Студопедия — Катодная защита
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Катодная защита






Катодная защита широко применяется при борьбе с коррозией трубопроводов, кабельных линий и других линейных объектов, а также бакового оборудования, портовых сооружений и кораблей в морской воде, технологических средах очень высокой агрессивности и грунте.

Для защиты от коррозии производится катодная поляризация металлической поверхности до так называемого защитного потенциала. При этом достигается полное или частичное торможение процесса ионизации металла.

Катодная поляризация достигается либо за счет использования внешнего источника тока (станция катодной защиты), либо за счет работы гальванического элемента, составленного из электроотрицательного металла (протектора) и металла защищаемого объекта.

Эффективность электрохимической защиты можно установить, исходя из коррозионной диаграммы, приведенной на рис. 4.2.1. По оси абсцисс отложен электродный потенциал (), а по оси ординат - плотность тока (i). р- равновесный потенциал катодного (восстановление водорода) и анодного (ионизация металла) процесса.

Величину потенциала задают относительно электрода сравнения. В качестве электродов сравнения на практике используют известные из электрохимии типовые электроды, имеющие постоянный и хорошо воспроизводимый скачок потенциала, измеряемый относительно нормального водородного электрода (н.в.э.), потенциал которого условно принят за нуль.

На поверхности металла одновременно протекают катодный и анодный процессы. Если площади катодных и анодных участков равны, то вследствие баланса электронов катодная и анодная плотности тока также будут равны i H= i Me= i корр. При этом система обретает стационарный потенциал ст(потенциал коррозии, компромиссный потенциал). Если площади катодных и анодных участков не равны, то наблюдается равенство токов

IH= IMe= Iкорр.

Для подавления коррозионного процесса (процесса ионизации металла) необходим сдвиг потенциала металла от стдо рМе(его и называют защитным). Плотность катодного тока, необходимую для достижения этого потенциала, называют защитной (i защ). Зачастую вследствие ряда причин (сложный профиль поверхности защищаемого металла, неравномерное распределение тока и потенциала и т.п.) используют более высокую плотность тока, что приводит к " перезащите". При " перезащите" происходит интенсивное выделение водорода, что вызывает наводороживание металла и отслоение изолирующего антикоррозионного покрытия.

 

  Рис. 4.2.1. Коррозионная диаграмма.

Плотность защитного тока тем выше, чем меньше поляризуемость катода (чем более крутой ход имеет катодная поляризационная кривая и чем стближе к ркатода). В ряде случаев катодная защита нецелесообразна из-за высоких плотностей тока, выделения водорода и аномального растворения большинства технических металлов при катодной поляризации по химическому механизму.

Эффективность электрохимической защиты z определяется по формуле:

z = {(K0- K1) /K0} 100, %,

где K0и K1- показатели скорости коррозии металла в электролите без защиты и с защитой соответственно.

Следует помнить, что даже частичная защита, например, при z = 80%, может привести к уменьшению общей коррозии или к исключению некоторых видов локального разрушения (питтинга, МКК, и т.п.).

При катодной защите объект подключается к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а анод - к положительному. Электрод сравнения располагается вблизи от поверхности защищаемого объекта (рис. 4.2.2.).

Используют глубинное и поверхностное заложение анодов. Заложение анодов в скважины глубиной 10¸ 50 м обеспечивает достаточно равномерное распределение тока и потенциала по поверхности линейных объектов, но стоимость сооружения глубинных анодов весьма высока. Правда, иногда удается использовать в качестве глубинных анодов обсадные трубы заброшенных скважин.

 

  Рис. 4.2.2. Принципиальная схема катодной защиты. 1- защищаемый объект, 2- точка дренажа, 3- электрод сравнения, 4- станция катодной защиты, 5- анод.

Более экономичны поверхностные аноды, которые в виде сеток располагаются на глубине, близкой к уровню залегания грунтовых вод.

Виды анодов: растворимые (стальные, алюминиевые), труднорастворимые (чугунные, железокремниевые, графитовые, графитопластовые) и нерастворимые (из сплавов свинца, платиновые, из титана с активным слоем платины, оксидов кобальта, железа, марганца).

В качестве анодов зачастую используют стальной лом (трубы, рельсы). Для увеличения срока службы и уменьшения сопротивления растеканию тока используют коксовую засыпку и активатор - смесь бентонитовой глины с гипсом, сульфатами магния и натрия, что обеспечивает увлажнение прианодной зоны.

