Электрохимзащита трубопроводов принцип действия: Электрохимзащита газопровода — принцип работы ЭХЗ

Содержание

Электрохимическая защита — основные понятия, принцип работы

Электрохимическая коррозия — распространенный вид коррозионного процесса, возникающий при взаимодействии металлоконструкции с окружающей средой. Явление вызвано термодинамической неустойчивостью металлов в окружающих их средах и наличия в них блуждающих токов.

Блуждающие токи, появляющиеся в грунте при его использовании как токопроводящей среды, несут с собой опасность для трубопроводов из металла. Под их воздействием трубы разъедает ржавчина, возникает течь — в результате металлические сооружения разрушаются и приходят в негодность.

Продлить период службы трубопроводов и прочих подземных металлических сооружений позволяет строительство электрохимзащиты. Это один из самых надежных способов предохранения металлоконструкций от электрохимической коррозии.

Понятие электрохимической защиты

Электрохимическая защита оборудования и сооружений из металлов — комплекс мероприятий, предпринимаемых с целью предотвращения коррозионных процессов, поддержания работоспособности защищаемых объектов в период эксплуатации. Основной результат от использования средств ЭХЗ — охрана инженерных коммуникаций от воздействия коррозии, влекущей огромные экономические потери из-за преждевременного износа оборудования.

Суть ЭХЗ состоит в управлении токами коррозии, всегда образующимися при контакте металлоконструкции и электролита. Посредством электрохимзащиты анодная разрушающаяся зона переходит с защищаемого объекта на анодное заземление или стороннее изделие из более активного металла. В результате смещения электродного потенциала металла распространение коррозии останавливается.

Главное при устройстве электрохимзащиты — обеспечить обязательный контакт защищаемого сооружения и внешнего анода с помощью металлического кабеля или контакта и электролита. Электрическая цепь, в которую входит защищаемый объект, кабель ЭХЗ, анод и электролит, должна замкнуться — в противном случае защитного тока в системе не возникнет.

Различают 2 вида ЭХЗ от коррозии:

анодная;

катодная и ее разновидность — протекторная.

 

 Анодная

При анодной защите потенциал металла смещается в положительную сторону. Ее эффективность зависит от свойств металла и электролита. Методика используется для конструкций из углеродистых, высоколегированных и нержавеющих сталей, титановых сплавов и различных пассивирующихся металлов. Такая ЭХЗ отлично решает поставленные задачи в средах, хорошо проводящих ток.Анодная электрохимзащита применяется реже, чем катодная, поскольку к защищаемому объекту выдвигается немало строгих требований. Однако у нее есть свои преимущества: значительное замедление скорости коррозионного процесса, исключение возможности попадания продуктов коррозии в среду или производимую продукцию. Оборудование ЭХЗ этого типа выбирают на основе малорастворимых элементов: платины, нержавеющих высоколегированных сплавов, никеля, свинца.Анодная защита реализуется различными способами: смещением потенциала в положительную сторону посредством источника внешнего тока или введением окислителей в коррозионную среду.

 

 Катодная

Катодная электрохимзащита используется в случаях, когда металлу не присуща склонность переходить в пассивное состояние. Ее суть заключается в приложении к металлоизделию внешнего тока от отрицательного полюса, поляризующего катодные участки, тем самым приближая показатель потенциала к анодным. Положительный полюс, который имеет источник тока, присоединяется к аноду, за счет чего коррозия защищаемого объекта минимизируется. При этом анод постепенно разрушается, требуя замены.

 Катодная защита может быть реализована различными способами:

  • поляризация от внешнего источника электротока;
  • снижение скорости протекания катодного процесса;
  • контакт с металлом, потенциал коррозии у которого в этой среде более электроотрицательный.

Поляризация от источника электротока, расположенного снаружи, часто используется при защите конструкций, находящихся в воде или почве. Этот вид системы ЭХЗ применяется для олова, алюминия, цинка, углеродистых и легированных сталей. В качестве внешнего источника тока выступают станции катодной защиты.

 

Протекторная

Строительство ЭХЗ протекторного типа подразумевает применение протектора. В этом случае к защищаемому сооружению присоединяют металл, имеющий более электроотрицательный потенциал. В результате разрушается не металлический объект, а протектор, который постепенно корродирует и требует замены на новый.Данный тип электрохимзащиты эффективен в тех случаях, когда переходное сопротивление между окружающей средой и протектором небольшое. У каждого протектора есть свой радиус действия — это максимальное расстояние, на которое его можно удалить, не рискуя потерять защитный эффект.Протекторная ЭХЗ применяется для предохранения от коррозионного разрушения сооружений, находящихся в нейтральных средах: в воздухе, почве, морской или речной воде. Протекторы для электрохимической защиты трубопроводов изготавливают из магния, цинка, алюминия, железа с дополнительным введением легирующих компонентов.

Электрохимическая защита — основные понятия, принцип работы

Электрохимическая коррозия — распространенный вид коррозионного процесса, возникающий при взаимодействии металлоконструкции с окружающей средой. Явление вызвано термодинамической неустойчивостью металлов в окружающих их средах и наличия в них блуждающих токов.

Блуждающие токи, появляющиеся в грунте при его использовании как токопроводящей среды, несут с собой опасность для трубопроводов из металла. Под их воздействием трубы разъедает ржавчина, возникает течь — в результате металлические сооружения разрушаются и приходят в негодность.

Продлить период службы трубопроводов и прочих подземных металлических сооружений позволяет строительство электрохимзащиты. Это один из самых надежных способов предохранения металлоконструкций от электрохимической коррозии.

Понятие электрохимической защиты

Электрохимическая защита оборудования и сооружений из металлов — комплекс мероприятий, предпринимаемых с целью предотвращения коррозионных процессов, поддержания работоспособности защищаемых объектов в период эксплуатации. Основной результат от использования средств ЭХЗ — охрана инженерных коммуникаций от воздействия коррозии, влекущей огромные экономические потери из-за преждевременного износа оборудования.

Суть ЭХЗ состоит в управлении токами коррозии, всегда образующимися при контакте металлоконструкции и электролита. Посредством электрохимзащиты анодная разрушающаяся зона переходит с защищаемого объекта на анодное заземление или стороннее изделие из более активного металла. В результате смещения электродного потенциала металла распространение коррозии останавливается.

Главное при устройстве электрохимзащиты — обеспечить обязательный контакт защищаемого сооружения и внешнего анода с помощью металлического кабеля или контакта и электролита. Электрическая цепь, в которую входит защищаемый объект, кабель ЭХЗ, анод и электролит, должна замкнуться — в противном случае защитного тока в системе не возникнет.

Различают 2 вида ЭХЗ от коррозии:

анодная;

катодная и ее разновидность — протекторная.

