Katodik Qoruma: Tətbiqlər və Standartlar

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Korroziya metalın ətraf mühitlə kimyəvi və elektrokimyəvi reaksiyasıdır və ona zərər verir. O, azaldıla bilən müxtəlif sürətlərdə axır. Praktik nöqteyi-nəzərdən torpaq, su və daşınan mühitlə təmasda olan metal konstruksiyaların antikorozif katod mühafizəsi maraq doğurur. Boruların xarici səthləri qruntun və küçə axınlarının təsirindən xüsusilə zədələnir.

Daxili korroziya mühitin xüsusiyyətlərindən asılıdır. Əgər qazdırsa, o, nəmdən və aqressiv maddələrdən hərtərəfli təmizlənməlidir: hidrogen sulfid, oksigen və s.

İş prinsipi

Elektrokimyəvi korroziya prosesinin obyektləri ətraf mühit, metal və onların arasındakı interfeysdir. Adətən nəm torpaq və ya su olan mühit yaxşı elektrik keçiriciliyinə malikdir. Onunla metal konstruksiya arasındakı interfeysdə elektrokimyəvi reaksiya baş verir. Əgər cərəyan müsbət olarsa (anod elektrodu), dəmir ionları ətrafdakı məhlula keçir və nəticədə metalın kütləvi itkisi baş verir. Reaksiya korroziyaya səbəb olur. Mənfi cərəyanla (katod elektrodu) bu itkilər yoxdur, çünki içəridəelektronlar məhlula ötürülür. Metod poladın əlvan metallarla örtülməsi üçün elektrokaplamada istifadə olunur.

Katodik korroziyadan qorunma dəmir obyektə mənfi potensial tətbiq edildikdə əldə edilir.

Bunun üçün yerə anod elektrodu qoyulur və ona enerji mənbəyindən müsbət potensial qoşulur. Minus qorunan obyektə tətbiq edilir. Katodik-anodik qorunma yalnız anod elektrodunun aktiv korroziya məhvinə gətirib çıxarır. Buna görə də, vaxtaşırı dəyişdirilməlidir.

Elektrokimyəvi korroziyanın mənfi təsiri

Konstruksiyaların korroziyası digər sistemlərdən gələn axan cərəyanların təsirindən baş verə bilər. Onlar hədəf obyektlər üçün faydalıdır, lakin yaxınlıqdakı strukturlara əhəmiyyətli ziyan vurur. Sahibsiz cərəyanlar elektrikləşdirilmiş avtomobillərin relslərindən yayıla bilər. Onlar yarımstansiyaya tərəf keçir və boru kəmərlərinə daxil olurlar. Onları tərk edərkən, güclü korroziyaya səbəb olan anod bölmələri yaranır. Qoruma üçün elektrik drenajı istifadə olunur - cərəyanların boru kəmərindən mənbəyinə xüsusi çıxarılması. Boru kəmərlərinin korroziyaya qarşı katodik mühafizəsi də burada mümkündür. Bunun üçün xüsusi cihazlarla ölçülən başıboş cərəyanların dəyərini bilməlisiniz.

Elektrik ölçmələrinin nəticələrinə əsasən qaz kəmərinin mühafizəsi üsulu seçilir. Universal bir vasitə, izolyasiya örtüklərindən istifadə edərək boruların yerlə təmasdan təcrid edilməsinin passiv üsuludur. Qaz kəmərinin katodik mühafizəsi aktiv üsula aiddir.

Boru kəmərlərinin mühafizəsi

Yerdəki dizaynlar korroziyadan qorunur, əgər siz onlara DC mənbəyinin mənfisini, artısını isə torpağa yaxınlıqda basdırılmış anod elektrodlarına bağlasanız. Cari korroziyadan qoruyaraq quruluşa gedəcəkdir. Bu yolla torpaqda yerləşən boru kəmərlərinin, çənlərin və ya boru kəmərlərinin katodik mühafizəsi həyata keçirilir.

Anod elektrodu pisləşəcək və vaxtaşırı dəyişdirilməlidir. Su ilə doldurulmuş bir tank üçün elektrodlar içəriyə yerləşdirilir. Bu halda, maye, cərəyanın anodlardan konteynerin səthinə axacağı elektrolit olacaqdır. Elektrodlar yaxşı idarə olunur və dəyişdirilməsi asandır. Yerdə bunu etmək daha çətindir.

