Katodna zaštita cevovoda od korozije: oprema, princip rada

Sredstva za zaštitu od korozije mogu produžiti životni vek metalne konstrukcije, kao i očuvati njegove tehničke i fizičke osobine tokom rada. Uprkos različitim metodama za pružanje antikorozivnih dejstava, moguće je u potpunosti štititi predmete od oštećenja rđe samo u rijetkim slučajevima.

Efikasnost takve zaštite ne zavisi samo od kvaliteta zaštitne tehnologije, već i od uslova za njegovu primjenu. Konkretno, za očuvanje metalne strukture cjevovoda, njihova najbolja svojstva pokazuju elektrohemijska zaštita od korozije na osnovu rada katoda. Sprečavanje formiranja rđe na takvim komunikacijama, naravno, nije jedina sfera primjene ove tehnologije, ali u pogledu kombinacije karakteristika ovaj pravac može se smatrati najrelevantnijim za elektrohemijsku zaštitu.

Opšte informacije o elektrohemijskoj zaštiti

Zaštita metala od rđe pomoću elektrohemijske akcije zasniva se na zavisnosti elektrodnog potencijala materijala od brzine procesa korozije. Metalne konstrukcije treba raditi u opsegu potencijala gde će njihovo anodno razlaganje biti ispod dozvoljene granice. Ovo drugo, inače, određuje tehnička dokumentacija za rad strukture.

U praksi, elektrohemijska zaštita od korozije uključuje vezu sa gotovim proizvodom izvora sa konstantnom strujom. Električno polje na površini iu strukturi zaštićenog objekta formira polarizaciju elektroda, što takođe kontroliše proces korozivnog oštećenja. U suštini, anodne zone na metalnoj strukturi postaju katodne, što omogućava prebacivanje negativnih procesa, osiguravajući sigurnost strukture ciljnog objekta.

Princip rada katodne zaštite

Postoji katodna i anodna zaštita elektrohemijskog tipa. Prvi koncept, koji se koristi za zaštitu cevovoda, i dalje je dobio najveću popularnost. Po opštem principu, kada se ovaj metod implementira, struja se primjenjuje na objekt sa negativnim polom iz vanjskog izvora. Konkretno, čelika ili bakarne cevi mogu biti zaštićene, što rezultira polarizacijom katodnih odseka sa prelaskom njihovih potencijala u stanje anoda. Kao rezultat toga, korozivna aktivnost zaštićene strukture će biti svedena na skoro nulu.

U isto vreme, katodna zaštita može imati različite verzije. Gorenavedena tehnika polarizacije iz spoljnog izvora se široko praktikuje, ali je efikasan metod deaeracije elektrolita s smanjenjem brzine procesa katoda, kao i stvaranje zaštitne barijere.

Već je više puta naglašeno da se princip katodne zaštite realizuje zbog vanjskog izvora struje. Zapravo, u svom radu i predstavlja glavnu funkciju zaštite od korozije. Ove zadatke ispunjavaju specijalne stanice, koje su, po pravilu, uključene u opštu infrastrukturu održavanja cjevovoda.

Stanice katodne zaštite od korozije

Glavna funkcija katodne stanice je stabilno napajanje strujnog metala u skladu sa metodom katodne polarizacije. Oni koriste takvu opremu u infrastrukturi podzemnih gasnih i naftnih cjevovoda, vodovodnih cevi, toplotnih mreža itd.

Postoji mnogo vrsta takvih izvora, a najčešći uređaj za katodnu zaštitu podrazumeva prisustvo:

• Trenutna konvertorska oprema;
• Žice za priključivanje na objekat koji treba zaštititi;
• Anodno uzemljenje.

U ovom slučaju postoji odvajanje stanica u pretvaraču i transformatorima. Postoje i druge klasifikacije, ali su orijentisane prema segmentaciji biljaka ili aplikacijama, ili tehničkim karakteristikama i parametrima ulaznih podataka. Osnovni principi rada najjasnije ilustruju dve vrste katodnih stanica.

Transformatorske instalacije za katodnu zaštitu

Odmah je potrebno napomenuti da je ova vrsta stanice zastarela. Zamenjuju ga analogi pretvarača, koji imaju i pluse i minuse. U svakom slučaju, modeli transformatora se koriste čak i na novim tačkama elektrohemijske zaštite.