 

 Анодная

При анодной защите потенциал металла смещается в положительную сторону. Ее эффективность зависит от свойств металла и электролита. Методика используется для конструкций из углеродистых, высоколегированных и нержавеющих сталей, титановых сплавов и различных пассивирующихся металлов. Такая ЭХЗ отлично решает поставленные задачи в средах, хорошо проводящих ток.Анодная электрохимзащита применяется реже, чем катодная, поскольку к защищаемому объекту выдвигается немало строгих требований. Однако у нее есть свои преимущества: значительное замедление скорости коррозионного процесса, исключение возможности попадания продуктов коррозии в среду или производимую продукцию. Оборудование ЭХЗ этого типа выбирают на основе малорастворимых элементов: платины, нержавеющих высоколегированных сплавов, никеля, свинца.Анодная защита реализуется различными способами: смещением потенциала в положительную сторону посредством источника внешнего тока или введением окислителей в коррозионную среду.

 

 Катодная

Катодная электрохимзащита используется в случаях, когда металлу не присуща склонность переходить в пассивное состояние. Ее суть заключается в приложении к металлоизделию внешнего тока от отрицательного полюса, поляризующего катодные участки, тем самым приближая показатель потенциала к анодным. Положительный полюс, который имеет источник тока, присоединяется к аноду, за счет чего коррозия защищаемого объекта минимизируется. При этом анод постепенно разрушается, требуя замены.

 Катодная защита может быть реализована различными способами:

  • поляризация от внешнего источника электротока;
  • снижение скорости протекания катодного процесса;
  • контакт с металлом, потенциал коррозии у которого в этой среде более электроотрицательный.

Поляризация от источника электротока, расположенного снаружи, часто используется при защите конструкций, находящихся в воде или почве. Этот вид системы ЭХЗ применяется для олова, алюминия, цинка, углеродистых и легированных сталей. В качестве внешнего источника тока выступают станции катодной защиты.

 

Протекторная

Строительство ЭХЗ протекторного типа подразумевает применение протектора. В этом случае к защищаемому сооружению присоединяют металл, имеющий более электроотрицательный потенциал. В результате разрушается не металлический объект, а протектор, который постепенно корродирует и требует замены на новый.Данный тип электрохимзащиты эффективен в тех случаях, когда переходное сопротивление между окружающей средой и протектором небольшое. У каждого протектора есть свой радиус действия — это максимальное расстояние, на которое его можно удалить, не рискуя потерять защитный эффект.Протекторная ЭХЗ применяется для предохранения от коррозионного разрушения сооружений, находящихся в нейтральных средах: в воздухе, почве, морской или речной воде. Протекторы для электрохимической защиты трубопроводов изготавливают из магния, цинка, алюминия, железа с дополнительным введением легирующих компонентов.

Электрохимическая защита трубопроводов | ЭХЗ-ЦЕНТР Москва

Сооружение электрохимической защиты трубопроводов предполагает выполнение комплекса работ.

Требуется проконтролировать коррозионное состояние подземных конструкций из металла, выполнить монтаж установок для электрохимзащиты, провести пусконаладочные работы, электроизмерительные работы в лабораторных условиях, а также доставить оборудование и материалы для ремонта ЭХЗ трубопроводов и их обслуживания.

Виды электрохимической защиты трубопроводов

Эффективным средством борьбы с коррозией металла выступают 2 вида электрохимической защиты:

  • протекторная;
  • катодная.

Протекторная основана на остановке процесса коррозии металлических конструкций под действием постоянного тока. Ее применяют вместе с защитными лакокрасочными покрытиями для продления срока их службы и обеспечения равномерного распределения электрического тока по поверхности металлоконструкций.

Катодная заключается в предохранении сооружений принудительной катодной поляризацией посредством внешнего источника постоянного тока. Отрицательный полюс такого источника подключают к защищаемому объекту, выполняющему роль катода. Чтобы получилась замкнутая по току цепь, полюс источника со знаком «плюс» подсоединяется к аноду. Тем самым сооружение отрицательно поляризуется, его потенциал сдвигается до показателя, при котором процесс коррозии металла сводится к нулю.

Монтажные работы

Монтаж подземных приборов контроля

Подземные приборы контроля требуется подключать, чтобы иметь возможность обнаружить повреждения в материалах строительства трубопроводов, не вскрывая поверхности грунта, а также чтобы определить глубину и расположение залегания трубопроводной трассы.

Монтаж стоек контрольно-измерительных пунктов

КИП разработаны для указания местоположения подземных трубопроводных трасс. С их помощью также контролируют электрохимическую защиту конструкций. Контрольно-измерительные пункты состоят из стойки и зафиксированного на ней терминала.

Монтаж анодных заземлителей

Глубинные заземлители защищают металлоконструкции, которые контактируют с водой и грунтом, сокращая случаи ремонта трубопроводов из материалов, подверженных коррозии. Используются в местах ограниченного землеотвода под анодное поле, на участках с низкой электропроводностью поверхностного грунтового слоя и в сложных районах залегания. Заземлители выполняются из ферросилидовых сплавов, благодаря чему достигается их стойкость к анодному растворению.

Монтаж станций катодной защиты

Станции катодной защиты — составляющие установок ЭХЗ. Широко применяются при эксплуатации нефтегазопроводов и стационарных нефтегазопромысловых сооружений, подземных помещений для хранения и скважин.

Пусконаладка

Пусконаладка включает в себя мероприятия по вводу смонтированного оборудования в эксплуатацию. Пусконаладочные работы проводят для выявления расхождений с проектом электроснабжения, настройки смонтированного оборудования и проверки готовности построенной системы к использованию. В результате их проведения обеспечивается бесперебойная работа оборудования в течение всего срока эксплуатации.

