Katoninė vamzdynų apsauga nuo korozijos: įranga, veikimo principas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Apsaugos nuo korozijos priemonės leidžia pailginti metalinės konstrukcijos tarnavimo laiką, taip pat eksploatacijos metu išsaugoti jos technines ir fizines savybes. Nepaisant antikorozinio poveikio metodų įvairovės, visiškai apsaugoti objektus nuo rūdžių pažeidimų įmanoma tik retais atvejais.

Tokios apsaugos efektyvumas priklauso ne tik nuo protektoriaus technologijos kokybės, bet ir nuo jos taikymo sąlygų. Visų pirma, siekiant išsaugoti vamzdynų metalinę konstrukciją, elektrocheminė apsauga nuo korozijos, pagrįsta katodų veikimu, demonstruoja geriausias savo savybes. Rūdžių susidarymo prevencija ant tokių komunikacijų, žinoma, nėra vienintelė šios technologijos taikymo sritis, tačiau charakteristikų derinio atžvilgiu ši kryptis gali būti laikoma tinkamiausia elektrocheminei apsaugai.

Bendra informacija apie elektrocheminę apsaugą

Metalų apsauga nuo rūdžių elektrocheminiu poveikiu pagrįsta medžiagos elektrodo potencialo priklausomybe nuo korozijos proceso greičio. Tam turi būti naudojamos metalinės konstrukcijospotencialo diapazonas, kuriame jų anodinis tirpimas bus mažesnis už priimtiną ribą. Pastarąjį, beje, lemia objekto eksploatavimo techninė dokumentacija.

Praktiškai elektrocheminė apsauga nuo korozijos apima š altinio su nuolatine srove prijungimą prie galutinio produkto. Saugomo objekto paviršiuje ir struktūroje esantis elektrinis laukas formuoja elektrodų poliarizaciją, kuri taip pat kontroliuoja korozijos pažeidimo procesą. Iš esmės metalinės konstrukcijos anodo zonos tampa katodinės, o tai leidžia išstumti neigiamus procesus, užtikrinant tikslinio objekto struktūros išsaugojimą.

Katodinės apsaugos veikimo principas

Yra katodinė ir anodinė elektrocheminio tipo apsauga. Nepaisant to, pirmoji koncepcija, naudojama vamzdynams apsaugoti, sulaukė didžiausio populiarumo. Pagal bendrą principą, įgyvendinant šį metodą, į objektą iš išorinio š altinio tiekiama srovė su neigiamu poliumi. Visų pirma, tokiu būdu galima apsaugoti plieninį arba varinį vamzdį, dėl kurio katodo sekcijų poliarizacija įvyks, kai jų potencialai pereina į anodo būseną. Dėl to saugomos konstrukcijos korozinis aktyvumas sumažės beveik iki nulio.

Tuo pačiu metu katodinės apsaugos versijos gali būti skirtingos. Aukščiau aprašyta poliarizacijos iš išorinio š altinio technika yra plačiai praktikuojama, tačiau efektyviai veikia ir elektrolitų deaeracijos metodas, sumažinant katodinių procesų greitį, taip pat sukuriant apsauginį barjerą.

Ne kartą buvo pastebėta, kad katodinės apsaugos principas įgyvendinamas naudojant išorinį srovės š altinį. Tiesą sakant, pagrindinė antikorozinės apsaugos funkcija yra jos darbas. Šias užduotis atlieka specialios stotys, kurios, kaip taisyklė, yra bendros vamzdynų priežiūros infrastruktūros dalis.

Katodinės apsaugos nuo korozijos stotys

Pagrindinė katodo stoties funkcija yra užtikrinti stabilią srovę tiksliniam metaliniam objektui pagal katodo poliarizacijos metodą. Tokia įranga naudojama požeminių dujotiekių ir naftotiekių infrastruktūroje, vandentiekio vamzdžiuose, šilumos tinkluose ir kt.

Tokių š altinių yra daug, o dažniausiai naudojamas katodinės apsaugos įtaisas užtikrina:

• dabartinė keitiklio įranga;
• laidai prijungti prie saugomo objekto;
• anodo įžeminimo elektrodas.

Tuo pačiu metu stotys skirstomos į keitiklius ir transformatorius. Yra ir kitų klasifikacijų, tačiau jos orientuotos į įrenginių skirstymą į segmentus pagal paskirtį arba pagal technines charakteristikas ir įvesties duomenų parametrus. Pagrindinius veikimo principus aiškiausiai iliustruoja nurodytos dviejų tipų katodinės stotys.

Transformatorių įrengimas katodinei apsaugai

Reikėtų iš karto pažymėti, kad tokio tipo stotis yra pasenusi. Jį keičia inverterių analogai, kurie turi ir pliusų, ir minusų. bet kokiu atvejutransformatorių modeliai naudojami net naujuose elektrocheminės apsaugos taškuose.

