Электрохимическая защита трубопроводов от коррозии

Катодная защита

Чтобы снизился процент возникновения ржавчины на поверхности труб, используются станции электродной защиты:

1. Анодная, выполненная в виде заземляющих проводников.
2. Преобразователи постоянных потоков электронов.
3. Оборудование пункта управления процессом и контроля за этим процессом.
4. Кабельные и проводные соединения.

Станции катодных защит достаточно результативны, при непосредственном соединении с линией электропередачи или генератору, они обеспечивают ингибирующее действие токов. При этом обеспечивается защита одновременно нескольких участков трубопровода. Регулировка параметров производиться вручную или автоматически. В первом случае используются обмотки трансформаторов, а во втором – тиристоры.

Наиболее распространенной на территории России является высокотехнологичная установка – Миневра -3000. Ее мощности предостаточно для осуществления защиты 30000 м магистралей.

Достоинства технического устройства:

• высокие характеристики мощности;
• обновление режима работы после перегрузок через четверть минуты;
• с помощью цифрового регулирования осуществляется контроль за рабочими параметрами;
• герметичность высокоответственных соединений;
• подключение устройства к дистанционному контролю за процессом.

Также применяются АСКГ-ТМ, хотя они их мощность невелика, их оснащение телеметрическим комплексом или дистанционным управлением позволяет им быть не менее популярными.

Схема изоляционной магистрали водопровода или газопровода должна быть на месте проведения работ.

Видео: катодная защита от коррозии – какой бывает и как выполняется?

Глубина заземляющего электрода

…из сборника «Заземление: ответы на вопросы»

…Везде проходит информация, что уголки (вертикальные) должны быть длиной 2,5 метра. У нас в продаже на металлобазе длиной 6 метров. Думаю распилить двумя резами на части по 2 метра. И забить их на расстоянии друг от друга 2 метра… Вопрос. Критично, что 2 метра, а не 2,5 метра? Или надо обязательно 2,5 м?

Грунт серая глина, всегда сыро. Уложусь в нужный предел параметра (30 Ом)?========================================Не критично Длина 2,5 метра вообще непонятно откуда вылезла… По сути можно и метровые использовать, можно и 3-х метровые. И 6 — если получиться забить

Объяснения и теория. Заземление — это контакт электрооборудования с грунтом (землей). Оценивается параметром = сопротивление заземления. Сопротивление заземления = сопротивление растеканиЮ тока от электрода (заземлителя) в грунт + в грунте. Это величина, показывающая — как хорошо расходится ток от электроприбора в грунт при аварии (или при работе оборудования). Это величина, по которой оценивается качество заземления.

На него (сопротивление заземления) оказывает основное влияние два фактора:

1. Удельное электрическое сопротивление грунта в котором размещен электрод и в котором будет «растекаться» ток от электрода. Параметр, оценивающий сопротивляемость грунта прохождению тока.
2. Площадь контакта электрода с грунтом. Чем она больше — тем «проще» току уйти с электрода в грунт.

Вернемся к Вашему случаю.Важна только общая площадь поверхности контакта электрода (уголка) с грунтом. Что Вы 2 по 3 метра сделаете, что 3 по 2.

Для важности — немного расчетов. В Вашем грунте с удельным электрическим сопротивлением не более 50 Ом*м — один электрод глубиной 2,5 метра даст сопротивление заземления = 16 Ом

Три таких электрода, размещенных на правильном взаимном расстоянии (не менее глубины погружения) дадут 16/3 = 5,3 Ома.

Один электрод глубиной 2 метра даст 19 Ом. Три таких электрода, размещенных на правильном взаимном расстоянии (не менее глубины погружения) дадут 19/3 = 6,3 Ома.

Один электрод глубиной 1 метр даст 32 Ома. Три таких электрода, размещенных на правильном взаимном расстоянии (не менее глубины погружения) дадут 32/3 = 10,7 Ома.

Даже метровые заземлители в количестве 3х штук дадут Вам много меньшее сопротивление заземления, чем нужно. А это очень хорошо.

Однако нужно не забывать, что лютой зимой грунт промерзает на 1-1,5 метра, а значит заземлитель должен бОльшей часть находится ниже этой отметки.

