Quvur liniyasining katod muhofazasining sxematik diagrammasi. Quvurlarni katodik himoya qilish nima va u qanday ishlaydi?
1-sahifa
Gaz quvurining katodik himoyasi uzluksiz ishlashi kerak. Har bir VCS uchun uning ish sharoitlariga qarab ma'lum bir rejim o'rnatiladi. Operatsiya paytida katod stantsiyasi Uning elektr parametrlari va joriy manbaning ishlashi jurnali saqlanadi. Anodik topraklamaning doimiy monitoringi ham zarur, uning holati RMS oqimining qiymati bilan belgilanadi.
| Himoya qoplamasi holatining xususiyatlari va uning o'tkazuvchanligi. |
Gaz quvurining katodik himoyasi uzluksiz ishlashi kerak. Kuniga bir necha soat elektr ta'minoti uzilib qolgan marshrut uchastkalarida elektr ta'minotidagi uzilishlar vaqtida himoya qilish uchun batareyalar qo'llaniladi. Batareyaning quvvati RMS himoya oqimining qiymati bilan belgilanadi.
Gaz quvurlarini adashgan oqimlar yoki tuproq korroziyasidan katodik himoya qilish to'g'ridan-to'g'ri elektr toki yordamida amalga oshiriladi. tashqi manba. Oqim manbaining manfiy qutbi himoyalangan gaz quvuriga, musbat qutb esa maxsus tuproqqa - anodga ulangan.
Gaz quvurlarini korroziyadan katodik himoya qilish ularning tashqi oqim manbai yordamida katodik polarizatsiyasi tufayli amalga oshiriladi.
Gaz quvurlarini katodli himoya qilishning temir yo'l relslariga ta'siri.
Gaz quvurini katodli himoya qilish uchun elektr inshootlarining standart asboblari va maxsus korroziyani o'lchash va yordamchi asboblar qo'llaniladi. Korroziya xavfi va himoya mavjudligini baholash mezonlaridan biri bo'lgan er osti inshooti va er o'rtasidagi potentsial farqni o'lchash uchun shkala bo'yicha katta ichki qarshilik qiymati 1 bo'lgan voltmetrlar qo'llaniladi, shunda ularning tarkibiga kirishi mumkin. o'lchash davri ikkinchisida potentsial taqsimotni buzmaydi. Bu talab er osti inshooti-tuproq tizimining yuqori ichki qarshiligi bilan ham, o'lchash elektrodining er bilan aloqa qilish nuqtasida, ayniqsa, qutbsiz elektrodlardan foydalanganda past topraklama qarshiligini yaratish qiyinligi bilan belgilanadi. Kirish qarshiligi yuqori bo'lgan o'lchash sxemasini olish uchun potansiyometrlar va yuqori qarshilikli voltmetrlar qo'llaniladi.
Gaz quvurlarini katodli himoya qilish stantsiyalari uchun elektr energiyasi manbai sifatida keramik elektrodli yuqori haroratli yonilg'i xujayralaridan foydalanish tavsiya etiladi. Bunday yonilg'i xujayralari bo'lishi mumkin uzoq vaqt gaz quvurlari yo'nalishi bo'yicha ishlar, katodli himoya stantsiyalarini elektr energiyasi bilan ta'minlash, shuningdek, liniyalarni ta'mirlash ustalarining uylari, signalizatsiya tizimlari va avtomatik boshqaruv klapanlari. Ushbu quvvat manbai usuli chiziqli tuzilmalar va yuqori quvvat talab qilmaydigan gaz quvurlari qurilmalari, operatsion texnik xizmat ko'rsatishni sezilarli darajada osonlashtiradi.
Ko'pincha, hisoblash yo'li bilan olingan gaz quvurlarining katodik himoyasi parametrlari o'lchovlar bilan amalda olingan SPS parametrlaridan sezilarli darajada farq qiladi. Bu ta'sir etuvchi omillarning xilma-xilligini hisobga olishning iloji yo'qligi bilan bog'liq tabiiy sharoitlar himoya parametrlari bo'yicha.
A. G. Semenov, umumiy direktor, QK "Elkon", G. Kishinyov; L. P. Sysa, yetakchi muhandis tomonidan ECP, NPK "Vektor", G. Moskva
Kirish
Katodik himoya stantsiyalari (CPS) er osti quvurlarini korroziyadan elektrokimyoviy (yoki katodik) himoya qilish tizimining (ECP) zarur elementi hisoblanadi. VCS ni tanlashda ular ko'pincha undan boshlanadi eng kam xarajat, xizmat ko'rsatish qulayligi va uning malakasi xizmat ko'rsatuvchi xodimlar. Sotib olingan uskunaning sifatini baholash odatda qiyin. Mualliflar katodik himoyaning asosiy vazifasi qanchalik yaxshi bajarilishini aniqlaydigan pasportlarda ko'rsatilgan SCZning texnik parametrlarini ko'rib chiqishni taklif qiladilar.
Mualliflar tushunchalarni belgilashda qat’iy ilmiy tilda o‘zini ifoda etish maqsadini ko‘zlamadilar. ECP xizmatlarining xodimlari bilan muloqot qilish jarayonida biz ushbu odamlarga shartlarni tizimlashtirishga yordam berish va eng muhimi, ularga elektr tarmog'ida ham, VCPning o'zida ham nima sodir bo'layotgani haqida tasavvur berish kerakligini tushundik. .
VazifaECP
Katodik himoya SCZ dan elektr toki ketma-ket ulangan uchta qarshilikdan tashkil topgan yopiq elektr zanjiri orqali oqganda amalga oshiriladi:
· quvur liniyasi va anod o'rtasidagi tuproq qarshiligi; I anodli tarqalish qarshiligi;
· quvur liniyasi izolyatsiyasining qarshiligi.
Quvur va anod o'rtasidagi tuproq qarshiligi tarkibi va tashqi sharoitlariga qarab keng farq qilishi mumkin.