ВСН 009-88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Средства и установки электрохимзащиты»

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК «Трансстрой»СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской областиТЕРм Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРм Мурманская областьТЕРм Республика ДагестанТЕРм Республика КарелияТЕРм Ямало-Ненецкий автономный округТЕРмрТЕРмр Алтайский крайТЕРмр Белгородская областьТЕРмр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРмр Краснодарского краяТЕРмр Республика ДагестанТЕРмр Республика КарелияТЕРмр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРпТЕРп Алтайский крайТЕРп Белгородская областьТЕРп Калининградской областиТЕРп Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРп Краснодарского краяТЕРп Республика КарелияТЕРп Ямало-Ненецкий автономный округТЕРп Ярославской областиТЕРрТЕРр Алтайский крайТЕРр Белгородская областьТЕРр Калининградской областиТЕРр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРр Краснодарского краяТЕРр Новосибирской областиТЕРр Омской областиТЕРр Орловской областиТЕРр Республика ДагестанТЕРр Республика КарелияТЕРр Ростовской областиТЕРр Рязанской областиТЕРр Самарской областиТЕРр Смоленской областиТЕРр Удмуртской РеспубликиТЕРр Ульяновской областиТЕРр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРррТЕРрр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРс Ямало-Ненецкий автономный округТЕРтр Ямало-Ненецкий автономный округТехнический каталогТехнический регламентТехнический регламент Таможенного союзаТехнический циркулярТехнологическая инструкцияТехнологическая картаТехнологические картыТехнологический регламентТИТИ РТИ РОТиповая инструкцияТиповая технологическая инструкцияТиповое положениеТиповой проектТиповые конструкцииТиповые материалы для проектированияТиповые проектные решенияТКТКБЯТМД Санкт-ПетербургТНПБТОИТОИ-РДТПТПРТРТР АВОКТР ЕАЭСТР ТСТРДТСНТСН МУТСН ПМСТСН РКТСН ЭКТСН ЭОТСНэ и ТЕРэТССЦТССЦ Алтайский крайТССЦ Белгородская областьТССЦ Воронежской областиТССЦ Карачаево-Черкесская РеспубликаТССЦ Ямало-Ненецкий автономный округТССЦпгТССЦпг Белгородская областьТСЦТСЦ Белгородская областьТСЦ Краснодарского краяТСЦ Орловской областиТСЦ Республика ДагестанТСЦ Республика КарелияТСЦ Ростовской областиТСЦ Ульяновской областиТСЦмТСЦО Ямало-Ненецкий автономный округТСЦп Калининградской областиТСЦПГ Ямало-Ненецкий автономный округТСЦэ Калининградской областиТСЭМТСЭМ Алтайский крайТСЭМ Белгородская областьТСЭМ Карачаево-Черкесская РеспубликаТСЭМ Ямало-Ненецкий автономный округТТТТКТТПТУТУ-газТУКТЭСНиЕР Воронежской областиТЭСНиЕРм Воронежской областиТЭСНиЕРрТЭСНиТЕРэУУ-СТУказУказаниеУказанияУКН

Катодная защита от коррозии трубопроводов: оборудование, принцип работы — статья

Станция катодной защиты и другие средства борьбы с процессом коррозии дают возможность продлить срок эксплуатации конструкции из металла и сохранить ее технико-физические показатели. Эффективность защитных методик зависит как от качества протекторной технологии, так и от условий применения. Лучшие свойства по сбережению металлических сооружений демонстрируют устройства, работающие на катоде.

Принцип работы

Катодная защита от коррозии имеет следующий принцип действия: к объекту, например, стальной или медной трубе, от внешнего источника подводят ток с отрицательным полюсом, в результате происходит поляризация катода, его потенциал переходит в анодное состояние. Благодаря этому коррозийная активность защищаемого объекта сводится к нулю.

Оборудование

Для противокоррозионного предохранения подземных сооружений используют специальное оборудование — станции, обычно входящие в общую инфраструктуру техобслуживания трубопроводов. Станция катодной защиты (СКЗ) стабильно обеспечивает металлический объект током. Такое оборудование используют в трубах водоснабжения, газо- и нефтепроводов, тепловых сетях.

СКЗ включает в своем составе следующие элементы:

  • преобразователь тока;
  • анодный заземлитель;
  • провод для подводки к защищаемому сооружению.

Станции делятся на трансформаторные и инверторные. Трансформаторные установки относятся к устаревшим. В качестве основы в них применяется тиристорный преобразователь катодной защиты или низкочастотный трансформатор. Для управления тиристорами используют фазоимпульсные регуляторы мощности или более функциональные контроллеры. Устройства, работающие на основе трансформаторов, позволяют регулировать показатели напряжения, выравнивать защитные потенциалы. Их недостатком выступает высокая степень пульсации выходного тока при низком коэффициенте мощности.

Более современны установки инверторного типа, в которых используются импульсные высокочастотные преобразователи. Они отличаются высоким КПД — 95% против 80% у трансформаторных. К преимуществам инверторных установок относятся и небольшие габариты, что позволяет применять их на сложных участках. Такие устройства быстро окупаются и требуют минимум вложений в обслуживание.

Устройство катодной защиты может быть выполнено в различных корпусах, габаритах и формах. Грамотный расчет характеристик в соответствии с масштабностью защищаемого объекта дает возможность оптимизировать затраты на установку оборудования, хранение и транспортировку.

Анодные заземлители: материалы, свойства и использование при электрохимической защите

Катодная электрохимическая защита — эффективный способ антикоррозионной борьбы на нефтегазопромысловых объектах. Надежность таких установок обеспечивается особенностями конструкции и материалом изготовления анодов. Так как анодные заземлители (АЗ) невозможно осмотреть и отремонтировать, они должны отличаться высокой прочностью.

Организовать беспрерывное функционирование систем катодной защиты способны только АЗ, имеющие особые характеристики, основные из которых:

  • высокая электрохимическая устойчивость при анодной поляризации;
  • высокая электропроводность;
  • химическая стойкость к воздействию продуктов электролиза среды;
  • сочетание достаточной прочности и пластичности;
  • качество продукции;
  • технологичность производства.

Анодное заземление используется для введения тока в грунт при обеспечении защиты от коррозии трубопровода, проложенного под землей. На анодном заземлении протекают 2 вида реакций: образование кислорода из воды грунтового электролита — 2Н2О → О2 + 4е- + 4Н+, а также растворение анодного материала — Me → Меn+ + nе-.

В зависимости от вклада второй реакции в процесс преобразования тока из электронного в ионный материалы АЗ делятся на несколько типов:

  • растворимые;
  • нерастворимые;
  • малорастворимые.

Эксплуатационные характеристики материалов анодных заземлителей влияют на сферу использования. АЗ могут быть выполнены из металла, графита или другого материала, проводящего ток. Нередко для удешевления конечных изделий в качестве материалов для анодов, предназначенных для установок катодной защиты, выбирают стальной лом.

Рассмотрим, в чем отличия средств противокоррозионной защиты из различных материалов и какому варианту отдать предпочтение при выборе.

Виды материалов для анодных заземлителей

Железо

Сплавы на основе железа относятся к растворимым материалам для АЗ. Анодное растворение железа проходит на скорости около 10 кг/(А • год). Такая высокая скорость растворения анодов — существенный минус, который не позволяет широко использовать сплавы на основе железа для системы катодной защиты. Кроме того, растворимые материалы имеют немало других отрицательных факторов. Например, при применении подобных АЗ грунтовые воды сильно загрязняются ионами железа. А из-за неэлектропроводности продуктов растворения такие аноды быстро выходят из строя.