Enerji təchizatı

Neft və qaz kəmərlərinin yaxınlığında, katod mühafizəsi tələb olunan istilik və su təchizatı şəbəkələrində obyektlərə gərginliyin verildiyi stansiyalar quraşdırılır. Əgər onlar açıq havada yerləşdirilirsə, onların qorunma dərəcəsi ən azı IP34 olmalıdır. İstənilən quru otaqlar üçün uyğundur.

Qaz kəmərlərinin və digər iri tikililərin katodik mühafizəsi üçün stansiyaların gücü 1 ilə 10 kVt arasındadır.

Onların enerji parametrləri ilk növbədə aşağıdakı amillərdən asılıdır:

• torpaq və anod arasında müqavimət;
• torpağın keçiriciliyi;
• mühafizə zonasının uzunluğu;
• örtünün izolyasiya hərəkəti.

Ənənəvi olaraq, katodik mühafizə çeviricisi transformator qurğusudur. İndi o, daha kiçik ölçülərə, daha yaxşı cərəyan sabitliyinə və daha yüksək səmərəliliyə malik olan çevirici ilə əvəz olunur. Vacib sahələrdə cərəyanı və gərginliyi tənzimləmək, qoruyucu potensialları bərabərləşdirmək və s. funksiyaları olan nəzarətçilər quraşdırılır.

Avadanlıq bazarda müxtəlif versiyalarda təqdim olunur. Xüsusi ehtiyaclar üçün ən yaxşı iş şəraitini təmin etmək üçün fərdi dizayn istifadə olunur.

Güc mənbəyi parametrləri

Dəmirin korroziyadan qorunması üçün qoruyucu potensial 0,44 V-dir. Praktikada daxilolmaların təsiri və metal səthinin vəziyyətinə görə daha böyük olmalıdır. Maksimum dəyər 1 V-dir. Metal üzərində örtüklər olduqda, elektrodlar arasında cərəyan 0,05 mA/m² təşkil edir. İzolyasiya uğursuz olarsa, 10mA/m^{2 səviyyəsinə yüksəlir.}

Katodik mühafizə digər üsullarla birlikdə effektivdir, çünki daha az elektrik istehlak olunur. Quruluşun səthində boya örtüyü varsa, yalnız onun qırıldığı yerlər elektrokimyəvi üsulla qorunur.

Katodik mühafizənin xüsusiyyətləri

1. Stansiyalar və ya mobil generatorlar tərəfindən təmin edilir.
2. Anodun torpaqlanmasının yeri boru kəmərlərinin xüsusiyyətlərindən asılıdır. Yerləşdirmə üsulu paylanmış və ya cəmlənmiş, həmçinin müxtəlif dərinliklərdə yerləşdirilə bilər.
3. Anod materialı 15 il davam edəcək aşağı həll qabiliyyəti ilə seçilir.
4. Qoruyucu potensialhər bir boru kəməri üçün sahələr hesablanır. Quruluşlarda qoruyucu örtüklər olmadıqda bu tənzimlənmir.

Katodik mühafizə üçün Qazprom standart tələbləri

• Qoruyucu vasitələrin bütün istismar müddəti ərzində fəaliyyət göstərir.
• Daşıyıcıdan qorunma.
• Stansiyonun blok qutularda və ya müstəqil anti-vandal dizaynda yerləşdirilməsi.
• Anod torpaqlaması qruntun minimum elektrik müqaviməti olan ərazilərdə seçilir.
• Dəyişdiricinin xüsusiyyətləri boru kəmərinin qoruyucu örtüyünün qocalması nəzərə alınmaqla seçilir.

Protektorun qorunması

Metod elektrodların daha çox elektronmənfi metaldan elektrik keçirici mühit vasitəsilə birləşdirilməsi ilə katodik mühafizə növüdür. Fərq enerji mənbəyinin olmamasıdır. Protektor elektrik keçirici mühitdə əriyərək korroziyanı udur.

Bir neçə ildən sonra anod köhnəldiyi üçün dəyişdirilməlidir.

Anodun təsiri onun mühitlə təmas müqavimətinin azalması ilə artır. Zamanla o, aşındırıcı təbəqə ilə örtülə bilər. Bu, elektrik kontaktının pozulmasına səbəb olur. Anodu korroziya məhsullarını həll edən duz qarışığına yerləşdirməklə səmərəlilik artır.