Anod ECP tizimining muhim qismidir va iste'mol qilinadigan element bo'lib xizmat qiladi, uning erishi ECPni amalga oshirish imkoniyatini ta'minlaydi. Eritma, samarali ishchi sirt maydonining kamayishi va oksidlarning shakllanishi tufayli ish paytida uning qarshiligi barqaror ravishda oshadi.
Keling, ECP ning himoyalangan elementi bo'lgan metall quvur liniyasining o'zini ko'rib chiqaylik. Metall trubaning tashqi tomoni izolyatsiya bilan qoplangan, unda mexanik tebranishlar, mavsumiy va kunlik harorat o'zgarishi va boshqalar ta'sirida ish paytida yoriqlar paydo bo'ladi. Namlik quvur liniyasining gidro- va issiqlik izolatsiyasidagi hosil bo'lgan yoriqlar orqali kirib boradi va quvur metallining tuproq bilan aloqasi sodir bo'ladi, bu esa quvurdan metallni olib tashlashni osonlashtiradigan galvanik juftlikni hosil qiladi. Yoriqlar va ularning o'lchamlari qanchalik ko'p bo'lsa, shunchalik ko'p metall chiqariladi. Shunday qilib, galvanik korroziya sodir bo'ladi, unda metall ionlarining oqimi oqadi, ya'ni. elektr toki.
Oqim oqayotganligi sababli, tashqi oqim manbasini olish va uni aynan shu tokni qondirish uchun yoqish g'oyasi paydo bo'ldi, buning natijasida metall chiqariladi va korroziya paydo bo'ladi. Ammo savol tug'iladi: bu sun'iy oqim qanday kattalikda berilishi kerak? Ko'rinib turibdiki, ortiqcha va minus nol metallni olib tashlash oqimini beradi. Ushbu oqimni qanday o'lchash mumkin? Tahlil shuni ko'rsatdiki, metall quvur va er o'rtasidagi kuchlanish, ya'ni. izolyatsiyaning har ikki tomonida -0,5 dan -3,5 V gacha bo'lishi kerak (bu kuchlanish himoya potentsiali deb ataladi).
VazifaSKZ
SCP ning vazifasi nafaqat ECP pallasida oqimni ta'minlash, balki himoya potentsiali qabul qilingan chegaralardan tashqariga chiqmasligi uchun uni saqlab turishdir.
Shunday qilib, agar izolyatsiya yangi bo'lsa va buzilmagan bo'lsa, unda uning elektr tokiga chidamliligi yuqori va kerakli potentsialni saqlab qolish uchun kichik oqim kerak bo'ladi. Izolyatsiya yoshi bilan uning qarshiligi pasayadi. Binobarin, SCZ dan kerakli kompensatsiya oqimi ortadi. Izolyatsiyada yoriqlar paydo bo'lsa, u yanada kuchayadi. Stansiya himoya potentsialini o'lchashi va shunga mos ravishda chiqish oqimini o'zgartirishi kerak. Va ECP vazifasi nuqtai nazaridan boshqa hech narsa talab qilinmaydi.
RejimlarishSKZ
ECP ning to'rtta ish rejimi bo'lishi mumkin:
· chiqish oqimi yoki kuchlanish qiymatlarini barqarorlashtirmasdan;
· I chiqish kuchlanishini barqarorlashtirish;
· chiqish oqimini barqarorlashtirish;
· I himoya potentsialini barqarorlashtirish.
Darhol aytaylik, barcha ta'sir etuvchi omillardagi o'zgarishlarning qabul qilingan diapazonida ECP vazifasini bajarish faqat to'rtinchi rejimdan foydalanganda to'liq ta'minlanadi. Bu VCS ish rejimi uchun standart sifatida qabul qilinadi.
Potensial sensor stantsiyani potentsial daraja haqida ma'lumot bilan ta'minlaydi. Stansiya o'z oqimini kerakli yo'nalishda o'zgartiradi. Muammolar ushbu potentsial sensorni o'rnatish zarur bo'lgan paytdan boshlanadi. Uni ma'lum bir hisoblangan joyga o'rnatishingiz kerak, siz stantsiya va sensor o'rtasidagi ulanish kabeli uchun xandaq qazishingiz kerak. Shaharda aloqa o'rnatgan har bir kishi bu qanday qiyinchilik ekanligini biladi. Bundan tashqari, sensor davriy texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladi.
Ishlash rejimi bilan bog'liq muammolar yuzaga kelgan sharoitlarda fikr-mulohaza salohiyatga ko'ra, ular keladi quyida bayon qilinganidek. Uchinchi rejimdan foydalanganda, qisqa muddatda izolyatsiya holati juda oz o'zgaradi va uning qarshiligi deyarli barqaror bo'lib qoladi deb taxmin qilinadi. Shuning uchun barqaror izolyatsiya qarshiligi orqali barqaror oqim oqimini ta'minlash kifoya va biz barqaror himoya potentsialini olamiz. O'rta va uzoq muddatda zarur tuzatishlar maxsus o'qitilgan layner tomonidan amalga oshirilishi mumkin. Birinchi va ikkinchi rejimlar VCSga yuqori talablarni qo'ymaydi. Ushbu stansiyalar dizayni sodda va natijada ishlab chiqarishda ham, ishlatishda ham arzon. Ko'rinishidan, bu holat atrof-muhitning past korroziv faolligi sharoitida joylashgan ob'ektlarning ECPda bunday SCZdan foydalanishni belgilaydi. Agar tashqi sharoitlar (izolyatsiya holati, harorat, namlik, adashgan oqimlar) himoyalangan ob'ektda qabul qilinishi mumkin bo'lmagan rejim hosil bo'ladigan darajada o'zgarsa, bu stantsiyalar o'z vazifalarini bajara olmaydi. Ularning rejimini sozlash uchun texnik xodimlarning tez-tez bo'lishi kerak, aks holda ECP vazifasi qisman bajariladi.
