Katodická ochrana – podstata metody, principy činnosti a výhody

Potrubí je dnes nejběžnějším prostředkem pro dodávání nosičů energie. Bohužel mají významnou nevýhodu – jsou náchylné k rezivění. Aby se zabránilo korozi na hlavních potrubích, je provedena katodická ochrana. Jaký je princip jeho fungování?

V dnešní době existuje mnoho způsobů, jak chránit vodovodní potrubí před korozí. Jejich podstata je jednoduchá: kov, ze kterého jsou trubky vyrobeny, reaguje s určitými roztoky a látkami. Výsledkem procesu je vytvoření malé ochranné pěny.

Odborníci identifikují následující metody ochrany potrubí před korozí:

Elektrochemická ochrana

Poměrně účinný způsob ochrany kovových konstrukcí před elektrochemickou korozí. Někdy je prostě nemožné znovu vytvořit nátěr nebo ochranný obal. Právě v takových případech je vhodné použití elektrochemické ochrany.

Obnova povlaku podzemního potrubí nebo dna námořní lodi je poměrně pracný a nákladný proces a v některých případech nemožný. Díky elektrochemické ochraně bude výrobek spolehlivě chráněn před korozí: nedojde k poškození nátěrů podzemních potrubí, dna lodí a všech druhů nádrží.

• Metoda se používá v situacích, kdy je potenciál volné koroze v oblasti zvýšeného rozkladu základního kovu nebo nadměrné pasivace. Tedy když je kovová konstrukce intenzivně ničena.
• Při elektrochemické ochraně je ke kovovému výrobku připojen stejnosměrný elektrický proud. Díky němu se na povrchu kovové struktury vytvoří katodická polarizace elektrod mikrogalvanických párů a anodické oblasti se stanou katodickými. A kvůli negativnímu vlivu koroze se neničí kov, ale anoda.
• Elektrochemická ochrana může být anodická nebo katodická: to bude záviset na tom, kterým směrem se potenciál kovu posune (směrem ke kladnému nebo zápornému).

Katodická ochrana

Metoda poměrně často používaná k ochraně kovových konstrukcí před korozí. Používá se v případech, kdy kov nemá tendenci pasivovat. Podstata metody je jednoduchá: ze záporného pólu je do výrobku přiváděn vnější elektrický proud, který zajišťuje polarizaci katodických úseků korozních složek a zvyšuje hodnotu potenciálu na anodické. Po připojení kladného pólu zdroje proudu k anodě je koroze chráněného produktu téměř nulová.

Anoda vyžaduje pravidelnou výměnu, protože se časem zhoršuje.

• Způsoby katodické ochrany: polarizace z vnějšího zdroje elektrického proudu, inhibice rozvoje katodického procesu, spojení s kovem, který má v určitém prostředí více elektronegativní volný korozní potenciál (obětní ochrana).
• S pomocí polarizace jsou struktury umístěné v půdě a vodě, zinek, cín, hliník a jeho slitiny, titan, měď a jeho slitiny, olovo, vysokochromové, uhlíkové, nízkolegované a vysoce legované oceli chráněny před vnějšími vlivy. zdroj elektrického proudu.
• Roli vnějšího zdroje elektrického proudu plní stanice katodové ochrany. Jejich hlavními součástmi jsou usměrňovač, přívod proudu do chráněného objektu, anodové zemnící vodiče, referenční elektroda a anodový kabel.
• Katodickou ochranu lze použít jako samostatnou nebo doplňkovou metodu protikorozní ochrany.

Hlavním ukazatelem účinnosti metody je ochranný potenciál. Ochranný potenciál je potenciál, při kterém je rychlost koroze kovového produktu minimální.

Katodická ochrana má však určité nevýhody. Jedním z nich je nebezpečí nadměrné ochrany. Tento efekt lze pozorovat v případě velkého posunu potenciálu chráněného produktu v negativním směru. V důsledku toho jsou ochranné obaly zničeny a začíná vodíkové křehnutí kovu a korozní praskání.

Ochrana běhounu

Typ katodické ochrany, kdy je k chráněnému předmětu připojen kov s vyšším elektronegativním potenciálem. V tomto případě se neničí kovová konstrukce, ale běhoun. Po určité době chránič zkoroduje a bude nutné jej vyměnit za nový.

• Účinek ochrany běhounu bude patrný pouze v případě, že přechodový odpor mezi běhounem a prostředím je nevýznamný.
• Každý chránič má svůj vlastní akční rádius – maximální možnou vzdálenost, na kterou lze chránič sejmout bez ztráty ochranného účinku. Ochranná ochrana se používá, když je obtížné, drahé nebo jednoduše nemožné dodávat proud do objektu.
• Chrániče chrání předměty umístěné v neutrálním prostředí (moře, řeka, vzduch, půda atd.).
• Materiály používané k výrobě chráničů jsou hořčík, zinek, železo a hliník. Kovy v čisté formě se nemohou stát účinnou ochranou konstrukcí, proto se při výrobě chráničů dodatečně legují.