Полезные материалы: •Модульное заземление•Заземление в частном доме•Заземление в вечной мерзлоте•Заземление в скальном грунте •Консультации по выбору, проектированию и монтажу систем заземления и молниезащиты

Виды анодных заземлителей

Катодная защита объектов, изготовленных из металла, осуществляется не только глубинными, но и поверхностными заземлительными устройствами. Поверхностный анодный заземлитель находится на одном уровне с защищаемой конструкцией. Такие заземлители характерны компактностью и ограниченным радиусом действия. Поверхностная система — электрод, произведенный из цинкового или магниевого сплава, соединенный кабель с источником электропитания.

Чтобы получить более дешевую конструкцию и не потерять в качестве, современные устройства производятся из железокремниевого материала, отличающегося стойкостью к ржавлению. Поверхностные заземлительные системы чаще всего выглядят как стержень с круглой отливкой и заизолированными участками соединения контактного проводника с заземлителем.

Обратите внимание! Количество анодных заземляющих устройств определяется специалистом на основе анализа многочисленных факторов окружающей среды. Стержни соединяют с магистралью с помощью термитного сварочного процесса или особыми зажимами

Срок службы поверхностного заземлителя достигает 35 лет, если его корпус присыпан смесью кокса и других минеральных веществ

Такая смесь замедляет процессы распада анода в грунте

Срок службы поверхностного заземлителя достигает 35 лет, если его корпус присыпан смесью кокса и других минеральных веществ. Такая смесь замедляет процессы распада анода в грунте

Стержни соединяют с магистралью с помощью термитного сварочного процесса или особыми зажимами. Срок службы поверхностного заземлителя достигает 35 лет, если его корпус присыпан смесью кокса и других минеральных веществ. Такая смесь замедляет процессы распада анода в грунте.

Глубинные заземлители используются с той же целью, что и поверхностные устройства. Однако монтаж и конструкция глубинных систем существенно отличаются. Глубинные аноды стоят значительно дороже, а потому их использование оправдано только в случае невозможности монтажа поверхностной системы.

Глубинные системы отличаются большой массой из-за дополнительного элемента — коксо-минеральной смеси, наносимой на анодный заземлитель. Глубина заземления достигает 40 и более метров. Это еще одна причина дороговизны монтажных работ: необходимо механизированное бурение с помощью буровых установок.

Несмотря на большую стоимость, заземление глубинного типа значительно эффективнее поверхностного, когда речь идет о защите больших территорий. В условиях плотной городской застройки часто проще установить один заземлитель глубокого заложения, чем создавать множество поверхностных систем. Еще один довод в пользу глубокого заземления — меньшие расходы на электроэнергию, что обеспечивается значительным радиусом действия системы.

Обратите внимание! Сопротивление в анодном заземляющем устройстве не зависит от сезона. Электрод расположен на глубине, где исключено промерзания грунта

Стабильное сопротивление — веский аргумент для использования именно этой методики

Стабильное сопротивление — веский аргумент для использования именно этой методики.

Глубинные заземлительные контуры характеризуются менее длительным сроком эксплуатации в сравнении с поверхностными. Объясняется это большим давлением почвы на конструкцию. В среднем система глубокого заложения функционирует в течение трех десятилетий.

Коммутационные электрические аппараты

Коммутационные электрические аппараты получили широкое распространение в различных отраслях промышленности. Трудно себе представить, как бы выполнялись различные задачи по эксплуатации и выполнению операций, связанных с электрическим оборудованием, без этого функционального устройства.

Коммутационный электрический аппарат служит для разъединения и замыкания электрической цепи при помощи контактной группы. Проще говоря, такое устройство можно назвать выключателем.

К основным видам представленного устройства относятся: рубильники, выключатели, контакторы, реле. Несмотря на то, что в этих приборах заложен практически один и тот же принцип работы, все они имеют ряд отличий друг от друга.

Рассмотрим каждый вид аппаратов в отдельности.

Рубильник относится к наиболее простому коммутационному аппарату. Аппарат приводится в действие вручную с помощью рукоятки. Такой вид устройств рассчитан на большие значения силы тока.

Выключатели имеют разные модификации. В промышленном применении, к наиболее распространенным видам таких устройств относятся масляные выключатели. Такие выключатели рассчитаны на напряжение до 220кВ.

