Torujuhtmete katoodkorrosioonikaitse: seadmed, tööpõhimõte

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Korrosioonivastased kaitsevahendid võimaldavad pikendada metallkonstruktsiooni kasutusiga, samuti säilitada selle tehnilisi ja füüsikalisi omadusi töö käigus. Hoolimata korrosioonivastase toime tagamiseks kasutatavate meetodite mitmekesisusest, on võimalik objekte roostekahjustuste eest täielikult kaitsta vaid harvadel juhtudel.

Sellise kaitse tõhusus ei sõltu ainult turvise tehnoloogia kvaliteedist, vaid ka selle kasutamise tingimustest. Eelkõige torujuhtmete metallkonstruktsiooni säilitamiseks näitab katoodide tööl põhinev elektrokeemiline korrosioonikaitse oma parimaid omadusi. Rooste moodustumise vältimine sellistel sidepidamistel ei ole loomulikult selle tehnoloogia ainus valdkond, kuid omaduste kombinatsiooni seisukoh alt võib seda suunda pidada elektrokeemilise kaitse seisukoh alt kõige asjakohasemaks.

Üldine teave elektrokeemilise kaitse kohta

Metallide kaitsmine rooste eest elektrokeemilise toimega põhineb materjali elektroodipotentsiaali sõltuvusel korrosiooniprotsessi kiirusest. Selleks tuleb kasutada metallkonstruktsioonepotentsiaalivahemik, kus nende anoodiline lahustumine on alla vastuvõetava piiri. Viimane, muide, on määratud rajatise toimimise tehnilise dokumentatsiooniga.

Praktikas hõlmab elektrokeemiline korrosioonikaitse alalisvooluallika ühendamist valmistootega. Kaitstava objekti pinnal ja struktuuris olev elektriväli moodustab elektroodide polarisatsiooni, mis juhib ka korrosioonikahjustuste protsessi. Sisuliselt muutuvad metallkonstruktsiooni anooditsoonid katoodseks, mis võimaldab negatiivseid protsesse nihutada, tagades sihtobjekti struktuuri säilimise.

Katoodkaitse tööpõhimõte

Seal on elektrokeemilist tüüpi katood- ja anoodkaitse. Sellegipoolest on esimene kontseptsioon, mida kasutatakse torujuhtmete kaitsmiseks, pälvinud suurima populaarsuse. Üldpõhimõtte kohaselt antakse selle meetodi rakendamisel objektile negatiivse poolusega vool välisest allikast. Eelkõige saab sel viisil kaitsta terasest või vasest toru, mille tulemusena toimub katoodisektsioonide polariseerumine koos nende potentsiaalide üleminekuga anoodi olekusse. Selle tulemusena väheneb kaitstud konstruktsiooni söövitav aktiivsus peaaegu nullini.

Samal ajal võib katoodkaitsel olla erinevaid versioone. Ülalkirjeldatud välisest allikast polariseerimise tehnikat kasutatakse laialdaselt, kuid tõhus alt toimib ka elektrolüütide õhutustamise meetod katoodprotsesside kiiruse vähenemisega, samuti kaitsebarjääri loomisega.

On rohkem kui üks kord märgitud, et katoodkaitse põhimõtet rakendab väline vooluallikas. Tegelikult seisneb korrosioonivastase kaitse põhifunktsioon selle töös. Neid ülesandeid täidavad spetsiaalsed jaamad, mis reeglina on osa üldisest torujuhtme hoolduse infrastruktuurist.

Katoodkorrosioonikaitsejaamad

Katoodijaama põhiülesanne on tagada sihtmärgiks olevale metallobjektile stabiilne vool vastav alt katoodi polarisatsioonimeetodile. Selliseid seadmeid kasutatakse maa-aluste gaasi- ja naftajuhtmete infrastruktuuris, veetorustikes, soojusvõrkudes jne.

Selliseid allikaid on palju erinevaid, samas kui kõige tavalisem katoodkaitseseade tagab:

• voolumuunduri varustus;
• juhtmed kaitstud objektiga ühendamiseks;
• anoodi maanduselektrood.

Samal ajal on jaamad jaotatud inverter- ja trafojaamadeks. On ka teisi klassifikatsioone, kuid need on keskendunud paigaldiste segmenteerimisele kas rakenduse või tehniliste omaduste ja sisendandmete parameetrite järgi. Põhilisi tööpõhimõtteid illustreerivad kõige selgemini näidatud kahte tüüpi katoodjaamad.

Trafopaigaldised katoodkaitseks

Tuleb kohe märkida, et seda tüüpi jaam on vananenud. Seda asendavad inverteri analoogid, millel on nii plusse kui ka miinuseid. Igatahestrafomudeleid kasutatakse isegi uutes elektrokeemilistes kaitsepunktides.