Графит

Графит относится к малорастворимым материалам. Анодные заземлители из графита имеют более продолжительный срок службы. Однако среди других малорастворимых материалов (графитсодержащих, ферросилида и магнетита) графит имеет наибольшую скорость анодного растворения — до 1 кг/(А • год).

Графитовые аноды используются в электрохимической промышленности с давних пор и нашли применение в системах катодной защиты. Графит — стабильная модификация углерода, под действием электрохимического процесса он превращается в двуокись углерода. В том случае, если весь накладываемый на графитовый анод ток при катодной защите будет образовывать углекислый газ, такой анод начнет разрушаться со скоростью 1 кг/(А • год).

Одна из причин, почему графит разрушается, заключается в выделении кислорода на его поверхности. Но при высокой концентрации хлора в грунтовых электролитах процесс разрушения графита под воздействием кислорода замедляется, поскольку хлор выделяется намного быстрее кислорода. Поэтому графитовые АЗ демонстрируют хорошие показатели в морской воде и прочих средах, содержащих хлор.

Материалы, содержащие графит, также имеют ряд недостатков:

  • высокое продольное сопротивление графита;
  • отсутствие стойкости к влажности грунта;
  • подверженность так называемому холодному горению;
  • невысокая рабочая плотность тока.

Оценить скорость анодного растворения подобных материалов сложно из-за наличия в них неэлектродных связующих. С учетом добавленных связующих материалы подразделяют на 2 типа: жесткие — графитопласты, гибкие — графитонаполненная резина или полимеры.

Полимеры

Чтобы получить композицию полимерного электрода, производят пластификацию каучукоосновного связующего, а также вводят в смесь пластификатор и наполнитель, содержащий углерод.

Полимерные аноды привлекательны с точки зрения стоимости, но имеют ряд существенных недостатков.

Главный минус такой композиции в том, что электроды на основе подобных полимеров характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкими показателями максимально допустимого анодного тока. При повышении анодного тока электрод разогревается и на границе раздела фаз токоввод-полимерная электропроводная композиция образуется высокоомная оксидная пленка. В результате работа заземлителя полностью блокируется.

Контактный узел электрода на основе полимеров по причине особенностей технологии производства невозможно выполнить при экструзии. Узел устанавливают в электрод, когда последний уже готов. Отсюда и недостатки:

  • невысокая механическая надежность;
  • увеличенное переходное сопротивление контактного узла.

Из-за таких недостатков заземлитель быстро выходит из строя. Вдобавок в процессе растворения полимерный анод оказывает отрицательное влияние на экологию: графит вырабатывается, а в почве остается чистый пластик, не разрушающийся веками.

Ферросилид

Ферросилид — сплав железа с кремнием. Для анодов его используют при обычных плотностях тока с малыми потерями металла. Потери ферросилида варьируются в диапазоне 0,08-0,5 кг/(А • год).

Устойчивость этого сплава против электрохимического разрушения объясняется тем, что на его поверхности образуется проводящая, сцепляющаяся пленка диоксида кремния. Пленка образуется в результате соединения ионов кремния с кислородом. Со временем она покрывает всю поверхность АЗ и не дает ионам железа выйти, за счет чего препятствует растворению анода.

Поскольку процессы, протекающие на анодном заземлении, осуществляются с участием электронов, скорость их протекания зависит от величины стекающего, т.е. защитного тока.

Железокремнистые анодные заземлители в условиях преимущественного выделения кислорода на аноде работают лучше, чем графитовые. Применение ферросилида в разных грунтах продемонстрировало его высокую эффективность как материала изготовления точечных заземлителей: как поверхностных, так и глубинных.

Магнетит

Магнетит — перспективный материал для изготовления анодных заземлителей. Представляет собой сплав на основе оксидов железа. Магнетитовые изделия производят путем отливок при высокой температуре с использованием специальных добавок. Литой электрод получается гладким, плотным и твердым, напоминая стекло. Скорость растворения магнетита — 0,02 кг/(А•год).

Анодное растворение магнетита проходит по такому же принципу, как у ферросилида, но есть несколько отличий. Магнетит обладает большей допустимостью плотности тока, поэтому подходит для широкого применения в различных грунтах и морской воде. Но у него как у материала для анодных заземлителей есть существенные недостатки: сложный технологический процесс и высокая стоимость конечных изделий.

Платина и платинированные металлы

Современный опыт катодной защиты включает использование в качестве материала анодных заземлителей платинированного титана. Такие аноды имеют трубчатую форму и сердечник из меди. Их диаметр составляет от 3 до 25,6 мм. Изделия покрыты платиновым слоем толщиной 20 мкм. У платинированного титана как анода есть не только преимущества, но и недостатки: хрупкость, ломкость, высокая цена. Скорость растворения металла находится на уровне 0,08-0,15 кг/(А•год).

Аноды на основе покрытого платиной тантала целесообразно применять в условиях высокого рабочего напряжения в системах катодной з

ащиты, в которых возможна авторегулировка потенциала. Поскольку пластина отличается высокой химической стойкостью, платинированные аноды допустимо использовать при плотности анодного тока в пределах 2000-3000 А/м2.

Что касается применения чистой платины, то такая возможность ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью металла. По этим причинам платину используют только в двух видах: как тонкослойное покрытие на подложке из подверженных пассивации металлов тантала, титана, ниобия или в виде сетки (проволоки), укрепленной в диэлектрической основе. В процессе продолжительных испытаний при плотностях тока в пределах 4,4-40 А/м2 сплавов титана и никеля для анодов в системах катодной защиты было выявлено, что расход материала составляет 1-10 г/(А • год).

Такие результаты были бы впечатляющими, не будь процесса образования питтингов. Если на поверхности анода выделяется кислород или хлор, скорость саморастворения анода возрастает из-за подкисления слоя при электроде пропорционально плотности тока. С учетом этого литые аноды из титана с никелем нельзя признать надежными в плане обеспечения работы катодной защиты.

Вывод

Проектируя системы электрохимзащиты, нужно учитывать все плюсы и минусы материалов заземлителей. Лишь правильное понимание протекающих на АЗ процессов позволяет проектировщикам ЭХЗ грамотно подобрать анодный заземлитель в соответствии со свойствами материала и среды, в которой он будет работать в дальнейшем, а также дать верный прогноз по поводу периода эксплуатации.

Анодные заземлители: материалы, свойства и использование при электрохимической защите

Катодная электрохимическая защита — эффективный способ антикоррозионной борьбы на нефтегазопромысловых объектах. Надежность таких установок обеспечивается особенностями конструкции и материалом изготовления анодов. Так как анодные заземлители (АЗ) невозможно осмотреть и отремонтировать, они должны отличаться высокой прочностью.

