Варианты электрохимической защиты от коррозии трубо-проводов – плюсы и минусы способов
До этих пор при обустраивании протяжённых трубопроводов промышленных предприятий самым популярным материалом изготовления труб считается сталь. Обладая большим количеством высоких свойств, например как механическая стабильность, способность работать при больших значениях внутренних давления и температуры и устойчивость к сезонным перепадам погодных условий, сталь имеет и существенный недостаток: предрасположенность к коррозии, приводящей к разрушению изделия и, исходя из этого, неработоспособности всей системы.
Один из защитных способовнравится от этой угрозы – электрохимический, включающий катодную и анодную защиту трубо-проводов; про специфики и разновидностях электрохимической защиты от коррозии будет рассказано ниже.
Обозначение электрохимической защиты
Электрохимическая защита трубо-проводов от ржавчины – процесс, выполняемый при влиянии постоянного электрического поля на предохраняемый объект из металлов или сплавов. Потому как в большинстве случаев доступен для работы электрический ток, применяются специализированные выпрямители для изменения его в постоянный.
В случае электрохимической защиты от коррозии трубо-проводов защищаемый объект путём подачи на него электромагнитного поля приобретает негативный потенциал, другими словами выполняется катодом.
Исходя из этого, если ограждаемый от ржавчины патрубок становится «минусом», то заземление, подводящееся к нему, – «плюсом» (т.е. анодом).
Противокорозийная защита по такой методике невозможна без присутствия электролитической, с хорошей проводимостью, среды. В случае благоустройства трубо-проводов под землёй её функцию делает грунт. Контакт же электродов обеспечивается путём использования отлично проводящих переменный ток компонентов из металлов и сплавов.
В ходе протекания процесса между средой-электролитом (в этом случае грунтом) и защищаемым от ржавчины элементом появляется систематическая разница потенциалов, значение которой находится под контролем с помощью высоковольтных вольтметров.
Классификация методик электрохимической электрохимической защиты от коррозии
Этот метод предостережения коррозии был предложен в 20-х годах Девятнадцатого века и сначала применялся в изготовлении судов: медные корпуса кораблей обшивались протекторами-анодами, существенно снижающими скорость корродирования металла.
После того, как была поставлена результативность новой технологии, открытие стало широко использоваться в остальных областях промышленности. Через определенный промежуток времени оно было признано одним из наиболее результативных способов защиты металлов.
На данный момент применяется два основных типа электрохимической защиты от коррозии трубо-проводов от ржавчины:
- Очень простой способ: к изделию из металла, требующему оберегания от ржавчины, подводится внешний источник переменного тока. В таком исполнении сама деталь приобретает негативный заряд и становится катодом, роль же анода выполняют инертные, не зависящие от конструкции, электроды.
- Гальванический метод. Нуждающаяся в защите деталь граничит с защитной (протекторной) пластиной, изготавливаемой из металлов с большими значениями негативного электрического потенциала: алюминия, магния, цинка и их сплавов. Анодами в данном варианте становятся оба металлических элемента, а медлительное электрохимическое разрушение пластины-протектора гарантирует поддержание в стальном изделии необходимого катодного тока. Через больше или меньше продолжительное время, в зависимости от показателей пластины, она растворяется полностью.
Характеристики первого метода
Данный способ ЭХЗ трубо-проводов, в силу простоты, наиболее распространён. Применятся он для оберегания больших конструкций и компонентов, например, трубо-проводов подземного и наземного типов.
Методика помогает сопротивляться:
- питтинговой коррозии;
- коррозии из-за присутствия в зоне расположения элемента блуждающих токов;
- коррозии нержавейки межкристального типа;
- трещине латунных компонентов вследствие очень высокого напряжения.
Характеристики второго метода
Такая технология предназначен, в отличии от первой, также в целях защиты изделий маленьких размеров. Методика очень популярна в Америке, тогда как в РФ применяется нечасто. Проблема в том, что для проведения гальванической электрохимическая защита трубо-проводов требуется присутствие на изделии изоляционного покрытия, а в Российской Федерации магистральные магистрали из труб аналогичным образом не отделываются.
