Katodna protikorozijska zaščita cevovodov: oprema, princip delovanja

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Sredstva za zaščito pred korozijo omogočajo podaljšanje življenjske dobe kovinske konstrukcije, pa tudi ohranjanje njenih tehničnih in fizičnih lastnosti med delovanjem. Kljub različnim načinom zagotavljanja protikorozijskega delovanja je le v redkih primerih mogoče popolnoma zaščititi predmete pred poškodbami rje.

Učinkovitost takšne zaščite ni odvisna samo od kakovosti tehnologije tekalne plasti, temveč tudi od pogojev njene uporabe. Zlasti za ohranitev kovinske strukture cevovodov ima svoje najboljše lastnosti elektrokemična protikorozijska zaščita, ki temelji na delovanju katod. Preprečevanje nastajanja rje na takih komunikacijah seveda ni edini obseg te tehnologije, vendar se glede na kombinacijo lastnosti ta smer lahko šteje za najbolj relevantno za elektrokemično zaščito.

Splošne informacije o elektrokemični zaščiti

Zaščita kovin pred rjo z elektrokemičnim delovanjem temelji na odvisnosti elektrodnega potenciala materiala od stopnje korozivnega procesa. Pri tem je treba uporabiti kovinske konstrukcijepotencialno območje, kjer bo njihovo anodno raztapljanje pod sprejemljivo mejo. Slednje, mimogrede, določa tehnična dokumentacija za obratovanje objekta.

V praksi elektrokemična zaščita pred korozijo vključuje povezavo vira z enosmernim tokom na končni izdelek. Električno polje na površini in v strukturi varovanega objekta tvori polarizacijo elektrod, ki obvladuje tudi proces korozijske poškodbe. V bistvu anodne cone na kovinski strukturi postanejo katodne, kar omogoča premik negativnih procesov, kar zagotavlja ohranitev strukture ciljnega predmeta.

Načelo delovanja katodne zaščite

Obstaja katodna in anodna zaščita elektrokemijske vrste. Kljub temu je prvi koncept, ki se uporablja za zaščito cevovodov, prejel največjo popularnost. V skladu s splošnim načelom se pri izvajanju te metode tok z negativnim polom dovaja na predmet iz zunanjega vira. Na ta način je mogoče zaščititi zlasti jekleno ali bakreno cev, zaradi česar bo prišlo do polarizacije katodnih odsekov s prehodom njihovih potencialov v anodno stanje. Posledično se bo korozivna aktivnost zaščitene konstrukcije zmanjšala na skoraj nič.

Hkrati ima katodna zaščita lahko različne različice. Zgoraj opisana tehnika polarizacije iz zunanjega vira je zelo razširjena, vendar učinkovito deluje tudi metoda odzračevanja elektrolitov z zmanjšanjem hitrosti katodnih procesov, pa tudi ustvarjanjem zaščitne pregrade.

Več kot enkrat je bilo ugotovljeno, da se princip katodne zaščite izvaja z zunanjim virom toka. Pravzaprav je glavna funkcija protikorozijske zaščite v njenem delu. Te naloge opravljajo posebne postaje, ki so praviloma del splošne infrastrukture za vzdrževanje cevovoda.

postaje za katodno zaščito pred korozijo

Glavna funkcija katodne postaje je zagotoviti stabilen tok ciljnemu kovinskemu predmetu po metodi polarizacije katode. Takšna oprema se uporablja v infrastrukturi podzemnih plinovodov in naftovodov, v vodovodnih ceveh, ogrevalnih omrežjih itd.

Obstaja veliko vrst takšnih virov, medtem ko najpogostejša katodna zaščitna naprava zagotavlja prisotnost:

• oprema trenutnega pretvornika;
• žice za povezavo z zaščitenim objektom;
• anoda ozemljitvena elektroda.

Ob tem obstaja delitev postaj na inverterske in transformatorske. Obstajajo še druge klasifikacije, vendar so osredotočene na segmentacijo inštalacij bodisi po aplikaciji bodisi po tehničnih značilnostih in parametrih vhodnih podatkov. Osnovna načela delovanja najbolj nazorno prikazujeta navedena dva tipa katodnih postaj.

Transformatorske instalacije za katodno zaščito

Takoj je treba omeniti, da je ta vrsta postaje zastarela. Zamenjajo ga inverterski analogi, ki imajo tako pluse kot minuse. kakorkoli,modeli transformatorjev se uporabljajo tudi na novih elektrokemičnih zaščitnih točkah.