XususiyatlariSKZ
Avvalo, VCS da belgilangan talablar asosida tanlanishi kerak normativ hujjatlar. Va, ehtimol, bu holatda eng muhim narsa GOST R 51164-98 bo'ladi. Ushbu hujjatning "I" ilovasida stansiyaning samaradorligi kamida 70% bo'lishi kerakligi ko'rsatilgan. RMS tomonidan yaratilgan sanoat shovqinlari darajasi GOST 16842 tomonidan belgilangan qiymatlardan oshmasligi kerak va chiqish harmoniklari darajasi GOST 9.602 ga mos kelishi kerak.
SPS pasporti odatda quyidagilarni ko'rsatadi: Men chiqish quvvatini baholadim;
Nominal chiqish quvvatida samaradorlik.
Nominal chiqish quvvati - bu stantsiya nominal yukda etkazib beradigan quvvat. Odatda bu yuk 1 ohmni tashkil qiladi. Samaradorlik nominal chiqish quvvatining nominal rejimda stansiya tomonidan iste'mol qilinadigan faol quvvatga nisbati sifatida aniqlanadi. Va bu rejimda samaradorlik har qanday stantsiya uchun eng yuqori hisoblanadi. Biroq, ko'pchilik VCS nominal rejimda ishlamaydi. Quvvat yukining koeffitsienti 0,3 dan 1,0 gacha. Bunday holda, bugungi kunda ishlab chiqarilgan ko'pgina stantsiyalar uchun haqiqiy samaradorlik sezilarli darajada pasayadi, chunki chiqish quvvati pasayadi. Bu, ayniqsa, tiristorlarni tartibga soluvchi element sifatida ishlatadigan transformator SSC uchun seziladi. Transformatorsiz (yuqori chastotali) RMS uchun chiqish quvvatining pasayishi bilan samaradorlikning pasayishi sezilarli darajada kamroq bo'ladi.
Turli dizayndagi VMS uchun samaradorlikning o'zgarishining umumiy ko'rinishini rasmda ko'rish mumkin.
Rasmdan. Ko'rinib turibdiki, agar siz, masalan, nominal samaradorligi 70% bo'lgan stantsiyadan foydalansangiz, tarmoqdan olingan elektr energiyasining yana 30 foizini behuda sarflaganingizga tayyor bo'ling. Va bu nominal chiqish quvvatining eng yaxshi holatda.
Nominal qiymatdan 0,7 ga teng chiqish quvvati bilan siz elektr yo'qotishlaringiz sarflangan foydali energiyaga teng bo'lishiga tayyor bo'lishingiz kerak. Qaerda shunchalik ko'p energiya yo'qoladi?
· transformatorlar, drossellar va faol kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementlarida ohmik (termik) yo'qotishlar;
· stantsiyani boshqarish sxemasini ishlatish uchun energiya xarajatlari;
· radio emissiya ko'rinishidagi energiya yo'qotishlari; yuk ustidagi stantsiya chiqish oqimining pulsatsiya energiyasini yo'qotish.
Bu energiya anoddan yerga tarqaladi va hosil qilmaydi foydali ish. Shuning uchun pulsatsiya koeffitsienti past bo'lgan stantsiyalardan foydalanish juda zarur, aks holda qimmat energiya isrof qilinadi. Pulsatsiya va radio emissiyaning yuqori darajasida nafaqat elektr yo'qotishlari ko'payadi, balki qo'shimcha ravishda bu befoyda tarqaladigan energiya normal ishlashga xalaqit beradi. katta miqdor atrofdagi hududda joylashgan elektron uskunalar. SKZ pasportida zarur bo'lgan umumiy quvvat ham ko'rsatilgan, keling, ushbu parametrni tushunishga harakat qilaylik. SKZ elektr tarmog'idan energiya oladi va buni har bir vaqt birligida biz stansiyaning boshqaruv panelidagi sozlash tugmasi bilan bajarishga ruxsat berganimizdek bir xil intensivlik bilan bajaradi. Tabiiyki, siz tarmoqdan energiyani aynan shu tarmoqning kuchidan oshmaydigan quvvat bilan olishingiz mumkin. Va agar tarmoqdagi kuchlanish sinusoidal ravishda o'zgarsa, u holda tarmoqdan energiya olish qobiliyatimiz sekundiga 50 marta sinusoidal ravishda o'zgaradi. Misol uchun, tarmoq kuchlanishi noldan o'tganda, undan hech qanday quvvat olish mumkin emas. Biroq, kuchlanish sinusoidi maksimal darajaga etganida, o'sha paytda bizning tarmoqdan energiya olish qobiliyati maksimal bo'ladi. Boshqa har qanday vaqtda bu imkoniyat kamroq. Shunday qilib, ma'lum bo'lishicha, har qanday vaqtda tarmoqning kuchi keyingi vaqtdagi kuchidan farq qiladi. Ushbu quvvat qiymatlari ma'lum bir vaqtda oniy quvvat deb ataladi va bu kontseptsiya bilan ishlash qiyin. Shuning uchun, biz deb atalmish tushunchasi haqida kelishib oldik ish kuchi, bu sinusoidal kuchlanish o'zgarishi bo'lgan tarmoq doimiy kuchlanishli tarmoq bilan almashtiriladigan xayoliy jarayondan aniqlanadi. Elektr tarmoqlarimiz uchun ushbu doimiy kuchlanishning qiymatini hisoblaganimizda, u 220 V bo'lib chiqdi - bu samarali kuchlanish deb ataldi. Va kuchlanish sinusoidining maksimal qiymati amplitudali kuchlanish deb nomlandi va u 320 V ga teng kuchlanish bilan o'xshashlik bilan samarali oqim qiymati tushunchasi kiritildi. Samarali kuchlanish qiymati va samarali oqim qiymatining mahsuloti umumiy quvvat sarfi deb ataladi va uning qiymati RMS pasportida ko'rsatilgan.