Масло, в данном случае, служит для подавления/гашения, проходящей через него дуги электрического тока. Особого внимания заслуживают воздушные и электрогазовые выключатели.

Гашение дуги, то есть прекращение подачи электрического тока, происходит за счет подачи струи сжатого воздуха или электроотрицательного газа.

Кардинально новый способ размыкания токопроводящей линии воплощен в электромагнитных выключателях.

Принцип действия такого устройства заключается в следующем: электрическая дуга горит в нормальных условиях при атмосферном давлении – цепь включена.

Как только потребуется разомкнуть цепь, по направлению к дуге подается сильное магнитное поле. За счет воздействия магнитного поля, дуга начинает растягиваться и, в конечном итоге, расщепляется, размыкая тем самым токопроводящую линию.

Реле предназначено для размыкания и замыкания электрической цепи. Основным характерным свойством данного коммутационного аппарата является принципиально новый способ работы контактной пары.

Электромагнитное реле, как и в контакторе, под воздействием электрического тока, приводит в движение сердечник электромагнита с установленными на нем контактами, что приводит к замыканию цепи. Способ воздействия на контактную пару реле может быть не только электрическим, но также тепловым или акустическим.

Контакторы представляют собой разновидность электромагнитного реле. Основное назначение – включение и выключение токопроводящей линии силовых электрических цепей.

Контакторы могут применяться как в цепи переменного, так и постоянного электрического тока. Принцип работы контактора основан на электромагнитном эффекте.

Сердечник электромагнита контактора под действием электрического тока увлекает за собой подвижный контакт, который, вследствие такого перемещения, прижимается к неподвижному контакту и цепь замыкается.

Как только подача тока прекращается, сердечник возвращается в свое первоначальное положение и контакты размыкаются.

Лучшие модели анодного заземления

В настоящее время на рынке представлено большое количество различных моделей анодного заземления, как для поверхностного размещения, так и для установки на значительной глубине. В каждом конкретном случае монтажа этого оборудования, количество необходимых элементов должно быть правильно рассчитано и отображено в плане.

Немаловажным условием эффективности защиты, является выбор качественного устройства и надёжной питающей станции. Как правило, такие устройства реализуются в комплекте, состоящем из 10 — 20 заземлителей и одного источника питания. Из поверхностных заземлителей наиболее часто для защиты подземных металлических объектов используется следующие модели:

• «Менделеевец»–ММ — данный вид поверхностного заземлителя позволяет осуществлять эффективно предотвращать разрушение подземных коммуникаций. «Менделеевец»–ММ применяется преимущественно в сфере нефтегазовых коммуникаций, но может быть использован и для других подземных объектов, которые могут подвергаться коррозии. Скорость анодного растворения электрода составляет 300 г/год, поэтому при массе в 43 кг, защита может эффективно использоваться не менее 100 лет.
• «Менделеевец»–МТП — магнетитовый поверхностный заземлитель предназначенный для защиты магистральных трубопроводов. Особенностью этой модели, является возможность установки электродов для защиты портовых сооружений. Установленные заземлители отлично справляются с предохранением металлических сооружений, от возникновения коррозионных процессов в высокоагрессивной среде. «Менделеевец»–МТП отличнозагерметизирован в месте подключения питающего провода. Питание осуществляется рабочей электрической станцией, которая входит в комплект данного защитного устройства.

Среди глубинных моделей наибольшее распространение получили следующие приборы:

• «ГАЗ-М» — глубинный заземлитель отличного качества. Данный прибор отлично справляется с задачей предохранения подземных металлических объектов, в том случае, когда установка более дешёвого варианта поверхностной защиты невозможна. Рабочий ресурс заземлителя составляет не менее 30 лет, а максимальныйрабочий ток — 10 А.
• «Менделеевец»-МРКГ — малорастворимый глубинный заземлитель, который используется преимущественно в грунте с высоким удельным сопротивлением.

Данное устройство может быть размещено в одной скважине, в количестве до 24 шт. что позволяет защитить подземные объекты максимально эффективно.

Минимальный эксплуатационный срок, данного устройства составляет не менее 30 лет, при условии что монтаж анодного заземлителя был произведён по всем правилам.