Организовать беспрерывное функционирование систем катодной защиты способны только АЗ, имеющие особые характеристики, основные из которых:

  • высокая электрохимическая устойчивость при анодной поляризации;
  • высокая электропроводность;
  • химическая стойкость к воздействию продуктов электролиза среды;
  • сочетание достаточной прочности и пластичности;
  • качество продукции;
  • технологичность производства.

Анодное заземление используется для введения тока в грунт при обеспечении защиты от коррозии трубопровода, проложенного под землей. На анодном заземлении протекают 2 вида реакций: образование кислорода из воды грунтового электролита — 2Н2О → О2 + 4е- + 4Н+, а также растворение анодного материала — Me → Меn+ + nе-.

В зависимости от вклада второй реакции в процесс преобразования тока из электронного в ионный материалы АЗ делятся на несколько типов:

  • растворимые;
  • нерастворимые;
  • малорастворимые.

Эксплуатационные характеристики материалов анодных заземлителей влияют на сферу использования. АЗ могут быть выполнены из металла, графита или другого материала, проводящего ток. Нередко для удешевления конечных изделий в качестве материалов для анодов, предназначенных для установок катодной защиты, выбирают стальной лом.

Рассмотрим, в чем отличия средств противокоррозионной защиты из различных материалов и какому варианту отдать предпочтение при выборе.

Виды материалов для анодных заземлителей

Железо

Сплавы на основе железа относятся к растворимым материалам для АЗ. Анодное растворение железа проходит на скорости около 10 кг/(А • год). Такая высокая скорость растворения анодов — существенный минус, который не позволяет широко использовать сплавы на основе железа для системы катодной защиты. Кроме того, растворимые материалы имеют немало других отрицательных факторов. Например, при применении подобных АЗ грунтовые воды сильно загрязняются ионами железа. А из-за неэлектропроводности продуктов растворения такие аноды быстро выходят из строя.

Графит

Графит относится к малорастворимым материалам. Анодные заземлители из графита имеют более продолжительный срок службы. Однако среди других малорастворимых материалов (графитсодержащих, ферросилида и магнетита) графит имеет наибольшую скорость анодного растворения — до 1 кг/(А • год).

Графитовые аноды используются в электрохимической промышленности с давних пор и нашли применение в системах катодной защиты. Графит — стабильная модификация углерода, под действием электрохимического процесса он превращается в двуокись углерода. В том случае, если весь накладываемый на графитовый анод ток при катодной защите будет образовывать углекислый газ, такой анод начнет разрушаться со скоростью 1 кг/(А • год).

Одна из причин, почему графит разрушается, заключается в выделении кислорода на его поверхности. Но при высокой концентрации хлора в грунтовых электролитах процесс разрушения графита под воздействием кислорода замедляется, поскольку хлор выделяется намного быстрее кислорода. Поэтому графитовые АЗ демонстрируют хорошие показатели в морской воде и прочих средах, содержащих хлор.

Материалы, содержащие графит, также имеют ряд недостатков:

  • высокое продольное сопротивление графита;
  • отсутствие стойкости к влажности грунта;
  • подверженность так называемому холодному горению;
  • невысокая рабочая плотность тока.

Оценить скорость анодного растворения подобных материалов сложно из-за наличия в них неэлектродных связующих. С учетом добавленных связующих материалы подразделяют на 2 типа: жесткие — графитопласты, гибкие — графитонаполненная резина или полимеры.

Полимеры

Чтобы получить композицию полимерного электрода, производят пластификацию каучукоосновного связующего, а также вводят в смесь пластификатор и наполнитель, содержащий углерод.

Полимерные аноды привлекательны с точки зрения стоимости, но имеют ряд существенных недостатков.

Главный минус такой композиции в том, что электроды на основе подобных полимеров характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкими показателями максимально допустимого анодного тока. При повышении анодного тока электрод разогревается и на границе раздела фаз токоввод-полимерная электропроводная композиция образуется высокоомная оксидная пленка. В результате работа заземлителя полностью блокируется.

Контактный узел электрода на основе полимеров по причине особенностей технологии производства невозможно выполнить при экструзии. Узел устанавливают в электрод, когда последний уже готов. Отсюда и недостатки:

  • невысокая механическая надежность;
  • увеличенное переходное сопротивление контактного узла.

Из-за таких недостатков заземлитель быстро выходит из строя. Вдобавок в процессе растворения полимерный анод оказывает отрицательное влияние на экологию: графит вырабатывается, а в почве остается чистый пластик, не разрушающийся веками.

Ферросилид

Ферросилид — сплав железа с кремнием. Для анодов его используют при обычных плотностях тока с малыми потерями металла. Потери ферросилида варьируются в диапазоне 0,08-0,5 кг/(А • год).

Устойчивость этого сплава против электрохимического разрушения объясняется тем, что на его поверхности образуется проводящая, сцепляющаяся пленка диоксида кремния. Пленка образуется в результате соединения ионов кремния с кислородом. Со временем она покрывает всю поверхность АЗ и не дает ионам железа выйти, за счет чего препятствует растворению анода.

Поскольку процессы, протекающие на анодном заземлении, осуществляются с участием электронов, скорость их протекания зависит от величины стекающего, т.е. защитного тока.

Железокремнистые анодные заземлители в условиях преимущественного выделения кислорода на аноде работают лучше, чем графитовые. Применение ферросилида в разных грунтах продемонстрировало его высокую эффективность как материала изготовления точечных заземлителей: как поверхностных, так и глубинных.

Магнетит

Магнетит — перспективный материал для изготовления анодных заземлителей. Представляет собой сплав на основе оксидов железа. Магнетитовые изделия производят путем отливок при высокой температуре с использованием специальных добавок. Литой электрод получается гладким, плотным и твердым, напоминая стекло. Скорость растворения магнетита — 0,02 кг/(А•год).

Анодное растворение магнетита проходит по такому же принципу, как у ферросилида, но есть несколько отличий. Магнетит обладает большей допустимостью плотности тока, поэтому подходит для широкого применения в различных грунтах и морской воде. Но у него как у материала для анодных заземлителей есть существенные недостатки: сложный технологический процесс и высокая стоимость конечных изделий.

Платина и платинированные металлы

Современный опыт катодной защиты включает использование в качестве материала анодных заземлителей платинированного титана. Такие аноды имеют трубчатую форму и сердечник из меди. Их диаметр составляет от 3 до 25,6 мм. Изделия покрыты платиновым слоем толщиной 20 мкм. У платинированного титана как анода есть не только преимущества, но и недостатки: хрупкость, ломкость, высокая цена. Скорость растворения металла находится на уровне 0,08-0,15 кг/(А•год).