K výrobě chráničů železa se používá uhlíková ocel nebo čisté železo.

Anodová ochrana

Používá se pro titanové konstrukce, předměty vyrobené z nízkolegovaných nerezových ocelí, uhlíkových ocelí, železných vysoce legovaných slitin a různých pasivačních kovů. Metoda se používá ve vysoce elektricky vodivém korozivním prostředí.

S anodickou ochranou se potenciál chráněného kovu posouvá pozitivnějším směrem. Posun bude pokračovat, dokud nebude dosaženo inertního ustáleného stavu systému. Mezi výhody anodické elektrochemické ochrany patří nejen výrazné potlačení rychlosti koroze, ale také to, že korozní produkty neskončí ve vyráběném produktu a prostředí.

• Existuje několik způsobů, jak realizovat anodickou ochranu: můžete posunout potenciál kladným směrem pomocí externího zdroje elektrického proudu nebo zavést oxidační činidla do korozního prostředí, která mohou zvýšit účinnost katodického procesu na kovovém povrchu.
• Anodická ochrana pomocí oxidačních činidel má ochranný mechanismus hodně společný s anodickou polarizací.
• Při použití pasivačních inhibitorů s oxidačními vlastnostmi (bichromáty, dusičnany atd.) se chráněný kovový povrch vlivem generovaného proudu stává pasivním. Tyto látky však mohou silně znečišťovat procesní prostředí.
• Pokud se do slitiny zavedou aditiva, nedojde k redukční reakci depolarizátoru, ke které dochází na katodě, s tak velkým přepětím jako na chráněném kovu.
• Při průchodu elektrického proudu chráněnou konstrukcí se potenciál posune kladným směrem.
• Instalace pro anodickou elektrochemickou ochranu obsahuje zdroj vnějšího elektrického proudu, referenční elektrodu, katodu a chráněnou konstrukci.

Pro účinnost metody v konkrétním prostředí se používají snadno pasivovatelné kovy a slitiny. Kromě toho je vyžadována vysoká kvalita spojovacích prvků a stálá přítomnost referenční elektrody a katody v roztoku.

Přístup k návrhu uspořádání katody musí být pro každý případ individuální.

Elektrochemická anodická ochrana nerezových ocelí se používá pro skladování kyseliny sírové, roztoků čpavku, minerálních hnojiv, různých sběrných nádrží, nádrží a odměrných nádrží.

Anodická ochrana se používá k zabránění korozi bezproudových poniklovacích lázní a teplosměnných jednotek při výrobě umělých vláken a kyseliny sírové.

Ochrana elektrického odvodnění

Toto je způsob, jak chránit potrubí před zničením pomocí bludných proudů. Metoda zajišťuje jejich odvod (vybití) z chráněné konstrukce ke zdroji bludných proudů nebo speciálnímu uzemnění.

• Odvodnění může být přímé, polarizované a zesílené. Přímá elektrická drenáž je drenážní zařízení, které má obousměrnou vodivost. Pokud proud překročí přípustnou hodnotu, pojistka selže. Vinutím relé proteče elektrický proud, zapne se, po kterém se rozsvítí zvuk nebo světlo.
• Přímé elektrické odvodnění se používá pro ta potrubí, jejichž potenciál je vždy vyšší než potenciál železniční sítě, která slouží k odvodu bludných proudů. V opačném případě se výstup stane kanálem pro bludné proudy proudící do potrubí.
• Polarizovaná elektrická drenáž je drenážní zařízení, které má jednosměrnou průchodnost. Rozdíl mezi polarizovanou drenáží a přímou drenáží je přítomnost jednosměrného vodivého prvku v prvním prvku. V případě polarizované drenáže proud teče pouze jedním směrem – z potrubí do kolejnice. Tím se zabrání bludným proudům protékat do potrubí drenážním drátem.
• Zesílená drenáž se používá, když je potřeba z potrubí nejen odstranit bludné proudy, ale také na něm vytvořit určitý ochranný potenciál. Zlepšená drenáž je konvenční katodová stanice. Jeho záporný pól je připojen k chráněné konstrukci a kladný pól je připojen ke kolejnicím elektrifikované dopravy, nikoli k anodovému uzemnění.
• Jakmile je potrubí uvedeno do provozu, je regulován provoz jeho protikorozního systému. V případě potřeby připojte katodické a drenážní ochranné stanice a instalace chráničů.

Povinnou součástí jejich provozu je použití jakékoli technologie k ochraně polních, ocelových a jiných typů potrubí před korozí. Všechny metody antikorozní ochrany musí být prováděny v přísném souladu s GOST.