Катодная защита

Метод, достаточно часто используемый для защиты металлоконструкций от коррозии. Применяется в тех случаях, когда металл не имеет склонности к пассивации. Суть метода проста: к изделию подается внешний электроток от отрицательного полюса, который обеспечивает поляризацию катодных участков коррозионных составляющих и поднимает значение потенциала до анодных. После прикрепления положительного полюса источника тока к аноду коррозия защищаемого изделия становится почти нулевой.

Анод требует периодической замены, так как со временем происходит его разрушение.

• Способы катодной защиты: поляризация от внешнего источника электротока, торможение развития катодного процесса, связь с металлом, имеющим более электроотрицательный потенциал свободной коррозии в определенной среде (протекторная защита).
• С помощью поляризации от внешнего источника электротока защищают конструкции, находящиеся в почве и в воде, цинк, олово, алюминий и его сплавы, титан, медь и ее сплавы, свинец, высокохромистые, углеродистые, низколегированные и высоколегированные стали.
• Роль внешнего источника электротока выполняют станции катодной защиты. Их главные составляющие — выпрямитель, токоподвод к защищаемому объекту, анодные заземлители, электрод сравнения и анодный кабель.
• Катодная защита может быть использована в качестве самостоятельного или дополнительного способа коррозионной защиты.

Основной показатель результативности метода – защитный потенциал. Защитным называют тот потенциал, при котором быстрота коррозионного процесса металлического изделия становится минимальной.

Однако катодная защита обладает определенными недостатками. Один из них – опасность перезащиты. Такой эффект может наблюдаться в случае большого смещения потенциала защищаемого изделия в отрицательную сторону. Вследствие этого разрушаются защитные оболочки, начинается водородное охрупчивание металла, коррозионное растрескивание.

Принцип работы

Если разобраться с устройством этой системы, тогда можно понять, что электролитическое заземление будет работать на основе протекания химических реакций. Заземление может работать по следующему принципу:

• Смесь необходимо будет залить в полный электрод. Из окружающей среды он будет впитывать влагу через специальное отверстие.
• Теперь будет происходить реакция воды с солью и в результате этого будет образовываться электролит, который просачивается в грунт. Благодаря подобной работе почва станет электропроводящей и не склонной к промерзанию.

Эта реакция будет происходить в независимости от температуры, которая присутствует в окружающей среде.

Классификация

При изучении темы анодных заземлителей важно понимать их особенности и классификацию. Условно изделия делятся по нескольким признакам

По расположению

Анодные заземлители отличаются по позиции относительно защищаемого объекта или рабочего элемента.

По расположению относительно защищаемого объекта они бывают:

1. Глубинные — несколько электродов, объединенных с помощью кабелей. Находятся на глубине около 40 м, покрываются коксо-минеральным составом, что существенно повышает вес изделия. Для монтажа привлекаются буровые установки, что делает работы более дорогими. Несмотря на большие расходы, глубинные анодные заземлители имеют увеличенный радиус действия, а их сопротивление не зависит от поры года. Средний срок эксплуатации около 30 лет.
2. Поверхностные — выполняют те же функции, но устанавливаются на одном уровне с защищаемыми изделиями. Отличаются компактностью и сравнительно небольшим радиусом действия. Имеет вид электрода, изготовленного из цинкового, магниевого или железокремниевого сплава. Последний вариант применяется чаще всего, благодаря более доступной цене и высокой эффективности. Имеют вид стержня круглого сечения с точками для соединения с кабельной продукцией.
3. Протяженные — анодные заземлители, выполненные в виде токоведущего кабеля с расположенным вокруг него проволочным электродом. На поверхности последнего наносится покрытие из группы металлооксидов. Конструкция упаковывается в коксовую мелочь, используемую в виде заземлителя. Протяженные заземлители применяются в любых типах грунтов, укладываются в одной яме с защищаемым металлическим объектом.
4. Внутренние — анодные заземлители, применяемые для защиты металлических емкостей, труб и других изделий. Их особенность состоит в монтаже внутрь защищаемого объекта вертикально или горизонтально. Конструктивно имеют вид электрода, оборудованного кабелем, имеющим стойкость к коррозии, и помещенный в особом диэлектрическом цилиндрическом экране. Установка заземлителей производится вручную без использования дополнительных устройств и техники.

По расположению касательно рабочего элемента анодные заземлители могут размещаться:

• по вертикали;
• по горизонтали;
• под наклоном;
• в комбинированном варианте — сочетание всех рассмотренных выше типов.