Выпускаются аноды: стальные ЗКА-140 с коксовой засыпкой, расход стали 3-4 кг/(Агод); железокремниевые ЗЖК и АКО, их расход 0, 12-1, 1 кг/(Агод); графитовые АГП, их расход 0, 1-5 кг/(Агод); платиновые (на медной или титановой подложке) АУ, АП, АПТ-СПГ.

Для обеспечения надежной катодной защиты нужно правильно расположить аноды. Например, при катодной защите трубопровода распределение потенциала вдоль трубопровода определяется по формуле:

x= o e-x,

где х- потенциал трубопровода на расстоянии x от точки присоединения источника постоянного тока (точка дренажа), В; 0- потенциал в точке дренажа, В. Коэффициент _____

= Ö (Rм/Rи),

где Rм - сопротивление участка трубопровода длиной один метр (продольное сопротивление), Ом; Rи - сопротивление изоляционного покрытия, Ом.

Длина защищаемого отрезка трубы L составляет:

L = (4, 6/ ) lg o/м, м,

где м- разность между стационарным и защитным потенциалом.

Автоматическая станция катодной защиты (АСКЗ) представляет собой промышленный потенциостат и включает в себя: источник постоянного тока на базе кремниевых выпрямителей, регулятор потенциала, вспомогательный анод и электрод сравнения. Эффективность станции катодной защиты повышается при использовании изолирующих неметаллических покрытий на поверхности металла. При длительной эксплуатации СКЗ вследствие подщелачивания прикатодного слоя на поверхности катода образуется защитный слой из солей жесткости, уменьшающий необходимую величину защитного тока.

Концерн «Энергомера» освоил выпуск серии выпрямителей для катодной защиты В-ОПЕ-М2 (типа 15-20-У1, 25-24-У-1, …104-48-У-1) с номинальной мощностью от 0, 3 до 5, 0 кВт и номинальным выходным током 15/7, 5; 25/12, 5; …104/52 А. Номинальное выходное напряжение от 20 до 96 В.

Выпрямители обеспечивают автоматическое поддержание защитного потенциала от –0, 5 до –3, 5 В и автоматическую стабилизацию и поддержание эащитного тока на заданном уровне в пределах от 10 до 100% номинального значения. Они адаптированы к системам телемеханики: УНК-ТМ, SupeRTU4, СКАТ.

Недостатком катодной защиты является вредное воздействие на соседние металлические конструкции (см. электрокоррозия).

Требования к защите подземных сооружений от коррозии, в том числе к катодной защите, регламентированы ГОСТ 9.015-79.

Примеры катодной защиты оборудования химических производств:

1.Выпарной аппарат для 5098% щелочи из молибденовой стали, плакированной изнутри никелевым сплавом, работающий при температуре 80450С, при использовании катодной защиты увеличил пробег в несколько десятков раз;

2.Стальной напорный фильтр высокого давления для подготовки сырой воды с внутренним покрытием из эпоксидной смолы и каменноугольного пека;

3.Резервуар для хранения обессоленной питательной воды для паровых котлов из углеродистой стали с внутренним покрытием из каменноугольного пека и эпоксидной смолы;

4.Центробежный насос для химической промышленности из оловянной бронзы.

5.Катодная защита широко используется для элементов ГЭС (сороудерживающие решетки и сооружения, затворы водосливных плотин и турбинные затворы, закладные детали).

 

  Рис. 4.2.3. Принципиальная схема протекторной защиты: 1 - защищаемый объект; 2 - контрольно-измерительный пункт; 3 - соединительные провода; 4 - анод (протектор); 5 - заполнитель.






Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1821. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Мелоксикам (Мовалис) Групповая принадлежность · Нестероидное противовоспалительное средство, преимущественно селективный обратимый ингибитор циклооксигеназы (ЦОГ-2)...

Менадиона натрия бисульфит (Викасол) Групповая принадлежность •Синтетический аналог витамина K, жирорастворимый, коагулянт...

Разновидности сальников для насосов и правильный уход за ними   Сальники, используемые в насосном оборудовании, служат для герметизации пространства образованного кожухом и рабочим валом, выходящим через корпус наружу...

Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности. 1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности. 1.1. Международная безопасность (глобальная и...

Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В цен­тральное приемное отделение больные могут быть доставлены: 1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения остро­го или обострения хронического заболевания...

ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ   Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия