การป้องกันขั้วบวกไฟฟ้าเคมี สแตนเลสใช้สำหรับการจัดเก็บกรดซัลฟิวริกในอุตสาหกรรม, สารละลายที่ใช้แอมโมเนีย, ปุ๋ยแร่ตลอดจนคอลเลกชัน ถัง และถังตวงทุกชนิด

การป้องกันขั้วบวกยังสามารถใช้เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของอ่างชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า หน่วยแลกเปลี่ยนความร้อนในการผลิตเส้นใยเทียม และกรดซัลฟิวริก