По материалу

При выборе анодных заземлителей необходимо учесть материал, из которого изготавливается рабочий элемент.

Здесь доступно несколько решений:

• чугун;
• сталь;
• графит и пластик;
• железо и кремний;
• полимер композиционный;
• эластомер токопроводящий;
• комбинированный вентильный металл и т. д.

Условно материалы бывают металлическими и неметаллическими, но на этом вопросе еще остановимся ниже.

Саморегулирующийся кабель: устройство, принцип работы, применение, популярные модели

По форме поперечного сечения

При изготовлении анодного заземлителя могут использоваться разные формы электродов.

Доступные варианты:

• прямоугольник;
• цилиндр;
• сфера;
• винт;
• уголок;
• плоская панель;
• полая трубка;
• проволока;
• стержень;
• сетка с мелкими ячейками.

В зависимости от формы изделия меняются подходы к монтажу и характеристики готовой конструкции, поэтому эти вопросы необходимо учесть при проектировании и монтаже.

По характеру засыпки прианодной области

Во время установки подходы к заполнению пространства возле анодного заполнитель может отличаться.

Здесь возможны следующие варианты засыпки:

• специальный активатор для снижения сопротивления растекания;
• уголь и графит;
• коксоминеральный состав;
• токопроводящая засыпка;
• шунгит;
• грунт.

При выборе засыпки учитывается вид защищаемого объекта и его особенности.

По расстоянию

В зависимости от ситуации анодный заземлитель может устанавливаться на разном удалении от защищаемого объекта.

Доступные варианты:

• удаленные;
• приближенные;
• распределенные.

По конструкции

При выборе изделия важно учесть его конструктивные особенности. Основные виды:

Основные виды:

• протяженные;
• малорастворимые;
• распределенные;
• сосредоточенные (к примеру, свайные).

На практике могут применяться и другие типы анодных заземлителей. Выбор типа и особенностей осуществляется во время проектировки.

По климатическому исполнению

На этапе создания проекта необходимо учитывать, в регионе с каким климатом будет установлен анодный заземлитель.

С учетом этого факта выбирается один из следующих вариантов:

• для применения на суше — ГОСТ-15150;
• эксплуатация на море — категория В (5).

Особенность изделий по климатическому исполнению оговаривается в техусловиях и стандартах.

О видах коррозии

Всего существует несколько разновидностей коррозии металлических труб:

• поверхностная, распространяющаяся по всей площади трубы;
• местная, расположенная на отдельных участках;
• щелевая, образовавшаяся в небольшой трещине.

Наиболее настораживает местная коррозия, так как основная масса повреждений происходит в результате ее появления. Развитие щелевой тоже распространено, но к существенным повреждениям материала она не приводит.

Процент вероятности возникновения коррозии в большую сторону отдается участкам труб, продолженных под железнодорожными переездами или под опорами линий воздушных электропередач. Скорость развития процесса коррозии колеблется от 3 до 30 мм в год.

Что такое химическая коррозия

Этот процесс возникает в неэлектропроводных средах. Ими могут оказаться газы, нефтепродукты и спиртовые соединения. При повышении температурных показателей скорость развития коррозии возрастает. Ржавчина может образовываться на цветных или черных металлах. Алюминиевые изделия под влиянием коррозионных факторов покрываются тонкой пленкой, которая после обеспечивает систему защиты и создает препятствие развитию окислительного процесса.

Сплавы могут быть восприимчивы к иному виду ржавчины, то есть присутствуют элементы, не подверженные окислению, а напротив, они восстановленные. К примеру, при повышенных температурных характеристиках и повышенном давлении восстанавливаются карбиды, но, опять же, утрачиваются нужные качества.

Об электрохимической коррозии

Утверждение о том, что электрохимическая коррозия достигается только при контактировании металлической поверхности с электролитом, ошибочно. Хватает тонкой пленки на основании материала, чтобы образовалась коррозия. Причиной этого вида ржавчины является использование поваренной или технической солей. К, примеру, если производится посыпка снега на дорогах, то страдают машины и проложенные под землей трубопроводы.