Va VCS ning o'zida to'liq quvvat to'liq ishlatilmaydi, chunki u energiyani isrof qilmaydigan turli xil reaktiv elementlarni o'z ichiga oladi, lekin uni energiyaning qolgan qismi yukga o'tishi uchun sharoit yaratish uchun ishlatadi va keyin bu sozlash energiyasini tarmoqqa qaytaradi. Bu qaytarilgan energiya reaktiv energiya deb ataladi. Yukga o'tkaziladigan energiya faol energiya hisoblanadi. Yukga o'tkazilishi kerak bo'lgan faol energiya va VMSga etkazib beriladigan umumiy energiya o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadigan parametr quvvat omili deb ataladi va stansiya pasportida ko'rsatilgan. Va agar biz o'z imkoniyatlarimizni ta'minot tarmog'ining imkoniyatlari bilan muvofiqlashtirsak, ya'ni. tarmoq kuchlanishining sinusoidal o'zgarishi bilan sinxron ravishda biz undan quvvat olamiz, keyin bu holat ideal deb ataladi va tarmoq bilan shu tarzda ishlaydigan VMS quvvat omili birlikka teng bo'ladi.
Stansiya himoya potentsialini yaratish uchun faol energiyani iloji boricha samarali tarzda uzatishi kerak. SKZ buni amalga oshirish samaradorligi samaradorlik omili bilan baholanadi. Qancha energiya sarflanishi energiyani uzatish usuliga va ish rejimiga bog'liq. Muhokama uchun ushbu keng maydonga kirmasdan, biz faqat transformator va transformator-tiristorli SSClarning yaxshilanish chegarasiga yetganligini aytamiz. Ularda ish sifatini oshirish uchun mablag‘ yo‘q. Kelajak yuqori chastotali VMSga tegishli bo'lib, ular har yili ishonchli va oson bo'lib bormoqda. O'z ishining samaradorligi va sifati bo'yicha ular o'zlarining oldingilaridan allaqachon oshib ketishdi va takomillashtirish uchun katta zaxiraga ega.
Iste'molchixususiyatlari
SKZ kabi qurilmaning iste'mol xususiyatlariga quyidagilar kiradi:
1. O'lchamlari, vazn Va kuch. Stansiya qanchalik kichikroq va engil bo'lsa, o'rnatish va ta'mirlash vaqtida uni tashish va o'rnatish xarajatlari shunchalik past bo'ladi, deb aytishning hojati yo'q.
2. Saqlash qobiliyati. Saytda stantsiyani yoki yig'ilishni tezda almashtirish qobiliyati juda muhimdir. Laboratoriyada keyingi ta'mirlash bilan, ya'ni. VCS qurishning modulli printsipi.
3. Qulaylik V xizmat. Tashish va ta'mirlash qulayligidan tashqari, texnik xizmat ko'rsatish qulayligi, bizning fikrimizcha, quyidagilar bilan belgilanadi:
barcha zarur ko'rsatkichlar va o'lchov vositalarining mavjudligi, mavjudligi masofadan boshqarish va VCS ning ish rejimini kuzatish.
Xulosa
Yuqoridagilardan kelib chiqib, bir qator xulosalar va tavsiyalar berish mumkin:
1. Transformator va tiristor-transformator stansiyalari har jihatdan umidsiz eskirgan va zamonaviy talablarga javob bermaydi, ayniqsa energiya tejash sohasida.
2. Zamonaviy stantsiya quyidagilarga ega bo'lishi kerak:
· butun yuk oralig'ida yuqori samaradorlik;
· quvvat koeffitsienti (cos I) butun yuk oralig'ida 0,75 dan past bo'lmagan;
· chiqish kuchlanishining dalgalanma koeffitsienti 2% dan ko'p bo'lmagan;
· oqim va kuchlanishni tartibga solish diapazoni 0 dan 100% gacha;
· engil, bardoshli va ixcham korpus;
· modulli qurilish printsipi, ya'ni. yuqori xizmat ko'rsatish qobiliyatiga ega;
· I energiya samaradorligi.
Katodik himoya stantsiyalari uchun boshqa talablar, masalan, ortiqcha yuklanish va qisqa tutashuvlardan himoya qilish; berilgan yuk oqimiga avtomatik xizmat ko'rsatish - va boshqa talablar barcha VCS uchun umumiy qabul qilingan va majburiydir.
Xulosa qilib aytganda, biz iste'molchilarga ishlab chiqarilgan va hozirda foydalanilayotgan asosiy katodik himoya stantsiyalarining parametrlarini taqqoslaydigan jadvalni taklif qilamiz. Qulaylik uchun jadvalda bir xil quvvatdagi stantsiyalar ko'rsatilgan, garchi ko'plab ishlab chiqaruvchilar ishlab chiqarilgan stantsiyalarning butun majmuasini taklif qilishlari mumkin.
METAL konstruksiyalar"
Er osti metall konstruksiyalarini katodik himoya qilish
Katodik himoyaning ishlash printsipi
Metall elektrolitik muhit bilan bog'liq bo'lgan tuproqlar bilan aloqa qilganda, elektr tokining shakllanishi bilan birga korroziya jarayoni sodir bo'ladi va ma'lum bir elektrod potensiali o'rnatiladi. Quvur liniyasining elektrod potentsialining kattaligi ikkita elektrod o'rtasidagi potentsial farq bilan aniqlanishi mumkin: quvur liniyasi va polarizatsiyalanmagan mis sulfat elementi. Shunday qilib, quvur liniyasi potensialining qiymati uning elektrod potentsiali va mos yozuvlar elektrodning erga nisbatan potentsiali o'rtasidagi farqdir. Quvurning yuzasida elektrod jarayonlari ma'lum bir yo'nalishda sodir bo'ladi va vaqt o'zgarishi tabiatda statsionardir.
Statsionar potentsial odatda tabiiy potentsial deb ataladi, bu quvur liniyasida adashgan va boshqa induktsiyali oqimlarning yo'qligini anglatadi.
