კათოდური დაცვა: აპლიკაციები და სტანდარტები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

კოროზია არის ლითონის ქიმიური და ელექტროქიმიური რეაქცია მის გარემოსთან, რაც იწვევს მის დაზიანებას. ის მიედინება სხვადასხვა სიჩქარით, რაც შეიძლება შემცირდეს. პრაქტიკული თვალსაზრისით, საინტერესოა ლითონის კონსტრუქციების ანტიკოროზიული კათოდური დაცვა მიწასთან, წყალთან და ტრანსპორტირებულ მედიასთან კონტაქტში. მილების გარე ზედაპირები განსაკუთრებით ზიანდება ნიადაგისა და მაწანწალა დენების გავლენით.

შიდა კოროზია დამოკიდებულია საშუალების თვისებებზე. თუ ეს არის აირი, კარგად უნდა გაიწმინდოს ტენისა და აგრესიული ნივთიერებებისგან: გოგირდწყალბადი, ჟანგბადი და ა.შ.

მუშაობის პრინციპი

ელექტროქიმიური კოროზიის პროცესის ობიექტებია გარემო, ლითონი და მათ შორის არსებული ინტერფეისი. საშუალო, რომელიც ჩვეულებრივ არის ტენიანი ნიადაგი ან წყალი, აქვს კარგი ელექტროგამტარობა. ელექტროქიმიური რეაქცია ხდება მასსა და ლითონის სტრუქტურას შორის ინტერფეისზე. თუ დენი დადებითია (ანოდური ელექტროდი), რკინის იონები გადადიან მიმდებარე ხსნარში, რის შედეგადაც ხდება ლითონის მასის დაკარგვა. რეაქცია იწვევს კოროზიას. უარყოფითი დენით (კათოდური ელექტროდი), ეს დანაკარგები არ არის, ვინაიდანელექტრონები გადადის ხსნარში. მეთოდი გამოიყენება ელექტრული საფარით ფოლადის ფერადი ლითონებით დასაფარად.

კათოდური კოროზიისგან დაცვა მიიღწევა, როდესაც ნეგატიური პოტენციალი გამოიყენება რკინის ობიექტზე.

ამისთვის ანოდის ელექტროდი თავსდება მიწაში და მას უერთდება დადებითი პოტენციალი დენის წყაროდან. მინუსი გამოიყენება დაცულ ობიექტზე. კათოდიურ-ანოდიურ დაცვას იწვევს მხოლოდ ანოდის ელექტროდის აქტიური კოროზიის განადგურება. ამიტომ ის პერიოდულად უნდა შეიცვალოს.

ელექტროქიმიური კოროზიის უარყოფითი ეფექტი

სტრუქტურების კოროზია შეიძლება მოხდეს სხვა სისტემების მაწანწალა დენების მოქმედებით. ისინი სასარგებლოა სამიზნე ობიექტებისთვის, მაგრამ მნიშვნელოვან ზიანს აყენებენ ახლომდებარე სტრუქტურებს. მაწანწალა დენები შეიძლება გავრცელდეს ელექტრიფიცირებული მანქანების რელსებიდან. ისინი გადიან ქვესადგურისკენ და შედიან მილსადენებში. მათი დატოვებისას წარმოიქმნება ანოდის სექციები, რაც იწვევს ინტენსიურ კოროზიას. დაცვისთვის გამოიყენება ელექტრო დრენაჟი - დენების სპეციალური მოცილება მილსადენიდან მათ წყარომდე. აქ ასევე შესაძლებელია მილსადენების კათოდური დაცვა კოროზიისგან. ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ მაწანწალა დენების მნიშვნელობა, რომელიც იზომება სპეციალური მოწყობილობებით.

ელექტრული გაზომვების შედეგების მიხედვით შერჩეულია გაზსადენის დაცვის მეთოდი. უნივერსალური საშუალება არის მილების იზოლირების პასიური მეთოდი მიწასთან კონტაქტისგან საიზოლაციო საფარის გამოყენებით.გაზსადენის კათოდური დაცვა ეხება აქტიურ მეთოდს.

მილსადენების დაცვა

მიწის დიზაინები დაცულია კოროზიისგან, თუ მათ დაუკავშირებთ DC წყაროს მინუსს და პლიუსს მიწაში ახლოს ჩამარხულ ანოდის ელექტროდებს. დენი წავა სტრუქტურაში, იცავს მას კოროზიისგან. ამ გზით ხორციელდება მილსადენების, ტანკების ან გრუნტში მდებარე მილსადენების კათოდური დაცვა.

ანოდის ელექტროდი დეგრადირებულია და პერიოდულად უნდა შეიცვალოს. წყლით სავსე ავზისთვის ელექტროდები მოთავსებულია შიგნით. ამ შემთხვევაში, სითხე იქნება ელექტროლიტი, რომლის მეშვეობითაც დენი მიედინება ანოდებიდან კონტეინერის ზედაპირზე. ელექტროდები კარგად კონტროლდება და ადვილად იცვლება. მიწაში ამის გაკეთება უფრო რთულია.