Аноды на основе покрытого платиной тантала целесообразно применять в условиях высокого рабочего напряжения в системах катодной з

ащиты, в которых возможна авторегулировка потенциала. Поскольку пластина отличается высокой химической стойкостью, платинированные аноды допустимо использовать при плотности анодного тока в пределах 2000-3000 А/м2.

Что касается применения чистой платины, то такая возможность ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью металла. По этим причинам платину используют только в двух видах: как тонкослойное покрытие на подложке из подверженных пассивации металлов тантала, титана, ниобия или в виде сетки (проволоки), укрепленной в диэлектрической основе. В процессе продолжительных испытаний при плотностях тока в пределах 4,4-40 А/м2 сплавов титана и никеля для анодов в системах катодной защиты было выявлено, что расход материала составляет 1-10 г/(А • год).

Такие результаты были бы впечатляющими, не будь процесса образования питтингов. Если на поверхности анода выделяется кислород или хлор, скорость саморастворения анода возрастает из-за подкисления слоя при электроде пропорционально плотности тока. С учетом этого литые аноды из титана с никелем нельзя признать надежными в плане обеспечения работы катодной защиты.

Вывод

Проектируя системы электрохимзащиты, нужно учитывать все плюсы и минусы материалов заземлителей. Лишь правильное понимание протекающих на АЗ процессов позволяет проектировщикам ЭХЗ грамотно подобрать анодный заземлитель в соответствии со свойствами материала и среды, в которой он будет работать в дальнейшем, а также дать верный прогноз по поводу периода эксплуатации.

Принцип работы -Электрохимический датчик газа

Принципиальные схемы газового датчика электрохимического типа и химических реакций

Датчик газа Фигаро Электрохимический тип представляет собой амперометрический топливный элемент с двумя электродами. Основными компонентами двух электродных датчиков газа являются рабочий (чувствительный) электрод, противоэлектрод и ионный проводник между ними. Когда токсичный газ, такой как оксид углерода (CO), контактирует с рабочим электродом, на рабочем электроде происходит окисление газа CO в результате химической реакции с молекулами воды в воздухе (см. Уравнение 1).

CO + H 2 O → CO 2 + 2H + + 2e … (1)

Соединение рабочего электрода и противоэлектрода посредством короткого замыкания позволит протонам (H +), генерируемым на рабочем электроде, течь к противоэлектроду через ионный проводник. Кроме того, генерируемые электроны перемещаются к противоэлектроду по внешней проводке. На противоэлектроде будет происходить реакция с кислородом воздуха (см. Уравнение 2).

(1/2) O 2 + 2H + + 2e → H 2 O… (2)

Общая реакция показана в уравнении 3. Датчик газа электрохимического типа Figaro работает как батарея, при этом газ является активным материалом для этой общей реакции батареи.

CO + (1/2) O 2 → CO 2 … (3)

Путем измерения тока между рабочим электродом и противоэлектродом этот электрохимический элемент можно использовать в качестве датчика газа.

Теоретическое уравнение для обнаружения CO

Чтобы измерить выходной ток датчика, он должен быть подключен к внешней цепи. Управляя потоком газа к рабочему электроду с помощью диффузионной пленки, выходной ток, протекающий по внешней цепи, будет пропорционален концентрации газа (см. Уравнение 4 и диаграмму справа). Линейная зависимость концентрации газа от выходного сигнала сенсора делает эту технологию идеальной для приложений обнаружения газа.

I = F × (A / σ) × D × C × n… (4)

где:
I: Выход датчика
F: Постоянная Фарадея
A: Площадь поверхности диффузионной пленки
σ : Толщина диффузионной пленки
D: Коэффициент диффузии газа
C: Концентрация газа
n: Количество реакционных электронов

Характеристики

Потенциал окисления газообразного СО (выраженный в уравнении 1) ниже, чем потенциал окисления электрода (2H + + 2e ⇔ H 2 ), т.е.е. окисление CO имеет менее благородный потенциал, чем раскисление. Поскольку эта реакция протекает легко, для стимуляции химической реакции сенсора не требуется никакой внешней энергии, в отличие от сенсоров трехэлектродного типа. В результате этот датчик с двумя электродами обеспечивает превосходные характеристики помехоустойчивости, повторяемости и энергопотребления.

,

Катодная защита трубопроводов от коррозии: оборудование, принцип действия

Средства защиты от коррозии позволяют продлить срок службы металлической конструкции, а также сохранить ее технические и физические свойства в процессе эксплуатации. Несмотря на разнообразие методов обеспечения антикоррозионного действия, полностью защитить предметы от повреждений ржавчиной удается лишь в редких случаях.

Эффективность такой защиты зависит не только от качества технологии защиты, но и от условий ее применения.В частности, для сохранения металлической конструкции трубопроводов наилучшие их свойства демонстрирует электрохимическая защита от коррозии, основанная на работе катодов. Предотвращение образования ржавчины на таких коммуникациях, конечно, не единственная сфера применения данной технологии, но по совокупности характеристик это направление можно считать наиболее актуальным для электрохимической защиты.

Общие сведения по электрохимической защите

Защита металлов от ржавчины за счет электрохимического воздействия основана на зависимости электродного потенциала материала от скорости процесса коррозии.Металлоконструкции следует эксплуатировать в диапазоне потенциалов, при котором их анодное растворение будет ниже допустимого предела. Последнее, кстати, определяется технической документацией по эксплуатации конструкции.

На практике электрохимическая защита от коррозии подразумевает подключение к готовому продукту источника постоянного тока. Электрическое поле на поверхности и в структуре защищаемого объекта формирует поляризацию электродов, что также контролирует процесс коррозионного повреждения.По сути, анодные зоны на металлической конструкции становятся катодными, что позволяет смещать негативные процессы, обеспечивая сохранность конструкции целевого объекта.

Принцип действия катодной защиты

Различают катодную и анодную защиту электрохимического типа. Первая концепция, которая применяется для защиты трубопроводов, по-прежнему пользуется наибольшей популярностью. По общему принципу при реализации этого метода на объект с отрицательным полюсом подается ток от внешнего источника.В частности, таким образом можно защитить стальную или медную трубу, что приведет к поляризации катодных секций с переходом их потенциалов в анодное состояние. В результате коррозионная активность защищаемой конструкции снизится практически до нуля.

Причем катодная защита может иметь разные варианты исполнения. Описанный выше метод поляризации от внешнего источника широко практикуется, но эффективен метод деаэрации электролита с уменьшением скорости катодных процессов, а также создание защитного барьера.