Korroziyaga uchragan metallning elektrolitlar bilan o'zaro ta'siri ikki jarayonga bo'linadi: anodik va katodik, ular bir vaqtning o'zida metall-elektrolit interfeysining turli sohalarida sodir bo'ladi.
Korroziyadan himoya qilishda anodik va katod jarayonlarini hududiy ajratish qo'llaniladi. Qo'shimcha topraklama elektrodi bo'lgan oqim manbai quvur liniyasiga ulanadi, uning yordamida quvur liniyasiga tashqi to'g'ridan-to'g'ri oqim qo'llaniladi. Bunday holda, anodik jarayon qo'shimcha topraklama elektrodida sodir bo'ladi.
Er osti quvurlarining katodik polarizatsiyasi tashqi to'g'ridan-to'g'ri oqim manbasidan elektr maydonini qo'llash orqali amalga oshiriladi. To'g'ridan-to'g'ri oqim manbaining manfiy qutbi himoyalangan strukturaga ulangan, quvur liniyasi esa erga nisbatan katod, sun'iy ravishda yaratilgan topraklama anoti esa musbat qutbdir.
Sxematik diagramma katodik himoya shaklda ko'rsatilgan. 14.1. Katodik himoya bilan oqim manbai 2 ning manfiy qutbi quvur liniyasi 1 ga, musbat qutb esa sun'iy ravishda yaratilgan anod-topraklamaga ulanadi 3. Oqim manbai yoqilganda, uning qutbidan oqim manbai orqali oqim manbai. anodik topraklama erga va izolyatsiya 6 ning shikastlangan joylari orqali quvurga kiradi. Keyin, birlashtiruvchi sim 5 bo'ylab drenaj nuqtasi 4 orqali oqim yana quvvat manbaining minusiga qaytadi. Bunday holda, quvur liniyasining ochiq uchastkalarida katod polarizatsiya jarayoni boshlanadi.
Guruch. 14.1. Quvur liniyasining katod himoyasining sxematik diagrammasi:
1 - quvur liniyasi; 2 - tashqi doimiy oqim manbai; 3 - anodik topraklama;
4 - drenaj nuqtasi; 5 - drenaj kabeli; 6 - katod terminali kontakti;
7 - katod terminali; 8 - quvur liniyasi izolyatsiyasining shikastlanishi
Topraklama elektrodi va quvur liniyasi o'rtasida qo'llaniladigan tashqi oqimning kuchlanishi quvur liniyasining korroziyali makrojuftlari elektrodlari orasidagi potentsial farqdan sezilarli darajada oshib ketganligi sababli, anodik topraklamaning statsionar potentsiali hal qiluvchi rol o'ynamaydi.
Elektrokimyoviy himoyani o'z ichiga olgan holda ( j 0a.qo‘shish) korroziya makrojuftlari oqimlarining taqsimlanishi buziladi, katod bo'limlarining "quvur - tuproq" potentsial farqi qiymatlari ( j 0k) anod uchastkalarining potentsial farqi bilan ( j 0a), qutblanish uchun sharoitlar ta'minlanadi.
Katodik himoya zarur himoya potentsialini saqlab turish orqali tartibga solinadi. Agar tashqi oqimni qo'llash orqali quvur liniyasi muvozanat potentsialiga qutblangan bo'lsa ( j 0k = j 0a) metallning erishi (14.2-rasm a), keyin anodik oqim to'xtaydi va korroziya to'xtaydi. Himoya oqimining yanada oshishi amaliy emas. Ko'proq ijobiy potentsial qiymatlarda to'liq bo'lmagan himoya hodisasi yuzaga keladi (14.2-rasm b). Bu adashgan oqimlarning kuchli ta'siri ostida joylashgan quvur liniyasini katodli himoya qilish paytida yoki etarlicha salbiy elektrod potentsialiga ega bo'lmagan himoya vositalaridan foydalanganda (rux himoyachilari) paydo bo'lishi mumkin.
Metallni korroziyadan himoya qilish mezonlari himoya oqimining zichligi va himoya potentsiali hisoblanadi.
Katod polarizatsiyasi izolyatsiyalanmagan metall tuzilishi himoya potentsialining qiymatiga qadar muhim oqimlarni talab qiladi. Mis-sulfat mos yozuvlar elektrodiga nisbatan turli xil muhitlarda po'latning minimal himoya potentsialiga (-0,85 V) polarizatsiyasi uchun zarur bo'lgan oqim zichligining eng mumkin bo'lgan qiymatlari jadvalda keltirilgan. 14.1
Guruch. 14.2. To'liq polarizatsiya holati uchun korroziya diagrammasi (a) va
to'liq bo'lmagan polarizatsiya (b)
Odatda katodik himoya quvur liniyasining tashqi yuzasiga qo'llaniladigan izolyatsion qoplamalar bilan birgalikda ishlatiladi. Sirt qoplamasi talab qilinadigan oqimni bir necha darajaga kamaytiradi. Shunday qilib, tuproqda yaxshi qoplamali po'latdan katodik himoya qilish uchun faqat 0,01 ... 0,2 mA / m 2 talab qilinadi.
14.1-jadval
Katodik himoya qilish uchun zarur bo'lgan oqim zichligi
turli muhitlarda yalang'och po'lat sirt
Izolyatsiya qilingan magistral quvurlar uchun himoya oqimining zichligi shikastlangan quvur liniyasi izolyatsiyasining noma'lum taqsimlanishi tufayli ishonchli himoya mezoniga aylana olmaydi, bu metallning tuproq bilan haqiqiy aloqa maydonini aniqlaydi. Izolyatsiya qilinmagan quvur uchun ham (temir yo'llar va avtomobil yo'llari orqali er osti o'tish joyidagi kartridj) himoya oqimining zichligi strukturaning geometrik o'lchamlari bilan belgilanadi va xayoliydir, chunki kartrij yuzasining nisbati noma'lum bo'lib qoladi va doimiy ravishda mavjud bo'lib qoladi. passiv himoya qatlamlari (shkala va boshqalar) va depolarizatsiya jarayonida ishtirok etmaydi. Shuning uchun, ba'zilar uchun himoya mezoni sifatida himoya oqimining zichligi qo'llaniladi laboratoriya tadqiqotlari metall namunalarida amalga oshiriladi.