Osnova takšnih objektov sta 50 Hz nizkofrekvenčni transformator in tiristorski pretvornik. Za tiristorski krmilni sistem se uporabljajo najpreprostejše naprave, vključno s fazno-impulznimi krmilniki moči. Odgovornejši pristop k reševanju težav s krmiljenjem vključuje uporabo krmilnikov s široko funkcionalnostjo.

Sodobna katodna protikorozijska zaščita cevovodov s takšno opremo vam omogoča prilagajanje parametrov izhodnega toka, indikatorjev napetosti, pa tudi izenačevanje zaščitnih potencialov. Kar zadeva pomanjkljivosti transformatorske opreme, se zmanjšajo na visoko stopnjo valovanja toka na izhodu pri nizkem faktorju moči. Ta napaka ni razložena s sinusoidno obliko toka.

Za rešitev težave z valovitostjo je do določene mere mogoče v sistem vnesti nizkofrekvenčno dušilko, vendar njene dimenzije ustrezajo dimenzijam samega transformatorja, ki ne omogoča vedno takšnega možen dodatek.

Inverterska postaja s katodno zaščito

Namestitve inverterskega tipa temeljijo na impulznih visokofrekvenčnih pretvornikih. Ena od glavnih prednosti uporabe tovrstnih postaj je visoka učinkovitost, ki doseže 95%. Za primerjavo, za transformatorske instalacije ta številka doseže povprečno 80%.

Včasih pridejo v ospredje druge vrline. Na primer, majhne dimenzije inverterskih postaj se razširijomožnosti za njihovo uporabo na težkih območjih. Obstajajo tudi finančne prednosti, ki jih potrjuje praksa uporabe takšne opreme. Tako se inverterska katodna protikorozijska zaščita cevovodov hitro obrestuje in zahteva minimalna vlaganja v tehnično vzdrževanje. Vendar so te lastnosti jasno vidne le v primerjavi s transformatorskimi inštalacijami, danes pa obstajajo učinkovitejša nova sredstva za zagotavljanje toka za cevovode.

Izvedbe katodnih postaj

Takšna oprema je na trgu na voljo v različnih ohišjih, oblikah in dimenzijah. Seveda je razširjena tudi praksa individualnega načrtovanja tovrstnih sistemov, ki omogoča ne le pridobitev optimalne zasnove za specifične potrebe, ampak tudi zagotavljanje potrebnih obratovalnih parametrov.

Strogi izračun značilnosti postaje vam omogoča nadaljnjo optimizacijo stroškov njene namestitve, transporta in skladiščenja. Na primer, katodna zaščita pred korozijo cevovodov na osnovi pretvornika z maso 10-15 kg in močjo 1,2 kW je zelo primerna za majhne predmete. Opremo s takšnimi lastnostmi je mogoče servisirati z avtomobilom, vendar se za obsežnejše projekte lahko uporabljajo bolj masivne in težke postaje, ki zahtevajo povezavo tovornjakov, žerjava in montažnih ekip.

Zaščitna funkcija

Posebna pozornost pri razvoju katodnih postaj je namenjena zaščiti same opreme. Da bi to naredili, se integriramosistemi, ki omogočajo zaščito postaj pred kratkimi stiki in izpadom obremenitve. V prvem primeru se za zasilno delovanje inštalacij uporabljajo posebne varovalke.

Kar se tiče prenapetosti in prekinitev, je malo verjetno, da bi to resno prizadeli postajo za katodno zaščito, lahko pa obstaja nevarnost električnega udara. Na primer, če v običajnem načinu oprema deluje z majhno napetostjo, potem lahko po prekinitvi skok indikatorjev prinese do 120 V.

Druge vrste elektrokemične zaščite

Poleg katodne zaščite se izvajajo tudi tehnologije električne drenaže, pa tudi metode tekalne plasti za preprečevanje korozije. Najbolj obetavna smer velja za posebno zaščito pred nastankom korozije. V tem primeru so na ciljni objekt priključeni tudi aktivni elementi, ki s pomočjo toka zagotavljajo transformacijo površine s katodami. Na primer, jeklena cev kot del plinovoda je lahko zaščitena s cinkovimi ali aluminijastimi jeklenkami.

Sklep

Metode elektrokemijske zaščite ne moremo uvrstiti med nove in poleg tega inovativne. Učinkovitost uporabe takšnih tehnik v boju proti procesom rjavenja je že dolgo obvladana. Vendar pa ena resna pomanjkljivost preprečuje široko distribucijo te metode. Dejstvo je, da katodna protikorozijska zaščita cevovodov neizogibno ustvarja tako imenovane potepuške tokove. Niso nevarni za ciljno strukturo, lahko pa negativno vplivajo nabližnjih predmetov. Zlasti blodeči tok prispeva k razvoju enake korozije na kovinski površini sosednjih cevi.