Катодная абарона ад карозіі трубаправодаў: абсталяванне, прынцып працы

Сродкі абароны ад карозіі дазваляюць падоўжыць тэрмін службы металічнай канструкцыі, а таксама захаваць яе тэхніка-фізічныя ўласцівасці ў працэсе эксплуатацыі. Нягледзячы на разнастайнасць метадаў забеспячэння противокоррозийного дзеянні, цалкам зберагчы аб'екты ад паразы іржой атрымоўваецца толькі ў рэдкіх выпадках.

Эфектыўнасць такой абароны залежыць не толькі ад якасці протекторных тэхналогіі, але і ад умоў яе прымянення. У прыватнасці, для зберажэння металічнай структуры трубаправодаў свае лепшыя ўласцівасці дэманструе электрахімічная абарона ад карозіі, заснаваная на працы катодаў. Прадухіленне адукацыі іржы на падобных камунікацыях, зразумела, не адзіная сфера ўжывання дадзенай тэхналогіі, але па сукупнасці характарыстык гэты кірунак можна разглядаць як найбольш актуальнае для электрахімічнай пратэкцыі.

Агульныя звесткі аб электрахімічнай абароне

Абарона металаў ад іржы з дапамогай электрахімічнага ўздзеяння грунтуецца на залежнасці велічыні электродного патэнцыялу матэрыялу ад хуткасці працэсу карозіі. Металічныя канструкцыі павінны эксплуатавацца ў тым дыяпазоне патэнцыялаў, дзе іх аноднае растварэнне будзе ніжэй дапушчальнай мяжы. Апошні, дарэчы, вызначаецца тэхнічнай дакументацыяй па эксплуатацыі збудавання.

На практыцы электрахімічная абарона ад карозіі прадугледжвае падключэнне да гатовага выраба крыніцы з пастаянным токам. Электрычнае поле на паверхні і ў структуры абараняецца аб'екта фармуе палярызацыю электродаў, за кошт якой кіруецца і працэс Каразійная паразы. У сутнасці, анодныя зоны на металічнай канструкцыі становяцца катоднымі, што дазваляе ссоўваць негатыўныя працэсы, забяспечваючы захаванасць структуры мэтавага аб'екта.

Прынцып працы катоднай абароны

Існуе катодная і анодная абарона электрахімічнага тыпу. Найбольшую папулярнасць усё ж атрымала першая канцэпцыя, якая і ўжываецца для абароны трубаправодаў. Па агульным прынцыпе, пры рэалізацыі дадзенага метаду да аб'екта падводзіцца ток з адмоўным полюсам ад вонкавай крыніцы. У прыватнасці, такім чынам можа абараняцца труба стальная або медны, у выніку чаго будзе адбывацца палярызацыя катодных участкаў з пераходам іх патэнцыялаў у аноднае стан. У выніку каразійная актыўнасць абараняецца канструкцыі будзе зведзена практычна да нуля.

Пры гэтым і катодная абарона можа мець розныя варыянты выканання. Шырока практыкуецца вышэйапісаная тэхніка палярызацыі ад вонкавай крыніцы, але эфектыўна дзейнічае і метад деаэрации электраліта з памяншэннем хуткасці катодных працэсаў, а таксама стварэннем протекторных бар'ера.

Ужо не раз адзначалася, што прынцып катоднай абароны рэалізуецца за кошт вонкавага крыніцы току. Уласна, у яго працы і заключаецца галоўная функцыя антыкаразійнай абароны. Выконваюць гэтыя задачы адмысловыя станцыі, якія, як правіла, уваходзяць у агульную інфраструктуру тэхнічнага абслугоўвання трубаправодаў.

Станцыі катоднай абароны ад карозіі

Галоўная функцыя катоднай станцыі заключаецца ў стабільным забеспячэнні токам мэтавага металічнага аб'екта ў адпаведнасці з метадам катоднай палярызацыі. Выкарыстоўваюць такое абсталяванне ў інфраструктуры падземных газа-і нафтаправодаў, у трубах водазабеспячэння, цеплавых сетках і г.д.

Існуе мноства разнавіднасцяў такіх крыніц, пры гэтым найбольш распаўсюджанае прылада катоднай абароны прадугледжвае наяўнасць у складзе:

• абсталявання пераўтваральніка току;
• драты для падводкі да абараняеце аб'екту;
• аноднага заземлителя.

Пры гэтым існуе падзел станцый на інвертарнага і трансфарматарныя. Маюць месца і іншыя класіфікацыі, але яны арыентаваныя на сегментацыю установак або па сферах прымянення, ці ж па тэхнічных характарыстыках і параметрах ўваходных дадзеных. Базавыя прынцыпы працы найбольш ярка ілюструюць пазначаныя два тыпу катодных станцый.

Трансфарматарныя ўстаноўкі катоднай абароны

Адразу варта адзначыць, што гэты від станцый з'яўляецца састарваюцца. На яго змену як раз і прыходзяць інвертарнага аналагі, якія маюць як плюсы, так і мінусы. Так ці інакш, трансфарматарныя мадэлі прымяняюцца нават на новых пунктах забеспячэння электрахімічнай абароны.