ელექტრომომარაგება

ნავთობისა და გაზსადენებთან ახლოს, გათბობისა და წყალმომარაგების ქსელებში, რომლებიც საჭიროებენ კათოდური დაცვას, დამონტაჟებულია სადგურები, საიდანაც ძაბვა მიეწოდება ობიექტებს. თუ ისინი განთავსებულია გარეთ, მათი დაცვის ხარისხი უნდა იყოს მინიმუმ IP34. ნებისმიერი შესაფერისია მშრალი ოთახებისთვის.

გაზსადენების და სხვა დიდი კონსტრუქციების კათოდური დაცვის სადგურებს აქვთ სიმძლავრე 1-დან 10 კვტ-მდე.

მათი ენერგიის პარამეტრები პირველ რიგში დამოკიდებულია შემდეგ ფაქტორებზე:

• წინააღმდეგობა ნიადაგსა და ანოდს შორის;
• ნიადაგის გამტარობა;
• დაცვის ზონის სიგრძე;
• საფარის საიზოლაციო მოქმედება.

ტრადიციულად, კათოდური დაცვის გადამყვანი არის ტრანსფორმატორის ინსტალაცია. ახლა ის იცვლება ინვერტორულით, რომელსაც აქვს უფრო მცირე ზომები, უკეთესი დენის მდგრადობა და მეტი ეფექტურობა. მნიშვნელოვან ადგილებში დამონტაჟებულია კონტროლერები, რომლებსაც აქვთ დენის და ძაბვის რეგულირების, დამცავი პოტენციალების გათანაბრების ფუნქციები და ა.შ.

მოწყობილობა ბაზარზე წარმოდგენილია სხვადასხვა ვერსიით. კონკრეტული საჭიროებისთვის, ინდივიდუალური დიზაინი გამოიყენება საუკეთესო საოპერაციო პირობების უზრუნველსაყოფად.

ენერგიის წყაროს პარამეტრები

რკინის კოროზიისგან დაცვის მიზნით დამცავი პოტენციალი არის 0,44 ვ. პრაქტიკაში ის უფრო დიდი უნდა იყოს ჩანართების გავლენისა და ლითონის ზედაპირის მდგომარეობის გამო. მაქსიმალური მნიშვნელობა არის 1 ვ. მეტალზე საფარების არსებობისას ელექტროდებს შორის დენი არის 0,05 mA/m². თუ იზოლაცია ვერ ხერხდება, ის იზრდება 10 mA/m^2.

კათოდური დაცვა ეფექტურია სხვა მეთოდებთან ერთად, ვინაიდან ნაკლები ელექტროენერგია იხარჯება. თუ კონსტრუქციის ზედაპირზე არის საღებავის საფარი, ელექტროქიმიური მეთოდით დაცულია მხოლოდ ის ადგილები, სადაც ის გატეხილია.

კათოდური დაცვის მახასიათებლები

1. იკვებება სადგურებით ან მობილური გენერატორებით.
2. ანოდის დამიწების მდებარეობა დამოკიდებულია მილსადენების სპეციფიკაზე. განთავსების მეთოდი შეიძლება იყოს განაწილებული ან კონცენტრირებული, ასევე განლაგებული სხვადასხვა სიღრმეზე.
3. ანოდის მასალა შერჩეულია დაბალი ხსნადობით 15 წლის განმავლობაში.
4. დამცავი პოტენციალიგამოითვლება თითოეული მილსადენის ველები. ეს არ არის რეგულირებული, თუ კონსტრუქციებზე არ არის დამცავი საფარი.

გაზპრომის სტანდარტული მოთხოვნები კათოდური დაცვისთვის

• მოქმედების დამცავი აღჭურვილობის მთელი სიცოცხლის განმავლობაში.
• დაცვიდან დაცვა.
• სადგურის განთავსება ბლოკის ყუთებში ან ცალკე ანტივანდალურ დიზაინში.
• ანოდური დამიწება შეირჩევა ნიადაგის მინიმალური ელექტრული წინააღმდეგობის მქონე ადგილებში.
• გადამცემის მახასიათებლები შეირჩევა მილსადენის დამცავი საფარის დაბერების გათვალისწინებით.

საფეხურის დაცვა

მეთოდი არის კათოდური დაცვის ტიპი უფრო ელექტროუარყოფითი ლითონისგან ელექტროდების მიერთებით ელექტროგამტარ საშუალების მეშვეობით. განსხვავება მდგომარეობს ენერგიის წყაროს არარსებობაში. საფეხური შთანთქავს კოროზიას ელექტროგამტარ გარემოში დაშლით.

რამდენიმე წელიწადში ანოდი უნდა შეიცვალოს, რადგან ის ცვივა.

ანოდის ეფექტი იზრდება გარემოსთან კონტაქტის წინააღმდეგობის შემცირებით. დროთა განმავლობაში ის შეიძლება დაფარული იყოს კოროზიული ფენით. ეს იწვევს ელექტრული კონტაქტის გაფუჭებას. ანოდის მოთავსებით მარილის ნარევში, რომელიც ხსნის კოროზიის პროდუქტებს, ეფექტურობა უმჯობესდება.