Müdafiəçinin təsiri məhduddur. Aralıq mühitin elektrik müqaviməti və anod və katod arasındakı potensial fərqlə müəyyən edilir.

Qoruyucu mühafizə enerji mənbələri olmadıqda və ya onlardan istifadə edildikdə istifadə olunuriqtisadi cəhətdən qeyri-mümkündür. Anodların yüksək həll sürətinə görə asidik tətbiqlərdə də əlverişsizdir. Qoruyucular suda, torpaqda və ya neytral mühitdə quraşdırılır. Anodlar adətən təmiz metallardan hazırlanmır. Sink qeyri-bərabər həll olur, maqnezium çox tez korroziyaya məruz qalır və alüminiumda güclü oksid təbəqəsi əmələ gəlir.

Döşəmə materialları

Qoruyucuların lazımi performans xüsusiyyətlərinə malik olması üçün onlar aşağıdakı alaşımlı əlavələrlə ərintilərdən hazırlanır.

• Zn + 0,025-0,15% Cd+ 0,1-0,5% Al - dəniz suyunda avadanlıqların mühafizəsi.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (faiz fraksiyaları) - axar dəniz suyunda strukturların istismarı.
• Mg + 5-7% Al +2-5% Zn - az duz konsentrasiyası olan torpaqda və ya suda kiçik strukturların qorunması.

Bəzi növ qoruyuculardan düzgün istifadə edilməməsi mənfi nəticələrə gətirib çıxarır. Maqnezium anodları hidrogen kövrəkliyinin inkişafı səbəbindən avadanlığın çatlamasına səbəb ola bilər.

Korroziyaya qarşı örtüklərlə birləşmiş katodik qoruma onun effektivliyini artırır.

Qoruyucu cərəyan paylanması yaxşılaşdırılıb və əhəmiyyətli dərəcədə daha az anod tələb olunur. Tək maqnezium anod bitumla örtülmüş boru kəmərini 8 km, örtülməmiş boru kəmərini isə cəmi 30 m qoruyur.

Avtomobil kuzovlarını korroziyadan qoruyur

Örtük qırılarsa, avtomobilin gövdəsinin qalınlığı 5 il ərzində 1 mm-ə qədər azala bilər, yəni.pas keçir. Qoruyucu təbəqənin bərpası vacibdir, lakin ona əlavə olaraq, katod-qoruyucu mühafizədən istifadə edərək korroziya prosesini tamamilə dayandırmaq üçün bir yol var. Bədəni bir katoda çevirsəniz, metalın korroziyası dayanır. Anodlar yaxınlıqda yerləşən hər hansı keçirici səthlər ola bilər: metal plitələr, torpaq döngəsi, qaraj gövdəsi, yaş yol səthi. Bu vəziyyətdə qorunma səmərəliliyi anodların sahəsinin artması ilə artır. Anod yol səthidirsə, onunla təmasda olmaq üçün metallaşdırılmış kauçuğun "quyruğu" istifadə olunur. Sıçramaların daha yaxşı olması üçün təkərlərin qarşısına yerləşdirilir. "Quyruq" bədəndən təcrid olunub.

Batareya plus anoda 1 kΩ rezistor və onunla ardıcıl qoşulmuş LED vasitəsilə qoşulur. Dövrə anod vasitəsilə bağlandıqda, mənfi gövdəyə qoşulduqda, normal rejimdə LED demək olar ki, nəzərəçarpacaq dərəcədə yanır. Parlaq yanırsa, dövrədə qısa bir dövrə meydana gəldi. Səbəb tapılmalı və aradan qaldırılmalıdır.

Mühafizə üçün qoruyucu dövrədə ardıcıl quraşdırılmalıdır.

Avtomobil qarajda olduqda, torpaqlama anoduna qoşulur. Avtomobil sürərkən əlaqə "quyruq" vasitəsilə həyata keçirilir.

Nəticə

Katodik mühafizə yer altı boru kəmərlərinin və digər strukturların istismar etibarlılığını artırmaq üçün bir üsuldur. Eyni zamanda, onun küçə axınlarının təsirindən qonşu boru kəmərlərinə mənfi təsiri nəzərə alınmalıdır.