Katodna zaštita od korozije cjevovoda: oprema, princip rada

Zaštita od korozije može produžiti vijek trajanja metalne konstrukcije, kao i sačuvati tehnička i fizička svojstva tijekom rada. Unatoč raznolikosti metoda za antikorozivno djelovanje, moguće je u potpunosti zaštititi objekte od oštećenja rđe samo u rijetkim slučajevima.

Učinkovitost takve zaštite ne ovisi samo o kvaliteti zaštitne tehnologije, ali io uvjetima za njegovu primjenu. Konkretno, za očuvanje metalne strukture cjevovoda, njihova najbolja svojstva su pokazana elektrokemijskom zaštitom korozije koja se temelji na djelovanju katoda. Sprečavanje stvaranja hrđe na takvim komunikacijama, naravno, nije jedina sfera primjene ove tehnologije, ali u smislu kombinacije karakteristika ovaj smjer može se smatrati najrelevantnijim za elektrokemijsku zaštitu.

Opće informacije o elektrokemijskoj zaštiti

Zaštita metala iz hrđe elektrokemijskim djelovanjem temelji se na ovisnosti elektrodnog potencijala materijala o brzini procesa korozije. Metalne konstrukcije treba raditi u rasponu potencijala gdje će njihovo anodno otapanje biti ispod dopuštene granice. Potonji, usput, određen je tehničkom dokumentacijom za rad strukture.

U praksi, elektrokemijska zaštita od korozije uključuje vezu s gotovim proizvodom izvora s konstantnom strujom. Električno polje na površini iu strukturi zaštićenog objekta oblikuje polarizaciju elektroda, koja također kontrolira proces korozivne štete. U biti, anodne zone na metalnoj strukturi postanu katodne, što omogućuje prebacivanje negativnih procesa, osiguravajući sigurnost strukture ciljnog objekta.

Načelo rada katodne zaštite

Postoji katodna i anodna zaštita elektrokemijskog tipa. Prvi koncept, koji se koristi za zaštitu cjevovoda, i dalje je dobio najveću popularnost. Općim načelom, kada se ova metoda provodi, struja se primjenjuje na objekt s negativnim polom iz vanjskog izvora. Konkretno, čelična ili bakrena cijev se mogu zaštititi, što rezultira polarizacijom katodnih sekcija s prijelazom njihovih potencijala u anodnu stanje. Kao rezultat toga, korozivna aktivnost zaštićene strukture bit će smanjena na gotovo nulu.

Istodobno, katodna zaštita može imati različite verzije. Gore opisana tehnika polarizacije iz vanjskog izvora široko se prakticira, ali je učinkovit postupak za odzračivanje elektrolita s smanjenjem brzine katodnih procesa, kao i stvaranje zaštitne barijere.

Već je zabilježeno da je načelo katodne zaštite ostvareno zbog vanjskog izvora struje. Zapravo, u svom radu i glavna je funkcija zaštite od korozije. Ove zadatke ispunjavaju posebne postaje, koje su u pravilu uključene u opću infrastrukturu održavanja cjevovoda.

Postaje katodne zaštite od korozije

Glavna funkcija katodne stanice je stabilna struja opskrbe ciljnog metala u skladu s metodom katodne polarizacije. Oni koriste takvu opremu u infrastrukturi podzemnih plinskih i naftnih cjevovoda, vodovodnih cijevi, toplinskih mreža itd.

Postoje mnoge vrste takvih izvora, a najčešći uređaj za katodnu zaštitu uključuje prisutnost:

• Strujna pretvaračka oprema;
• Žice za spajanje na objekt koji treba zaštititi;
• Anodno uzemljenje.

U ovom slučaju, postoji odvajanje postaja u pretvarače i transformatore. Postoje i druge klasifikacije, no usmjerene su prema segmentaciji biljaka ili primjenom, ili tehničkim karakteristikama i parametrima ulaznih podataka. Osnovna načela rada najjasnije ilustriraju dvije vrste katodnih postaja.

Transformatorske instalacije za katodnu zaštitu

Treba odmah primijetiti da je ova vrsta postaja zastarjela. Zamjenjuje se analognim inverterima, koji imaju i plus i minus. U svakom slučaju, modeli transformatora se koriste čak i na novim točkama elektrokemijske zaštite.