Неоднократно отмечалось, что принцип катодной защиты реализуется за счет внешнего источника тока. Собственно, основная функция антикоррозийной защиты заключается в ее работе. Эти задачи выполняются специальными станциями, которые, как правило, являются частью общей инфраструктуры обслуживания трубопроводов.

Станции катодной защиты от коррозии

Основной функцией катодной станции является обеспечение стабильного электропитания целевого металлического объекта методом катодной поляризации.Такое оборудование используют в инфраструктуре подземных газо- и нефтепроводов, в трубах водоснабжения, тепловых сетях и т. Д.

Существует множество разновидностей таких источников, и наиболее распространенное устройство катодной защиты предполагает наличие:

  • преобразовательное оборудование тока;
  • провода для подключения к охраняемому объекту;
  • анодное заземление.

В данном случае происходит разделение станций на инверторные и трансформаторные.Существуют и другие классификации, но они ориентированы на сегментацию растений либо по применению, либо по техническим характеристикам и параметрам входных данных. Основные принципы работы наиболее наглядно иллюстрируют два типа катодных станций.

Трансформаторные установки катодной защиты

Сразу отметим, что данный тип станций является устаревшим. На смену ему приходят инверторные аналоги, у которых есть как плюсы, так и минусы. Так или иначе, модели трансформаторов используются даже в новых точках электрохимической защиты.

В основе таких объектов используется низкочастотный трансформатор на 50 Гц и тиристорный преобразователь. Для тиристорной системы управления используются простейшие устройства, среди которых фазово-импульсные регуляторы мощности. Более ответственный подход к решению управленческих задач предполагает использование контроллеров с широким набором функций.

Современные трубопроводы катодной защиты от коррозии с таким оборудованием позволяют регулировать параметры выходного тока, показателей напряжения и выравнивать защитные потенциалы.Что касается недостатков трансформаторного оборудования, то они сводятся к высокой степени пульсаций тока на выходе при низком коэффициенте мощности. Этот дефект объясняется не синусоидальной формой тока.

Решить проблему с пульсацией в определенной степени позволяет введение в систему низкочастотного дросселя, но его габариты соответствуют габаритам самого трансформатора, что не всегда делает такое дополнение возможным.

Инверторная станция катодной защиты

Инверторные установки основаны на импульсных высокочастотных преобразователях.Одно из главных преимуществ использования этого типа станций — высокий КПД, достигающий 95%. Для сравнения, по трансформаторным установкам этот показатель в среднем достигает 80%.

Иногда на передний план выходят другие. Например, небольшие размеры инверторных станций расширяют возможности их применения в сложных областях. Есть и финансовые преимущества, подтверждающие практику использования такого оборудования. Таким образом, инверторная катодная защита трубопроводов от коррозии быстро окупается и требует минимальных вложений в техническое содержание.Однако эти качества отчетливо видны только при сравнении с трансформаторными установками, но сегодня есть более эффективные новые средства обеспечения током трубопроводов.

Конструкции катодных станций

Такое оборудование представлено на рынке в различных корпусах, формах и размерах. Безусловно, широко распространена практика индивидуального проектирования таких систем, что позволяет не только получить оптимальную конструкцию под конкретные нужды, но и обеспечить необходимые эксплуатационные параметры.

Строгий расчет символа

.

Катодная защита трубопроводов от коррозии: оборудование, принцип действия

Средства защиты от коррозии позволяют продлить срок службы металлической конструкции, а также сохранить ее технические и физические свойства в процессе эксплуатации. Несмотря на разнообразие методов обеспечения антикоррозионного действия, полностью защитить предметы от повреждений ржавчиной удается лишь в редких случаях.

Эффективность такой защиты зависит не только от качества технологии защиты, но и от условий ее применения.В частности, для сохранения металлической конструкции трубопроводов наилучшие их свойства демонстрирует электрохимическая защита от коррозии, основанная на работе катодов. Предотвращение образования ржавчины на таких коммуникациях, конечно, не единственная сфера применения данной технологии, но по совокупности характеристик это направление можно считать наиболее актуальным для электрохимической защиты.

Общие сведения по электрохимической защите

Защита металлов от ржавчины за счет электрохимического воздействия основана на зависимости электродного потенциала материала от скорости процесса коррозии.Металлоконструкции следует эксплуатировать в диапазоне потенциалов, при котором их анодное растворение будет ниже допустимого предела. Последнее, кстати, определяется технической документацией по эксплуатации конструкции.

На практике электрохимическая защита от коррозии подразумевает подключение к готовому продукту источника постоянного тока. Электрическое поле на поверхности и в структуре защищаемого объекта формирует поляризацию электродов, что также контролирует процесс коррозионного повреждения.По сути, анодные зоны на металлической конструкции становятся катодными, что позволяет смещать негативные процессы, обеспечивая сохранность конструкции целевого объекта.

Принцип действия катодной защиты

Различают катодную и анодную защиту электрохимического типа. Первая концепция, которая применяется для защиты трубопроводов, по-прежнему пользуется наибольшей популярностью. По общему принципу при реализации этого метода на объект с отрицательным полюсом подается ток от внешнего источника.В частности, таким образом можно защитить стальную или медную трубу, что приведет к поляризации катодных секций с переходом их потенциалов в анодное состояние. В результате коррозионная активность защищаемой конструкции снизится практически до нуля.

Причем катодная защита может иметь разные варианты исполнения. Описанный выше метод поляризации от внешнего источника широко практикуется, но эффективен метод деаэрации электролита с уменьшением скорости катодных процессов, а также создание защитного барьера.

Неоднократно отмечалось, что принцип катодной защиты реализуется за счет внешнего источника тока. Собственно, основная функция антикоррозийной защиты заключается в ее работе. Эти задачи выполняются специальными станциями, которые, как правило, являются частью общей инфраструктуры обслуживания трубопроводов.

Станции катодной защиты от коррозии

Основной функцией катодной станции является обеспечение стабильного электропитания целевого металлического объекта методом катодной поляризации.Такое оборудование используют в инфраструктуре подземных газо- и нефтепроводов, в трубах водоснабжения, тепловых сетях и т. Д.

Существует множество разновидностей таких источников, и наиболее распространенное устройство катодной защиты предполагает наличие:

  • преобразовательное оборудование тока;
  • провода для подключения к охраняемому объекту;
  • анодное заземление.

В данном случае происходит разделение станций на инверторные и трансформаторные.Существуют и другие классификации, но они ориентированы на сегментацию растений либо по применению, либо по техническим характеристикам и параметрам входных данных. Основные принципы работы наиболее наглядно иллюстрируют два типа катодных станций.

Трансформаторные установки катодной защиты

Сразу отметим, что данный тип станций является устаревшим. На смену ему приходят инверторные аналоги, у которых есть как плюсы, так и минусы. Так или иначе, модели трансформаторов используются даже в новых точках электрохимической защиты.