Selliste objektide aluseks on 50 Hz madalsagedustrafo ja türistormuundur. Türistori juhtimissüsteemi jaoks kasutatakse lihtsamaid seadmeid, sealhulgas faasiimpulssvõimsuse kontrollereid. Vastutustundlikum lähenemine juhtimisprobleemide lahendamisele hõlmab laia funktsionaalsusega kontrollerite kasutamist.

Selliste seadmetega torujuhtmete kaasaegne katoodkorrosioonikaitse võimaldab reguleerida väljundvoolu parameetreid, pingeindikaatoreid ning ühtlustada kaitsepotentsiaale. Mis puudutab trafoseadmete puudusi, siis need taanduvad madala võimsusteguriga väljundis kõrgele voolu pulsatsioonile. Seda viga ei seleta voolu sinusoidne kuju.

Pulsatsiooniprobleemi lahendamiseks on teatud piirini võimalik süsteemi sisse viia madalsageduslik drossel, kuid selle mõõtmed vastavad trafo enda mõõtmetele, mis ei tekita alati sellist drosselit. võimalik lisada.

Katoodkaitsega inverterijaam

Inverteri tüüpi paigaldised põhinevad impulss-kõrgsagedusmuunduritel. Seda tüüpi jaamade kasutamise üks peamisi eeliseid on kõrge efektiivsus, ulatudes 95% -ni. Võrdluseks, trafopaigaldiste puhul ulatub see näitaja keskmiselt 80%.

Mõnikord tulevad esile teised voorused. Näiteks inverterjaamade väikesed mõõtmed laienevadvõimalusi nende kasutamiseks rasketes piirkondades. Samuti on rahalisi eeliseid, mida kinnitab selliste seadmete kasutamise praktika. Seega tasub torustike inverteri katoodkorrosioonikaitse kiiresti ära ja nõuab minimaalset investeeringut tehnilisse hooldusesse. Need omadused on aga selgelt nähtavad ainult trafopaigaldiste puhul, kuid tänapäeval on torujuhtmetele voolu andmiseks uusi tõhusamaid vahendeid.

Katoodijaamade kujundused

Sellised seadmed on turul saadaval erinevate korpuste, kuju ja mõõtmetega. Loomulikult on lai alt levinud ka selliste süsteemide individuaalse projekteerimise praktika, mis võimaldab mitte ainult saada konkreetsete vajaduste jaoks optimaalset disaini, vaid tagada ka vajalikud tööparameetrid.

Jaama omaduste range arvutamine võimaldab veelgi optimeerida selle paigaldamise, transpordi ja ladustamise kulusid. Näiteks torujuhtmete katoodkaitse korrosiooni eest, mis põhineb inverteril massiga 10-15 kg ja võimsusega 1,2 kW, on väikeste objektide jaoks üsna sobiv. Selliste omadustega seadmeid saab hooldada autoga, kuid suuremahuliste projektide puhul võib kasutada massiivsemaid ja raskemaid jaamu, mis nõuavad veokite, kraana ja paigaldusmeeskondade ühendamist.

Kaitsefunktsioon

Katoodijaamade arendamisel pööratakse erilist tähelepanu seadmete enda kaitsele. Selleks integreerimesüsteemid, mis võimaldavad kaitsta jaamu lühiste ja koormuskatkestuste eest. Esimesel juhul kasutatakse paigaldiste hädaolukorras töötamiseks spetsiaalseid kaitsmeid.

Mis puudutab voolupingeid ja katkestusi, siis tõenäoliselt need katoodkaitsejaama tõsiselt ei mõjuta, kuid võib tekkida elektrilöögi oht. Näiteks kui tavarežiimis töötab seade väikese pingega, siis pärast vaheaega võib näidikute hüpe tuua kuni 120 V.

Muud tüüpi elektrokeemiline kaitse

Lisaks katoodkaitsele praktiseeritakse ka elektrilise äravoolu tehnoloogiaid ning turvise meetodeid korrosiooni ennetamiseks. Kõige lootustandvamaks suunaks peetakse spetsiaalset kaitset korrosiooni tekke eest. Sel juhul on sihtobjektiga ühendatud ka aktiivsed elemendid, mis tagavad pinna muundumise katoodidega voolu abil. Näiteks gaasitoru osana olevat terastoru saab kaitsta tsingi- või alumiiniumballoonidega.

Järeldus

Elektrokeemilise kaitse meetodeid ei saa liigitada uuteks ja pealegi uuenduslikeks. Selliste tehnikate kasutamise tõhusust roostetamisprotsesside vastu võitlemisel on õpitud juba pikka aega. Kuid üks tõsine puudus takistab selle meetodi laialdast levikut. Fakt on see, et torustike katoodkorrosioonikaitse tekitab paratamatult nn hajuvoolu. Need ei ole sihtstruktuurile ohtlikud, kuid võivad avaldada negatiivset mõjuläheduses olevad objektid. Eelkõige aitab hajuv vool kaasa samasuguse korrosiooni tekkele külgnevate torude metallpinnal.