У якасці асновы такіх аб'ектаў выкарыстоўваецца нізкачашчынны трансфарматар на 50 Гц і тырыстарны пераўтваральнік. Для сістэмы кіравання тырыстараў прымяняюцца найпростыя прылады, сярод якіх фазоимпульсные рэгулятары магутнасці. Больш адказны падыход да вырашэння задач кіравання мяркуе выкарыстанне кантролераў з шырокім функцыяналам.

Сучасная катодная абарона ад карозіі трубаправодаў з такім абсталяваннем дазваляе рэгуляваць параметры выхаднога току, паказчыкі напружання, а таксама выраўноўваць ахоўныя патэнцыялы. Што тычыцца недахопаў трансфарматарнага абсталявання, то яны зводзяцца да высокай ступені пульсацыі току на выхадзе пры нізкім каэфіцыенце магутнасці. Тлумачыцца гэта загана ня сінусоідай формай току.

Вырашыць праблему з пульсацыяй ў пэўнай меры дазваляе ўкараненне ў сістэму нізкачашчыннага дроселя, але яго габарыты адпавядаюць памерам самога трансфарматара, што не заўсёды робіць магчымым такое дапаўненне.

Інвертарнага станцыя катоднай абароны

Ўстаноўкі інвертарнага тыпу грунтуюцца на імпульсных высокачашчынных пераўтваральніках. Адным з галоўных пераваг ад выкарыстання станцый гэтага тыпу з'яўляецца высокі ККД, які дасягае 95%. Для параўнання, у трансфарматарных установак гэты паказчык у сярэднім дасягае 80%.

Часам на першы план выходзяць і іншыя вартасці. Напрыклад, невялікія габарыты інвертарнага станцый пашыраюць магчымасці для іх прымянення на складаных участках. Ёсць і фінансавыя перавагі, якія пацвярджае практыка прымянення такога абсталявання. Так, інвертарнага катодная абарона ад карозіі трубаправодаў хутка акупляецца і патрабуе мінімальных укладанняў у тэхнічнае ўтрыманне. Зрэшты, гэтыя якасці выразна прыкметныя толькі пры параўнанні з трансфарматарную ўстаноўкамі, але ўжо сёння з'яўляюцца больш эфектыўныя новыя сродкі забеспячэння току для трубаправодаў.

Канструкцыі катодных станцый

Такое абсталяванне прадстаўлена на рынку ў розных карпусах, формах і габарытах. Вядома, распаўсюджана і практыка індывідуальнага праектавання такіх сістэм, што дазваляе не толькі атрымаць аптымальную для канкрэтных патрэб канструкцыю, але і забяспечыць неабходныя эксплуатацыйныя параметры.

Строгі разлік характарыстык станцыі дазваляе ў далейшым аптымізаваць выдаткі на яе ўстаноўку, транспарціроўку і захоўванне. Да прыкладу, для невялікіх аб'ектаў цалкам падыдзе катодная абарона ад карозіі трубаправодаў на інвертарнага аснове масай у 10-15 кг і магутнасцю 1,2 кВт. Абсталяванне з такімі характарыстыкамі можна абслужыць і легкавым аўтамабілем, аднак для маштабных праектаў могуць прымяняцца і больш масіўныя і цяжкія станцыі, якія патрабуюць падлучэння грузавы тэхнікі, пад'ёмнага крана і брыгад мантажнікаў.

ахоўны функцыянал

Асаблівая ўвага пры распрацоўцы катодных станцый надаецца абароне самога абсталявання. Для гэтага інтэгруюцца сістэмы, якія дазваляюць засцерагаць станцыі ад кароткага замыкання і абрыву нагрузак. У першым выпадку выкарыстоўваюцца спецыяльныя засцерагальнікі, якія дазваляюць апрацоўваць аварыйныя рэжымы працы установак.

Што тычыцца скокаў і абрываў напружання, то станцыя катоднай абароны наўрад ці сур'ёзна пацерпіць ад іх, але затое можа ўзнікнуць небяспека паразы токам. Напрыклад, калі ў звычайным рэжыме абсталяванне эксплуатуецца невялікім напругай, то пасля абрыву скачок у паказчыках можа давесці да 120 В.

Іншыя віды электрахімічнай абароны

Акрамя катоднай абароны практыкуюцца і тэхналогіі электрычнага дрэнажу, а таксама протекторных метады прадухілення карозіі. Найбольш перспектыўным напрамкам лічыцца менавіта спецыяльная пратэкцыю ад адукацыі карозіі. У дадзеным выпадку таксама да мэтавага аб'екту падключаюцца актыўныя элементы, якія забяспечваюць пераўтварэнне паверхні з катодамі дапамогай току. Напрыклад, труба стальная ў складзе газаправода можа быць абаронена цынкавых або алюмініевымі цыліндрамі.

заключэнне

Спосабы электрахімічнай абароны нельга аднесці да новых і, тым больш, інавацыйным. Эфектыўнасць прымянення падобных методык у барацьбе з працэсамі іржаўлення засвоеная даўно. Аднак, шырокаму распаўсюджванню гэтага спосабу перашкаджае адзін сур'ёзны недахоп. Справа ў тым, што катодная абарона ад карозіі трубаправодаў непазбежна выпрацоўвае так званыя вандроўныя токі. Яны не небяспечныя для мэтавай канструкцыі, але могуць аказваць негатыўнае ўздзеянне на бліжэйшых аб'екты. У прыватнасці, блукаючы ток спрыяе развіццю той жа карозіі на металічнай паверхні суседніх труб.