Quvurning katodik himoyasi bilan to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai (anod) ning musbat qutbi maxsus anodli topraklama o'tkazgichga ulanadi va salbiy qutb (katod) himoyalangan tuzilishga ulanadi (2.24-rasm).
Guruch. 2.24. Quvurlarni katodli himoya qilish sxemasi
1 - elektr uzatish liniyasi;
2 - transformator nuqtasi;
3 - katodli himoya stantsiyasi;
4 - quvur liniyasi;
5 - anodik topraklama;
6 - kabel
Katodik himoyaning ishlash printsipi elektrolizga o'xshaydi. Elektr maydonining ta'siri ostida elektronlar anodli topraklama o'tkazgichidan himoyalangan tuzilishga o'ta boshlaydi. Elektronlarni yo'qotib, anodli tuproq elektrodining metall atomlari ionlar shaklida tuproq elektrolitlari eritmasiga o'tadi, ya'ni anodli tuproq elektrodi yo'q qilinadi. Katodda (quvur liniyasida) erkin elektronlarning ko'pligi kuzatiladi (himoyalangan strukturaning metallini kamaytirish).
49. Protektor himoyasi
Quvurlarni quvvat manbalaridan uzoqda joylashgan, borish qiyin bo'lgan joylarda yotqizishda qurbonlik himoyasi qo'llaniladi (2.25-rasm).
1 - quvur liniyasi;
2 - himoyachi;
3 - o'tkazgich;
4 - nazorat va o'lchash ustuni
Guruch. 2.25. Protektorni himoya qilish sxemasi
Protektor himoyasining ishlash printsipi galvanik juftlikka o'xshaydi. Ikki elektrod, o'tkazgich va himoya (po'latdan ko'ra ko'proq elektromanfiy metalldan qilingan) o'tkazgich bilan bog'langan. Bunday holda, potentsial farq paydo bo'ladi, uning ta'siri ostida elektronlarning yo'naltirilgan harakati anod himoyachisidan katod quvuriga o'tadi. Shunday qilib, quvur liniyasi emas, balki himoyachi yo'q qilinadi.
Protektor materiali quyidagi talablarga javob berishi kerak:
Himoya qiluvchi metall va po'lat o'rtasidagi eng katta potentsial farqni ta'minlash;
Protektor massasi birligini eritishda oqim maksimal bo'lishi kerak;
Himoya potentsialini yaratish uchun ishlatiladigan protektor massasining umumiy protektor massasiga nisbati eng katta bo'lishi kerak.
Talablar eng yaxshi qondiriladi magniy, rux va alyuminiy. Ushbu metallar deyarli teng himoya samaradorligini ta'minlaydi. Shuning uchun amalda ularning qotishmalari yaxshilovchi qo'shimchalar yordamida qo'llaniladi ( marganets, joriy ishlab chiqarishni oshirish va Hindiston- himoyachining faolligini oshirish).
50. Drenajni elektrdan himoya qilish
Elektr drenaj himoyasi quvur liniyasini adashgan oqimlardan himoya qilish uchun mo'ljallangan. Adashgan oqimlarning manbai "sim-to-yer" sxemasiga muvofiq ishlaydigan elektr transport vositalaridir. Tortish podstansiyasining musbat avtobusidan (kontakt simi) oqim dvigatelga, so'ngra g'ildiraklar orqali relslarga o'tadi. Reylar tortish podstansiyasining salbiy avtobusiga ulangan. Past o'tish qarshiligi "relsdan erga" va relslar orasidagi jumperlarning buzilishi tufayli oqimning bir qismi erga oqadi.
Agar yaqin atrofda shikastlangan izolyatsiyasi bo'lgan quvur liniyasi bo'lsa, tortish podstansiyasining salbiy avtobusiga qaytish uchun qulay sharoitlar mavjud bo'lgunga qadar oqim quvur orqali oqadi. Oqim chiqadigan joyda quvur yo'q qilinadi. Yo'q qilish qisqa vaqt ichida sodir bo'ladi, chunki adashgan oqim kichik sirtdan oqadi.
Drenajni elektrdan himoya qilish - bu quvur liniyasidan adashgan oqimlarning manbasiga yoki maxsus topraklamaga olib tashlash (2.26-rasm).
Guruch. 2.26. Elektr drenajini himoya qilish diagrammasi
1 - quvur liniyasi; 2 - drenaj kabeli; 3 - ampermetr; 4 - reostat; 5 - kalit; 6 - valf elementi; 7 - sug'urta; 8 – signal relesi; 9 - temir yo'l
Elektrokimyoviy himoya – samarali usul tayyor mahsulotlarni elektrokimyoviy korroziyadan himoya qilish. Ba'zi hollarda bo'yoq qoplamasini yoki himoya o'rash materialini yangilash mumkin emas, keyin elektrokimyoviy himoyadan foydalanish tavsiya etiladi. Er osti quvur liniyasini yoki pastki qismini qoplash dengiz kemasi uni yangilash juda mehnat talab qiladi va qimmat, ba'zan bu shunchaki imkonsizdir. Elektrokimyoviy himoya mahsulotni er osti quvurlari, kema tublari, turli xil tanklar va boshqalarni yo'q qilishdan ishonchli himoya qiladi.
Elektrokimyoviy himoya erkin korroziya potentsiali asosiy metallning kuchli erishi yoki repasivatsiya zonasida bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Bular. metall konstruksiyalarni intensiv ravishda yo'q qilish sodir bo'lganda.