მფარველის გავლენა შეზღუდულია. დიაპაზონი განისაზღვრება საშუალო ელექტრული წინააღმდეგობით და პოტენციური სხვაობით ანოდსა და კათოდს შორის.

დაცვითი დაცვა გამოიყენება ენერგიის წყაროების არარსებობის ან მათი გამოყენებისასეკონომიკურად არაპრაქტიკული. ის ასევე არახელსაყრელია მჟავე აპლიკაციებში ანოდების დაშლის მაღალი სიჩქარის გამო. დამცავები დამონტაჟებულია წყალში, ნიადაგში ან ნეიტრალურ გარემოში. ანოდები, როგორც წესი, არ არის დამზადებული სუფთა ლითონისგან. თუთია იხსნება არათანაბრად, მაგნიუმი ძალიან სწრაფად კოროზირდება და ალუმინზე წარმოიქმნება ძლიერი ოქსიდის ფილმი.

საფეხურიანი მასალები

იმისთვის, რომ დამცავებს ჰქონდეთ საჭირო შესრულების თვისებები, ისინი მზადდება შენადნობებისგან შემდეგი შენადნობის დანამატებით.

• Zn + 0.025-0.15% Cd+ 0.1-0.5% Al - აღჭურვილობის დაცვა ზღვის წყალში.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (პროცენტის წილადი) - სტრუქტურების მოქმედება გამდინარე ზღვის წყალში.
• Mg + 5-7% Al +2-5% Zn - მცირე სტრუქტურების დაცვა ნიადაგში ან წყალში მარილის დაბალი კონცენტრაციით.

ზოგიერთი ტიპის დამცავი საშუალებების არასწორად გამოყენება იწვევს უარყოფით შედეგებს. მაგნიუმის ანოდებს შეუძლიათ გამოიწვიონ მოწყობილობების ბზარი წყალბადის მყიფეობის გამო.

კომბინირებული მსხვერპლშეწირვის კათოდური დაცვა ანტიკოროზიულ საფარებთან ზრდის მის ეფექტურობას.

დაცვითი დენის განაწილება გაუმჯობესებულია და საჭიროა მნიშვნელოვნად ნაკლები ანოდები. ერთი მაგნიუმის ანოდი იცავს ბიტუმით დაფარული მილსადენს 8 კმ მანძილზე, ხოლო დაუფარავ მილსადენს მხოლოდ 30 მ.

მანქანის კოროზიისგან დაცვა

დაფარვის გატეხვის შემთხვევაში, მანქანის ძარას სისქე შეიძლება შემცირდეს 1 მმ-მდე 5 წელიწადში, ე.ი.rust მეშვეობით. მნიშვნელოვანია დამცავი ფენის აღდგენა, მაგრამ გარდა ამისა, არსებობს კოროზიის პროცესის სრულად შეჩერების საშუალება კათოდური დამცავი დაცვის გამოყენებით. თუ სხეულს კათოდად აქცევთ, ლითონის კოროზია ჩერდება. ანოდები შეიძლება იყოს ნებისმიერი გამტარი ზედაპირი, რომელიც მდებარეობს იქვე: ლითონის ფირფიტები, მიწის მარყუჟი, ავტოფარეხის კორპუსი, სველი გზის ზედაპირი. ამ შემთხვევაში, დაცვის ეფექტურობა იზრდება ანოდების ფართობის ზრდით. თუ ანოდი გზის ზედაპირია, მასთან დასაკავშირებლად გამოიყენება მეტალიზებული რეზინის "კუდი". იგი მოთავსებულია ბორბლების საპირისპიროდ ისე, რომ ნაპერწკლები უკეთესი იყოს. "კუდი" იზოლირებულია სხეულიდან.

ბატარეა პლუს უკავშირდება ანოდს 1 kΩ რეზისტორის და მასთან სერიულად დაკავშირებული LED-ის მეშვეობით. როდესაც წრე იკეტება ანოდის მეშვეობით, როდესაც მინუსი უკავშირდება სხეულს, ნორმალურ რეჟიმში LED ძლივს შესამჩნევად ანათებს. თუ ის მკვეთრად იწვის, მაშინ წრეში მოკლე ჩართვა მოხდა. მიზეზი უნდა მოიძებნოს და აღმოიფხვრას.

დაცვისთვის წრეში სერიულად უნდა დამონტაჟდეს დაუკრავენ.

როდესაც მანქანა ავტოფარეხშია, ის დაკავშირებულია დამიწების ანოდთან. მართვის დროს კავშირი ხდება "კუდის" მეშვეობით.

დასკვნა

კათოდური დაცვა არის გზა მიწისქვეშა მილსადენებისა და სხვა ნაგებობების ოპერაციული საიმედოობის გასაუმჯობესებლად. ამავდროულად, გასათვალისწინებელია მისი უარყოფითი გავლენა მეზობელ მილსადენებზე მაწანწალა დენების გავლენისგან.