Temelj takvih objekata je niskofrekventni transformator pri 50 Hz i tiristorski pretvarač. Za sustav tiristorskog upravljanja koriste se najjednostavniji uređaji, među kojima i kontroleri napajanja faznih impulsa. Odgovorniji pristup rješavanju zadataka upravljanja uključuje korištenje kontrolera s širokim rasponom funkcija.

Suvremena katodna zaštita od korozije cjevovoda s takvom opremom omogućuje podešavanje parametara izlazne struje, očitanja napona i izjednačavanja zaštitnih potencijala. Što se tiče nedostataka transformatorske opreme, one se smanjuju na visok stupanj strujne valovitosti na izlazu s niskim faktorom snage. Taj se nedostatak ne objašnjava sinusoidnim oblikom struje.

Rješavanje problema s pulsiranjem u određenoj mjeri dopušta uvođenje niske frekvencije gušenja u sustav, ali njegove dimenzije odgovaraju dimenzijama samog transformatora, što ne uvijek omogućuje takav dodatak.

Invertorska stanica za katodnu zaštitu

Instalacije s inverterom temelje se na pulsnim visokofrekventnim pretvaračima. Jedna od glavnih prednosti korištenja ove vrste stanice je visoka učinkovitost, koja doseže 95%. Za usporedbu, u transformatorskim postrojenjima ta brojka u prosjeku doseže 80%.

Ponekad se pojavljuju druga dostojanstva. Na primjer, male dimenzije inverterskih stanica proširuju mogućnosti njihove primjene u složenim područjima. Postoje i financijske prednosti koje potvrđuju praksu korištenja takve opreme. Na taj način, zaštita katodnih cjevovoda od inverterskog cjevovoda brzo se isplati i zahtijeva minimalno ulaganje u tehnički sadržaj. Međutim, ove su osobine jasno vidljive samo u usporedbi s transformatorskim instalacijama, ali danas postoje učinkovitije nove mogućnosti za osiguranje struje za cjevovode.

Građevine katodnih postaja

Takva oprema predstavljena je na tržištu u različitim građevinama, oblicima i dimenzijama. Naravno, praksa individualnog oblikovanja takvih sustava je široko rasprostranjena, što omogućava ne samo dobivanje optimalnog dizajna za specifične potrebe, već i pružanje potrebnih operativnih parametara.

Strogi izračun karakteristika postaje omogućuje daljnje optimiziranje troškova instalacije, transporta i skladištenja. Na primjer, za male predmete prikladan je katodna zaštita od korozije cjevovoda na osnovi pretvarača s masom od 10-15 kg i snage 1,2 kW. Opremu s tim karakteristikama može se popraviti osobnim automobilom, međutim, za velike projekte, mogu se koristiti masivnija i teška vozila koja zahtijevaju priključak kamiona, dizalica i sastavnih timova.

Zaštitna funkcionalnost

Posebna pozornost u razvoju katodnih postaja daje se zaštiti same opreme. U tu svrhu, sustavi su integrirani kako bi se spriječilo kratkospojno i prekidno opterećenje postaja. U prvom slučaju koriste se posebni osigurači koji omogućuju rukovanje uređajima u hitnim slučajevima.

Što se tiče skokova i prekida napona, katodna zaštitna stanica vjerojatno neće biti ozbiljno pogođena, ali postoji opasnost od električnog udara. Na primjer, ako se u normalnom načinu rada oprema koristi s niskim naponom, a nakon pauze, skok u indikatorima može dovesti do 120 V.

Ostale vrste elektrokemijske zaštite

Osim katodne zaštite, prakticiraju se i električne tehnike odvodnje i metode zaštitnika za sprečavanje korozije. Najviše obećavajuće smetnje smatra se posebnom zaštitom od korozije. U tom slučaju, aktivni elementi su također povezani s ciljanim objektom, pružajući transformaciju površine katodama pomoću struje. Na primjer, čelična cijev u plinovodu može se zaštititi cinkovim ili aluminijskim cilindrima.

zaključak

Metode elektrokemijske zaštite ne mogu se pripisati novim i, naročito, inovativnim. Učinkovitost korištenja takvih tehnika u borbi protiv procesa hrđe je već dugo svladana. Međutim, široko rasprostranjenost ove metode ometa jedan ozbiljan nedostatak. Činjenica je da katodna zaštita od korozije cjevovoda neizbježno stvara takozvane lutalice. Oni nisu opasni za ciljani dizajn, ali mogu imati negativan utjecaj na obližnje objekte. Konkretno, struja lutanja doprinosi razvoju iste korozije na metalnoj površini susjednih cijevi.