Osnova takvih objekata je niskofrekventni transformator na 50 Hz i tiristorski pretvarač. Za tiristorski kontrolni sistem koriste se najjednostavniji uređaji, među kojima su kontroleri snage faznog impulsa. Odgovarajući pristup rešavanju upravljačkih zadataka podrazumeva upotrebu kontrolera sa širokim spektrom funkcija.

Savremena katodna zaštita od korozije cevovoda sa takvom opremom omogućava vam da prilagodite parametre izlazne struje, očitavanja napona i čak zaštitnih potencijala. Što se tiče nedostataka transformatorske opreme, oni su smanjeni na visok stepen trenutnog pada na izlazu s faktorom niskog napona. Ovaj defekt se ne objašnjava sinusnim oblicom struje.

Rešavanje problema sa pulsacijom u određenoj meri omogućava uvođenje niskofrekventnog zagušenja u sistem, ali njegove dimenzije odgovaraju dimenzijama samog transformatora, što ne može uvek omogućiti takav dodatak.

Invertorska stanica za katodnu zaštitu

Instalacije tipa invertora su zasnovane na pulznim visokofrekventnim pretvaračima. Jedna od glavnih prednosti korišćenja ove vrste stanice je visoka efikasnost i dostigla je 95%. Za poređenje, u transformatorskim postrojenjima ova cifra u prosjeku dostiže 80%.

Ponekad dolaze u svijet ostale vrijednosti. Na primjer, male dimenzije inverterskih stanica proširuju mogućnosti za njihovu primjenu u složenim oblastima. Postoje i finansijske prednosti koje potvrđuju praksu korišćenja takve opreme. Na taj način se katodna zaštita cevovoda u invertoru brzo isplati i zahteva minimalnu investiciju u tehnički sadržaj. Međutim, ovi kvaliteti su jasno vidljivi samo u poređenju sa transformatorskim instalacijama, ali danas postoje efikasniji novi načini obezbeđivanja struje za cevovode.

Konstrukcije katodnih stanica

Takva oprema je predstavljena na tržištu u različitim zgradama, oblicima i dimenzijama. Naravno, praksa individualnog dizajniranja takvih sistema je široko rasprostranjena, što omogućava ne samo da dobije optimalan dizajn za specifične potrebe, već i da obezbedi neophodne operativne parametre.

Strogo proračunavanje karakteristika stanice omogućava dalje optimiziranje troškova njegove instalacije, transporta i skladištenja. Na primer, za male predmete, prilično je pogodna katodna zaštita od korozije cjevovoda na bazi bazirane na invertoru sa masom od 10-15 kg i snagom od 1,2 kW. Oprema sa ovim karakteristikama može servisirati putnički automobil, međutim, za velike projekte mogu se koristiti masivnije i teške stanice, koje zahtijevaju priključenje kamiona, dizalica i timova montaže.

Zaštitna funkcionalnost

Posebna pažnja u razvoju katodnih stanica data je zaštiti same opreme. U tom cilju integrirani su sistemi za sprečavanje prenosa i kratkog spoja stanica. U prvom slučaju koriste se specijalni osigurači koji omogućavaju rad sa hitnim radom jedinica.

Što se tiče skokova i prekida napona, katodna zaštitna stanica nije vjerovatno da će ih ozbiljno utjecati, ali postoji mogućnost električnog udara. Na primer, ako se u normalnom režimu rada upravlja pomoću niskog napona, nakon pauze skok indikatora može dovesti do 120 V.

Ostale vrste elektrohemijske zaštite

Pored katodne zaštite, primenjuju se i tehnologije električne odvodnje i zaštitne metode za sprečavanje korozije. Najupotrebljiviji smer se smatra posebnom zaštitom od korozije. U ovom slučaju aktivni elementi su takođe povezani sa ciljnim objektom, obezbeđujući transformaciju površine pomoću katoda pomoću struje. Na primer, čelična cijev u gasovodu može se zaštititi cinkom ili aluminijumskim cilindrima.

Zaključak

Metode elektrohemijske zaštite ne mogu se pripisati novim, a naročito inovativnim. Efikasnost korišćenja takvih tehnika u borbi protiv rđanja je dugo vremena usavršena. Međutim, široko širenje ove metode otežava jedna ozbiljna mana. Činjenica je da katodna zaštita od korozije cevovoda neizbežno proizvodi takozvane lutalne struje. Oni nisu opasni za ciljni dizajn, ali mogu imati negativan uticaj na obližnje objekte. Konkretno, lutalna struja doprinosi razvoju iste korozije na metalnoj površini susednih cijevi.