Процесс этого происхождения заключается в следующем:

• В соединениях металлических конструкций теряются отчасти атомы, осуществляется их переход в электролитический раствор, то есть происходит образование ионов. Замещают электроны атомы, они заряжают материал отрицательными зарядами, при этом накапливаются положительные заряды в электролите.
• Электрохимическую коррозию также вызывают блуждающие токи, которые при утечке из электроцепи уходят в растворы воды или в грунт, а после в саму структуру металла. Конкретными местами проявления ржавчины являются те участки, откуда в воду попадают блуждающие токи.

Статья по теме: Как предотвратить коррозию бетона и защитить материал от разрушения?

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Коррозия подземных трубопроводов и средства защиты от нее

На состояние стальных трубопроводов оказывает влияние влажность почвы, ее структура и химический состав. Температура сообщаемого по трубам газа, блуждающие в земле токи, вызванные электрифицированным транспортом и климатические условия в целом.

Виды коррозии:

• Поверхностная. Распространяется сплошным слоем по поверхности изделия. Представляет наименьшую опасность для газопровода.
• Местная. Проявляется в виде язв, щелей, пятен. Наиболее опасный вид коррозии.
• Усталостное коррозионное разрушение. Процесс постепенного накопления повреждений.

Механизм разрушения металлов при коррозии

Методы электрохимзащиты от коррозии:

• пассивный метод;
• активный метод.

Суть пассивного метода электрохимзащиты заключается в нанесении на поверхность газопровода специального защитного слоя, препятствующего вредному воздействию окружающей среды. Таким покрытием может быть:

• битум;
• полимерная лента;
• каменноугольный пек;
• эпоксидные смолы.

На практике редко получается нанести электрохимическое покрытие равномерно на газопровод. В местах зазоров с течением времени металл все же повреждается.

Активный метод электрохимзащиты или метод катодной поляризации заключается в создании на поверхности трубопровода отрицательного потенциала, предотвращающего утечку электричества, тем самым предупреждая появление коррозии.

Порядок выполняемых работ

Чтобы измерить сопротивление заземления, кроме прибора, следует подготовить два отрезка арматуры или трубы. Они будут выполнять роль токового и потенциального электрода. Кроме того, необходимо подготовить провода соответствующей длины. Замер проводят, учитывая особенность сборки конструкции контура, а именно применяют две схемы:

1. Для проверки несложной схемы заземления электроды подключают линейно. Потенциальная заготовка должна находиться в 20 м от заземления, а токовый — в 12 м от потенциального электрода.
2. В случае со сложными схемами такой метод использовать не рекомендуется, так как он не будет соответствовать разрешенным нормам. При измерении заземления контура определяют наибольшую его диагональ. Потенциальный устанавливают на расстоянии равном пяти диагоналям, а в 20 м от него забивают токовый электрод.

Сначала прибор необходимо отрегулировать, установив переключатель в положение 5 Ом. Затем, управляя реохордой, отрегулировать стрелку ближе к нулю. Затем отсоединяют контур от заземляющего проводника, а прибор подключают к соответствующим электродам.

Окончание заземлителя, который будут проверять, тщательно зачищают, чтобы исключить посторонние помехи при проверке, а затем к нему подсоединяют прибор. В зависимости от получения показаний сопротивления прибор подсоединяют двумя или четырьмя проводами.

В первом случае предполагают регулировку сопротивления более 5 Ом, а во втором оно должно быть ниже этого значения. Как правильно подключать проводники прибора к заземлению, показано в его паспорте.

Обработка агрессивных жидкостей

Повреждение металлических конструкций происходит как снаружи, так и внутри. Даже жидкость с нейтральным уровнем кислотности (вода) может быстро разрушить трубопровод, если в ее составе содержатся бикарбонаты, карбонаты, кислород, которые являются причиной возникновения ржавчины. Обычная очистка внутренних поверхностей в таких сооружениях невозможна. Оптимальным выходом будет предварительное введение в жидкость соды, карбоната натрия или кальция. Такой обработкой воды можно снизить агрессивность транспортируемой жидкости.

Подземные емкости, изготовленные из цинковых сплавов, защищают путем введения в транспортируемую или хранящуюся среду силикатов, фосфатов или поликарбонатов. В результате химической реакции на цинковой поверхности появляется тонкая пленка, предупреждающая развитие ржавчины.