Elektrokimyoviy himoyaning mohiyati
Tayyorga metall mahsulot DC tashqi tomondan ulangan (shahar manbai yoki himoyachi). Himoyalangan mahsulot yuzasida elektr toki mikrogalvanik juftlik elektrodlarining katodik polarizatsiyasini hosil qiladi. Buning natijasi shundaki, metall yuzasida anodik joylar katodga aylanadi. Va korroziy muhitning ta'siri tufayli strukturaning metalli emas, balki anod vayron bo'ladi.
Metall potentsialining qaysi tomonga (ijobiy yoki manfiy) siljishiga qarab, elektrokimyoviy himoya anodik va katodga bo'linadi.
Katodik korroziyadan himoya qilish
Katodik elektrokimyoviy korroziyadan himoya qilish himoyalangan metall passivatsiyaga moyil bo'lmaganda qo'llaniladi. Bu metallarni korroziyadan himoya qilishning asosiy turlaridan biridir. Katodik himoyaning mohiyati mahsulotga salbiy qutbdan tashqi oqimni qo'llashdan iborat bo'lib, u korroziy elementlarning katod qismlarini polarizatsiya qiladi, potentsial qiymatni anodiklarga yaqinlashtiradi. Oqim manbaining musbat qutbi anodga ulangan. Bunday holda, himoyalangan strukturaning korroziyasi deyarli nolga kamayadi. Anod asta-sekin yomonlashadi va vaqti-vaqti bilan almashtirilishi kerak.
Katodik himoya qilish uchun bir nechta variant mavjud: elektr tokining tashqi manbasidan polarizatsiya; katodik jarayonning tezligini kamaytirish (masalan, elektrolitlarni deaeratsiya qilish); ma'lum bir muhitda erkin korroziya potentsiali ko'proq elektronegativ bo'lgan metall bilan aloqa qilish (qurbonlik himoyasi deb ataladi).
Elektr tokining tashqi manbasidan polarizatsiya juda tez-tez tuproqda, suvda (kemalarning pastki qismida va boshqalar) joylashgan tuzilmalarni himoya qilish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari bu tur korroziyaga qarshi himoya rux, qalay, alyuminiy va uning qotishmalari, titanium, mis va uning qotishmalari, qo'rg'oshin, shuningdek, yuqori xromli, uglerodli, qotishma (ham past, ham yuqori qotishma) po'latlar uchun ishlatiladi.
Tashqi oqim manbai katodli himoya stantsiyalari bo'lib, ular rektifikator (konvertor), himoyalangan strukturaga oqim manbai, anodli topraklama o'tkazgichlari, mos yozuvlar elektrodi va anod kabelidan iborat.
Katodik himoya ham mustaqil, ham qo'llaniladi qo'shimcha ko'rinish korroziyadan himoya qilish.
Katodik himoya samaradorligini baholash mumkin bo'lgan asosiy mezon hisoblanadi himoya potentsiali. Himoya potentsiali - bu metall korroziya tezligining potentsiali muayyan shartlar muhit eng past (iloji boricha) qiymatni oladi.
Katodik himoyadan foydalanishning kamchiliklari mavjud. Ulardan biri xavf qayta mudofaa. Haddan tashqari himoyalanish himoyalangan ob'ektning potentsialining salbiy yo'nalishda katta siljishi bilan kuzatiladi. Shu bilan birga, u ajralib turadi. Natijada halokat himoya qoplamalar, metallning vodorod mo'rtlashuvi, korroziya yorilishi.
Protektor himoyasi (himoya vositasidan foydalanish)
Katodik himoyaning bir turi qurbonlikdir. Qurbonlik himoyasidan foydalanganda, himoyalangan ob'ektga ko'proq elektronegativ potentsialga ega bo'lgan metall ulanadi. Bunday holda, bu struktura emas, balki protsessor vayron bo'ladi. Vaqt o'tishi bilan himoyachi korroziyaga uchraydi va yangisi bilan almashtirilishi kerak.
Protektorni himoya qilish protektor va protektor o'rtasida bo'lgan hollarda samarali bo'ladi muhit past kontakt qarshiligi.
Har bir himoyachi o'z himoya ta'siriga ega, bu himoya ta'sirini yo'qotmasdan himoyachini olib tashlash mumkin bo'lgan maksimal masofa bilan belgilanadi. Himoya himoyasi ko'pincha strukturaga oqim etkazib berish imkonsiz yoki qiyin va qimmat bo'lganda qo'llaniladi.
Himoyachilar neytral muhitda (dengiz yoki daryo suvi, havo, tuproq va boshqalar) tuzilmalarni himoya qilish uchun ishlatiladi.
Himoyachilarni tayyorlash uchun quyidagi metallar ishlatiladi: magniy, sink, temir, alyuminiy. Sof metallar o'zlarining himoya funktsiyalarini to'liq bajarmaydilar, shuning uchun himoyachilarni ishlab chiqarish jarayonida ular qo'shimcha ravishda qotishtiriladi.
Temir himoyachilari karbonli po'latdan yoki sof temirdan tayyorlanadi.
Sink himoyachilari
Rux himoyachilari taxminan 0,001 - 0,005% qo'rg'oshin, mis va temir, 0,1 - 0,5% alyuminiy va 0,025 - 0,15% kadmiyni o'z ichiga oladi. Sink proyektorlari mahsulotlarni dengiz korroziyasidan (sho'r suvda) himoya qilish uchun ishlatiladi. Agar sink himoyachisi ozgina sho'rlangan, toza suv yoki tuproqda ishlatilsa, u tezda oksidlar va gidroksidlarning qalin qatlami bilan qoplanadi.
Magniy himoyachisi
Magniy himoyachilarini ishlab chiqarish uchun qotishmalar 2-5% sink va 5-7% alyuminiy bilan qotishtiriladi. Qotishma tarkibidagi mis, qo'rg'oshin, temir, kremniy, nikel miqdori foizning o'ndan va yuzdan bir qismidan oshmasligi kerak.