Tokių objektų pagrindas yra 50 Hz žemo dažnio transformatorius ir tiristorinis keitiklis. Tiristoriaus valdymo sistemai naudojami paprasčiausi įrenginiai, įskaitant fazinio impulso galios valdiklius. Atsakingesnis požiūris sprendžiant valdymo problemas apima valdiklių su plačiu funkcionalumu naudojimą.

Šiuolaikinė vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos su tokia įranga leidžia reguliuoti išėjimo srovės parametrus, įtampos rodiklius, taip pat išlyginti apsauginius potencialus. Kalbant apie transformatorių įrangos trūkumus, jie yra susiję su dideliu srovės pulsacijos laipsniu išėjime esant mažam galios koeficientui. Šis trūkumas nepaaiškinamas sinusoidine srovės forma.

Norint išspręsti pulsacijos problemą, iki tam tikro laipsnio į sistemą galima įvesti žemo dažnio droselį, tačiau jo matmenys atitinka paties transformatoriaus matmenis, todėl ne visada galimas papildymas.

Katoninės apsaugos keitiklio stotis

Inverterio tipo įrenginiai yra pagrįsti impulsiniais aukšto dažnio keitikliais. Vienas iš pagrindinių tokio tipo stočių naudojimo privalumų yra didelis efektyvumas, siekiantis 95%. Palyginimui, transformatorių įrenginių atveju šis skaičius siekia vidutiniškai 80%.

Kartais išryškėja kitos dorybės. Pavyzdžiui, maži inverterių stočių matmenys plečiasigalimybes juos panaudoti sudėtingose vietose. Taip pat yra finansinių pranašumų, kuriuos patvirtina tokios įrangos naudojimo praktika. Taigi inverterinė vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos greitai atsiperka ir reikalauja minimalių investicijų į techninę priežiūrą. Tačiau šios savybės aiškiai matomos tik palyginus su transformatorių instaliacijomis, tačiau šiandien yra veiksmingesnių naujų būdų tiekti srovę vamzdynams.

Katodinių stočių dizainas

Tokios įrangos yra įvairių korpusų, formų ir matmenų rinkoje. Žinoma, plačiai paplitusi ir tokių sistemų individualaus projektavimo praktika, kuri leidžia ne tik gauti optimalų konkrečių poreikių projektą, bet ir numatyti būtinus eksploatacinius parametrus.

Griežtas stoties charakteristikų apskaičiavimas leidžia dar labiau optimizuoti jos įrengimo, transportavimo ir saugojimo išlaidas. Pavyzdžiui, vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos, pagrįsta 10–15 kg masės ir 1,2 kW galios keitikliu, yra gana tinkama mažiems objektams. Tokias charakteristikas turinčią įrangą galima aptarnauti ir automobiliu, tačiau didelės apimties projektams gali būti naudojamos masyvesnės ir sunkesnės stotys, reikalaujančios sunkvežimių, krano ir montavimo komandų prijungimo.

Apsauginė funkcija

Ypatingas dėmesys kuriant katodines stotis skiriamas pačios įrangos apsaugai. Norėdami tai padaryti, mes integruojamesistemos, leidžiančios apsaugoti stotis nuo trumpojo jungimo ir apkrovos pertraukų. Pirmuoju atveju avariniam įrenginių veikimui naudojami specialūs saugikliai.

Kalbant apie galios viršįtampius ir pertrūkius, vargu ar jie rimtai paveiktų katodinės apsaugos stotį, tačiau gali kilti elektros smūgio pavojus. Pavyzdžiui, jei įprastu režimu įranga veikia su maža įtampa, tada po pertraukos indikatorių šuolis gali pasiekti 120 V.

Kiti elektrocheminės apsaugos tipai

Be katodinės apsaugos, taip pat praktikuojamos elektrinio drenažo technologijos, taip pat protektoriaus metodai, apsaugantys nuo korozijos. Perspektyviausia kryptis laikoma speciali apsauga nuo korozijos susidarymo. Šiuo atveju prie tikslinio objekto prijungiami ir aktyvūs elementai, kurie užtikrina paviršiaus transformaciją katodais srovės pagalba. Pavyzdžiui, plieninis vamzdis, kuris yra dujotiekio dalis, gali būti apsaugotas cinko arba aliuminio balionais.

Išvada

Elektrocheminės apsaugos metodai negali būti klasifikuojami kaip nauji ir, be to, naujoviški. Tokios technikos panaudojimo efektyvumas kovojant su rūdijimo procesais buvo įvaldytas jau seniai. Tačiau vienas rimtas trūkumas neleidžia plačiai platinti šio metodo. Faktas yra tas, kad vamzdynų katodinė apsauga nuo korozijos neišvengiamai sukuria vadinamąsias sroves. Jie nėra pavojingi tikslinei struktūrai, tačiau gali turėti neigiamą poveikįnetoliese esantys objektai. Visų pirma, pasklidusi srovė prisideda prie tos pačios korozijos atsiradimo ant gretimų vamzdžių metalinio paviršiaus.