Протекторная защита от электрохимической коррозии

Как упоминалось выше, чем больше потенциал металла, тем быстрее происходит электрохимическая коррозия. Значит, снижая электрический потенциал, можно добиться наступления момента, когда процесс окисления станет невозможным. На этом принципе основана протекторная или, другими словами, электрохимическая защита металлических конструкций, газопроводов, корпусов морских судов. Берется такой металл, который ведет себя активнее, нежели основной защищаемый, и соединяется с последним токопроводящим проводником. Получается, что уже этот анод вступает в реакцию с коррозионной средой, а основной металл остается невредимым.

Основные случаи, когда применение протекторной защиты будет оправдано:

1. Недостаточно средств на проведение более дорогостоящих защитных мероприятий.
2. Если защитой нужно обеспечить конструкции из металла небольших габаритов.
3. Когда трубопроводы имеют дополнительную поверхностную изоляцию.

Такую защиту от электрохимической коррозии, как протекторная, применяют, в основном, к разным маркам стали. Здесь уместным будет использование протекторов на основе кадмия, алюминия, магния, хрома, цинка, но используется не чистый элемент, а сплавы.

Цинковые протекторы

Цинковые протекторы, кроме основы из цинка, содержат:

• до 0.15% кадмия при минимально возможном процентном соотношении в 0.025%;
• до 0.5% алюминия;
• примеси железа, свинца и меди, общей суммой не превышающие 0.005%.

Наиболее эффективное применение цинка выявлено в морской воде, где с помощью таких протекторов успешно работает защита, например, газовых или нефтяных магистралей. Плюс цинка еще в том, что он допустим к использованию со взрывоопасными веществами. Когда происходит растворение анода, не наблюдается выделения загрязняющих веществ, которые могут навредить экологии.

Применение цинковых протекторов в водоемах, где вода имеет пресный состав либо в грунте под землей сопровождается быстрым образованием на поверхности протектора таких соединений, как оксиды и гидроксиды, которые приводят к торможению электрохимического процесса окисления анода, и фактически прекращается защита основного металла от электрохимической коррозии.

Установка цинкового протектора на днище корабля:

Магниевые протекторы

В чистом виде магниевые протекторы нецелесообразно применять, что объясняется быстрым ржавлением этого металла. Поэтому коррозионные защитники на базе магния, кроме него, имеют:

• максимум 5%, минимум 2% цинка;
• максимум 7%, минимум 5% алюминия;
• небольшое содержание меди, никеля и свинца, не более десятых долей процента.

Протекторы из магния хороши, когда среда, в которой они применяются, имеет pH не выше 10.5, что соответствует грунтам обычного характера, водным объектам со слабосоленой акваторией либо попросту пресной воде. Для защиты подходят любые трубопроводы и металлоконструкции, находящиеся в описанных выше условиях. Применение магния в агрессивных соленых растворах сопровождается быстрым образованием плохо растворимой пленки на его поверхности.

Алюминиевые протекторы

Целевое назначение протекторов из алюминия – работать в качестве защиты от электрохимической коррозии в средах с водой проточной с соленым составом, например, в прибрежных морских водах. В составе сплава протектора из алюминия имеются:

• примеси индия, кадмия, кремния не более 0.02%;
• цинка – до 8%;
• магния – до 5%.

Благодаря этим дополнительным металлам нет возможности появления на протекторе жесткой, задерживающей растворение пленки. Допустимо применять алюминиевый протектор и в средах, подходящих для магниевого протектора.

Станции катодной защиты от коррозии

Главная функция катодной станции заключается в стабильном обеспечении током целевого металлического объекта в соответствии с методом катодной поляризации. Используют такое оборудование в инфраструктуре подземных газо- и нефтепроводов, в трубах водоснабжения, тепловых сетях и т.д.

Существует множество разновидностей таких источников, при этом наиболее распространенное устройство катодной защиты предусматривает наличие в составе:

• оборудования преобразователя тока;
• провода для подводки к защищаемому объекту;
• анодного заземлителя.

При этом существует разделение станций на инверторные и трансформаторные. Имеют место и другие классификации, но они ориентированы на сегментацию установок или по сферам применения, или же по техническим характеристикам и параметрам входных данных. Базовые принципы работы наиболее ярко иллюстрируют обозначенные два типа катодных станций.