Характерности ЭХЗ трубо-проводов
Основной причиной выхода трубо-проводов из строя (частичной разгерметизации или полного разрушения индивидуальных элементов) считается коррозия металла. В результате образования на поверхности изделия ржавчины на его поверхности появляются микроразрывы, раковины (каверны) и трещины, понемногу которые приводят к выходу системы из строя. Тем более такая проблема важна для труб, пролегающих под землёй и все время сопрекасающихся с почвенными водами.
Рабочий принцип электрохимической защиты от коррозии трубо-проводов от ржавчины подразумевает создание разности электрических потенциалов и реализовывается 2-мя описанными выше способами.
В результате проведения измерений на местности было обнаружено, что нужный потенциал, при котором замедляется любой процесс ржавления, составляет –0,85 В; у присутствующих же под слоем земли компонентов трубопровода его натуральное значение равно –0,55 В.
Чтобы значительно замедлить разрушительные процессы материалов, необходимо добиться снижения катодного потенциала защищаемой детали на 0,3 В. Если достичь этого, скорость коррозии элементов из стали не будет превосходить значений 10 мкм/год.
Одну из очень серьёзных угроз изделиям из металла представляют блуждающие токи, другими словами электрические токи в газах, проникающие в почву вследствие работы заземлений линий передачи энергии (ЛЭП), громоотводов или передвижения по рельсам поездов. Невозможно определить, в какое время и где они проявятся.
Разрушающее влияние блуждающих токов на элементы из стали конструкций вырисовывается, когда данные детали обладают позитивным электрическим потенциалом относительно электролитической среды (в случае трубо-проводов – грунта). Катодная методика сообщает защищаемому изделию негативный потенциал, из-за чего опасность коррозии из-за данного момента исключается.
Лучшим способом оснащения контура электротоком считается применение внешнего энергетического источника: он гарантирует подачу напряжения, достаточного для «пробивания» удельного сопротивления грунта.
В большинстве случаев в роли такого источника выступают воздушные линии передачи энергии с мощностями 6 и 10 кВт. В случае отсутствия на участке пролегания трубопровода ЛЭП необходимо применять резервные электростанции мобильного типа, функционирующие на газе и дизельном топливе.
Что необходимо для катодной электрохимической защиты
Для оснащения снижения коррозии на участках пролегания трубо-проводов применяются особенные устройства, именуемые станциями электрохимической защиты от коррозии (СКЗ).
Эти станции в себя включают такие элементы:
- заземление, выступающее в роли анода;
- генератор постоянного тока;
- контрольный центр, измерений и управления процессом;
- соединительные устройства (провода и кабели).
Станции электрохимической защиты от коррозии вполне успешно выполняют главную функцию, при подсоединении к независимому генератору или ЛЭП защищая сразу несколько размещенных неподалеку участков трубо-проводов.
Настраивать параметры тока можно как ручным способом (заменяя трансформаторные обмотки), так и в автоматическом режиме (в случае, когда в контуре есть тиристоры).
Наиболее совершенной среди используемых на территории РФ станций электрохимической защиты от коррозии признаётся «Минерва-3000» (проект СКЗ по заказу «Газпрома» создали французскими инженерами). Одна такая станция позволяет гарантировать безопасность около тридцати километров пролегающего под землёй трубопровода.
- большой уровень мощности;
- возможность быстрого восстановления после появления перегрузок (не больше 15 секунд);
- оснащённость нужными для контроля рабочих режимов узлами цифровой регулировки системы;
- полностью герметичные ответственные узлы;
- возможность контролировать функционирование установки удалённо, при подсоединении особенного оборудования.
Вторая самая востребованная в Российской Федерации СКЗ – «АСКГ-ТМ» (адаптивная телемеханизированная станция электрохимической защиты от коррозии). Мощность подобных станций меньше, чем вышеупомянутых (от 1 до 5 кВт), однако их возможности автоматизированного контроля работы улучшены благодаря наличию в исходной комплектации телеметрического комплекса с ДУ..
Две станции просят источника напряжения мощностью 220 В, управляются при помощи модулей GPRS и отличаются достаточно компактными размерами — 500?400?900 мм при весе 50 кг. Эксплуатационный период СКЗ – от 20 лет.