Magniy himoyachisi ozgina sho'rlangan, toza suv va tuproqlarda qo'llaniladi. Himoyachi sink va alyuminiy himoyachilari samarasiz bo'lgan muhitda qo'llaniladi. Muhim jihat shundaki, magniy himoyachilari pH 9,5 - 10,5 bo'lgan muhitda qo'llanilishi kerak. Bu tushuntirilgan yuqori tezlik magniyning erishi va uning yuzasida kam eriydigan birikmalar hosil bo'lishi.
Magniy himoyachisi xavfli, chunki... vodorodning mo'rtlashishi va konstruksiyalarning korroziyali yorilishi sababidir.
Alyuminiy himoya vositalari
Alyuminiy himoyachilari alyuminiy oksidlarining shakllanishiga to'sqinlik qiluvchi qo'shimchalarni o'z ichiga oladi. Bunday himoyachilarga 8% gacha sink, 5% gacha magniy va kremniy, kadmiy, indiy va talliyning oʻndan bir qismigacha qoʻshiladi. Alyuminiy himoyachilar qirg'oq shelfida va oqayotgan dengiz suvida qo'llaniladi.
Anodik korroziyadan himoya
Anodik elektrokimyoviy himoya titanium, past qotishma zanglamaydigan po'lat, uglerod po'lati, qora yuqori qotishma qotishmalari va o'xshash bo'lmagan passivlashtiruvchi metallardan yasalgan tuzilmalar uchun ishlatiladi. Anodik himoya yuqori elektr o'tkazuvchanlikdagi korroziy muhitda qo'llaniladi.
Anodik himoya bilan himoyalangan metallning potentsiali yuqoriroqqa o'tadi ijobiy tomoni tizim passiv barqaror holatga kelguncha. Anodik elektrokimyoviy himoyaning afzalliklari nafaqat korroziya tezligining juda sezilarli sekinlashishi, balki korroziya mahsulotlari ishlab chiqarilgan mahsulot va atrof-muhitga kirmasligi hamdir.
Anodik himoya bir necha usullar bilan amalga oshirilishi mumkin: tashqi elektr toki manbai yordamida potentsialni ijobiy tomonga siljitish yoki korroziy muhitga oksidlovchi moddalarni (yoki elementlarni) kiritish orqali katod jarayonining samaradorligini oshiradi. metall yuzasi.
Oksidlovchi moddalar yordamida anodik himoya himoya mexanizmida anodik polarizatsiyaga o'xshaydi.
Oksidlanish xususiyatiga ega passivlashtiruvchi inhibitorlar ishlatilsa, himoyalangan sirt hosil bo'lgan oqim ta'sirida passiv bo'ladi. Bularga dixromatlar, nitratlar va boshqalar kiradi. Lekin ular atrofdagi texnologik muhitni ancha ifloslantiradi.
Qotishmaga qo'shimchalar kiritilganda (asosan, asil metall bilan qotishma), katodda sodir bo'ladigan depolarizatorni pasaytirish reaktsiyasi himoyalangan metallga qaraganda pastroq ortiqcha kuchlanish bilan sodir bo'ladi.
Himoyalangan struktura orqali elektr toki o'tkazilsa, potentsial ijobiy tomonga siljiydi.
Anodik elektrokimyoviy korroziyadan himoya qilish uchun o'rnatish tashqi oqim manbai, mos yozuvlar elektrod, katod va himoyalangan ob'ektning o'zidan iborat.
Muayyan ob'ekt uchun anodik elektrokimyoviy himoyani qo'llash mumkinmi yoki yo'qligini aniqlash uchun anodik qutblanish egri chiziqlari olinadi, ularning yordami bilan ma'lum bir korroziy muhitda o'rganilayotgan strukturaning korroziya potentsialini aniqlash mumkin. barqaror passivlik va bu mintaqadagi oqim zichligi.
Katodlarni ishlab chiqarish uchun yomon eriydigan metallar, masalan, yuqori qotishma zanglamaydigan po'latlar, tantal, nikel, qo'rg'oshin va platina ishlatiladi.
Anodik elektrokimyoviy himoyaning ma'lum bir muhitda samarali bo'lishi uchun oson passiv bo'lgan metallar va qotishmalardan foydalanish kerak, mos yozuvlar elektrod va katod har doim eritmada bo'lishi kerak va birlashtiruvchi elementlar yuqori sifatli bo'lishi kerak.
Anodik himoya qilishning har bir holati uchun katod tartibi alohida ishlab chiqilgan.
Qilish uchun anodik himoya Muayyan ob'ekt uchun samarali bo'lsa, u ma'lum talablarga javob berishi kerak:
Hammasi payvand choklari yuqori sifat bilan bajarilishi kerak;
Texnologik muhitda himoyalangan ob'ekt ishlab chiqarilgan material passiv holatga o'tishi kerak;
Havo cho'ntaklari va yoriqlar soni minimal bo'lishi kerak;
Strukturada perchin bo'g'inlari bo'lmasligi kerak;
Himoya qilinayotgan qurilmada mos yozuvlar elektrod va katod har doim eritmada bo'lishi kerak.
Kimyo sanoatida anodik himoyani amalga oshirish uchun ko'pincha silindrsimon shaklga ega bo'lgan issiqlik almashtirgichlar va qurilmalar qo'llaniladi.
Elektrokimyoviy anodik himoya zanglamaydigan po'latlar sulfat kislota, ammiak asosidagi eritmalarni sanoat saqlash uchun qo'llaniladi; mineral o'g'itlar, shuningdek, barcha turdagi kollektsiyalar, tanklar, o'lchash tanklari.
Anodik himoya, shuningdek, sun'iy tolalar va sulfat kislota ishlab chiqarishda elektrsiz nikel qoplamali vannalar, issiqlik almashinuvi birliklarining korroziy yo'q qilinishini oldini olish uchun ham qo'llanilishi mumkin.