В основе таких объектов используется низкочастотный трансформатор на 50 Гц и тиристорный преобразователь. Для тиристорной системы управления используются простейшие устройства, среди которых фазово-импульсные регуляторы мощности. Более ответственный подход к решению управленческих задач предполагает использование контроллеров с широким набором функций.

Современные трубопроводы катодной защиты от коррозии с таким оборудованием позволяют регулировать параметры выходного тока, показателей напряжения и выравнивать защитные потенциалы.Что касается недостатков трансформаторного оборудования, то они сводятся к высокой степени пульсаций тока на выходе при низком коэффициенте мощности. Этот дефект объясняется не синусоидальной формой тока.

Решить проблему с пульсацией в определенной степени позволяет введение в систему низкочастотного дросселя, но его габариты соответствуют габаритам самого трансформатора, что не всегда делает такое дополнение возможным.

Инверторная станция катодной защиты

Инверторные установки основаны на импульсных высокочастотных преобразователях.Одно из главных преимуществ использования этого типа станций — высокий КПД, достигающий 95%. Для сравнения это i

.

Катодная защита трубопроводов от коррозии: оборудование, принцип действия

Средства защиты от коррозии позволяют продлить срок службы металлической конструкции, а также сохранить ее технические и физические свойства в процессе эксплуатации. Несмотря на разнообразие методов обеспечения антикоррозионного действия, полностью защитить предметы от повреждений ржавчиной удается лишь в редких случаях.

Эффективность такой защиты зависит не только от качества технологии защиты, но и от условий ее применения.В частности, для сохранения металлической конструкции трубопроводов наилучшие их свойства демонстрирует электрохимическая защита от коррозии, основанная на работе катодов. Предотвращение образования ржавчины на таких коммуникациях, конечно, не единственная сфера применения данной технологии, но по совокупности характеристик это направление можно считать наиболее актуальным для электрохимической защиты.

Общие сведения по электрохимической защите

Защита металлов от ржавчины за счет электрохимического воздействия основана на зависимости электродного потенциала материала от скорости процесса коррозии.Металлоконструкции следует эксплуатировать в диапазоне потенциалов, при котором их анодное растворение будет ниже допустимого предела. Последнее, кстати, определяется технической документацией по эксплуатации конструкции.

На практике электрохимическая защита от коррозии подразумевает подключение к готовому продукту источника постоянного тока. Электрическое поле на поверхности и в структуре защищаемого объекта формирует поляризацию электродов, что также контролирует процесс коррозионного повреждения.По сути, анодные зоны на металлической конструкции становятся катодными, что позволяет смещать негативные процессы, обеспечивая сохранность конструкции целевого объекта.

Принцип действия катодной защиты

Различают катодную и анодную защиту электрохимического типа. Первая концепция, которая применяется для защиты трубопроводов, по-прежнему пользуется наибольшей популярностью. По общему принципу при реализации этого метода на объект с отрицательным полюсом подается ток от внешнего источника.В частности, таким образом можно защитить стальную или медную трубу, что приведет к поляризации катодных секций с переходом их потенциалов в анодное состояние. В результате коррозионная активность защищаемой конструкции снизится практически до нуля.

Причем катодная защита может иметь разные варианты исполнения. Описанный выше метод поляризации от внешнего источника широко практикуется, но эффективен метод деаэрации электролита с уменьшением скорости катодных процессов, а также создание защитного барьера.

Неоднократно отмечалось, что принцип катодной защиты реализуется за счет внешнего источника тока. Собственно, основная функция защиты от коррозии заключается в ее работе. Эти задачи выполняются специальными станциями, которые, как правило, являются частью общей инфраструктуры обслуживания трубопроводов.

Станции катодной защиты от коррозии

Основной функцией катодной станции является обеспечение стабильного электропитания целевого металлического объекта методом катодной поляризации.Такое оборудование используют в инфраструктуре подземных газо- и нефтепроводов, в трубах водоснабжения, тепловых сетях и т. Д.

Существует множество разновидностей таких источников, и наиболее распространенное устройство катодной защиты предполагает наличие:

  • преобразовательное оборудование тока;
  • провода для подключения к охраняемому объекту;
  • анодное заземление.

В данном случае происходит разделение станций на инверторные и трансформаторные.Существуют и другие классификации, но они ориентированы на сегментацию растений либо по применению, либо по техническим характеристикам и параметрам входных данных. Основные принципы работы наиболее наглядно иллюстрируют два типа катодных станций.

Трансформаторные установки катодной защиты

Сразу отметим, что данный тип станций является устаревшим. На смену ему приходят инверторные аналоги, у которых есть как плюсы, так и минусы. Так или иначе, модели трансформаторов используются даже в новых точках электрохимической защиты.

В основе таких объектов используется низкочастотный трансформатор на 50 Гц и тиристорный преобразователь. Для тиристорной системы управления используются простейшие устройства, среди которых фазово-импульсные регуляторы мощности. Более ответственный подход к решению управленческих задач предполагает использование контроллеров с широким набором функций.

Современные трубопроводы катодной защиты от коррозии с таким оборудованием позволяют регулировать параметры выходного тока, показателей напряжения и выравнивать защитные потенциалы.Что касается недостатков трансформаторного оборудования, то они сводятся к высокой степени пульсаций тока на выходе при низком коэффициенте мощности. Этот дефект объясняется не синусоидальной формой тока.

Решить проблему с пульсацией в определенной степени позволяет введение в систему низкочастотного дросселя, но его габариты соответствуют габаритам самого трансформатора, что не всегда делает такое дополнение возможным.

Инверторная станция катодной защиты

Инверторные установки основаны на импульсных высокочастотных преобразователях.Одно из главных преимуществ использования этого типа станций — высокий КПД, достигающий 95%. Для сравнения, по трансформаторным установкам этот показатель в среднем достигает 80%.

Иногда на передний план выходят другие. Например, небольшие размеры инверторных станций расширяют возможности их применения в сложных областях. Есть и финансовые преимущества, подтверждающие практику использования такого оборудования. Таким образом, инверторная катодная защита трубопроводов от коррозии быстро окупается и требует минимальных вложений в техническое содержание.Однако эти качества отчетливо видны только при сравнении с трансформаторными установками, но сегодня есть более эффективные новые средства обеспечения током трубопроводов.

Конструкции катодных станций

Такое оборудование представлено на рынке в различных корпусах, формах и размерах. Безусловно, широко распространена практика индивидуального проектирования таких систем, что позволяет не только получить оптимальную конструкцию под конкретные нужды, но и обеспечить необходимые эксплуатационные параметры.

Строгий расчет по характеристикам станции позволяют

.