Protezione catodica contro la corrosione delle tubazioni: apparecchiature, principio di funzionamento

I mezzi di protezione dalla corrosione possono estendersila durata della struttura metallica, oltre a mantenere le sue proprietà tecniche e fisiche durante il funzionamento. Nonostante la varietà di metodi per fornire un'azione anti-corrosiva, è possibile proteggere completamente gli oggetti da danni da ruggine solo in rari casi.

L'efficacia di tale protezione dipende non solo daltecnologia di protezione della qualità, ma anche sulle condizioni della sua applicazione. In particolare, per la conservazione della struttura metallica delle tubazioni, le loro migliori proprietà sono dimostrate dalla protezione elettrochimica contro la corrosione basata sul funzionamento dei catodi. Evitare la formazione di ruggine su tali comunicazioni, ovviamente, non è l'unica sfera di applicazione di questa tecnologia, ma sulla totalità delle caratteristiche questa direzione può essere considerata la più rilevante per la protezione elettrochimica.

Informazioni generali sulla protezione elettrochimica

Protezione dei metalli dalla rugginel'influenza elettrochimica si basa sulla dipendenza del potenziale elettrodico del materiale sulla velocità del processo di corrosione. Le strutture metalliche devono essere utilizzate nella gamma di potenziali in cui la loro dissoluzione anodica sarà inferiore al limite consentito. Quest'ultimo, a proposito, è determinato dalla documentazione tecnica per il funzionamento della struttura.

In pratica, protezione contro la corrosione elettrochimicacomporta la connessione al prodotto finito di una sorgente con una corrente continua. Il campo elettrico sulla superficie e nella struttura dell'oggetto protetto forma la polarizzazione degli elettrodi, che controlla anche il processo di danno corrosivo. In sostanza, le zone dell'anodo sulla struttura metallica diventano catodiche, il che consente di spostare i processi negativi, garantendo la sicurezza della struttura dell'oggetto target.

Principio di funzionamento della protezione catodica

C'è protezione catodica e anodicatipo elettrochimico. Il primo concetto, che viene utilizzato per proteggere i gasdotti, ha comunque ottenuto la massima popolarità. Secondo il principio generale, quando questo metodo viene implementato, una corrente viene applicata all'oggetto con un polo negativo da una fonte esterna. In particolare, un tubo in acciaio o rame può essere protetto in questo modo, con conseguente polarizzazione delle sezioni del catodo con la transizione dei loro potenziali allo stato dell'anodo. Di conseguenza, l'attività corrosiva della struttura protetta sarà ridotta quasi a zero.

Inoltre, la protezione catodica può essere diversavarianti di esecuzione. La tecnica di polarizzazione sopra descritta da una sorgente esterna è ampiamente praticata, ma il metodo di disaerazione di un elettrolita con una diminuzione della velocità dei processi catodici, così come la creazione di una barriera protettiva, è efficace.

È stato notato più di una volta che il principio del catodola protezione è realizzata a causa di una fonte esterna di corrente. In realtà, la funzione principale della protezione anti-corrosione è nel suo lavoro. Queste attività vengono eseguite da stazioni speciali, che, di norma, fanno parte dell'infrastruttura di manutenzione generale della pipeline.

Stazioni di protezione contro la corrosione catodica

La funzione principale della stazione catodica èalimentazione di corrente stabile dell'oggetto metallico bersaglio secondo il metodo di polarizzazione catodica. Usano tali apparecchiature nelle infrastrutture di gasdotti e oleodotti sotterranei, nelle tubazioni di approvvigionamento idrico, nelle reti di calore, ecc.

Esistono molte varietà di tali fonti e il dispositivo più comune per la protezione catodica prevede la presenza di:

• attrezzatura di conversione corrente;
• fili per la connessione all'oggetto da proteggere;
• messa a terra anodica.

In questo caso, c'è una separazione delle stazioni ininverter e trasformatore. Esistono altre classificazioni, ma sono orientate alla segmentazione delle piante o all'applicazione, o alle caratteristiche tecniche e ai parametri dei dati di input. I principi base dell'operazione illustrano più chiaramente i due tipi di stazioni catodiche.

Installazioni di trasformatori per protezione catodica

Va subito notato che questo tipo di stazioneè obsoleto. È sostituito da analoghi di inverter, che hanno sia vantaggi che svantaggi. In entrambi i casi, i modelli di trasformatori sono utilizzati anche in nuovi punti di protezione elettrochimica.

Come viene usata la base di tali oggettitrasformatore a bassa frequenza a 50 Hz e convertitore a tiristori. Per il sistema di controllo a tiristori vengono utilizzati i dispositivi più semplici, tra cui i regolatori di potenza ad impulsi di fase. Un approccio più responsabile alla risoluzione dei compiti di gestione comporta l'uso di controllori con una vasta gamma di funzioni.

Moderna protezione dalla corrosione catodicale condutture con tali apparecchiature consentono di regolare i parametri della corrente di uscita, degli indicatori di tensione e persino dei potenziali di protezione. Per quanto riguarda gli svantaggi delle apparecchiature del trasformatore, sono ridotti ad un alto grado di ripple di corrente all'uscita con un basso fattore di potenza. Questo difetto non è spiegato da una forma sinusoidale di corrente.

Risolvi il problema con la pulsazione in una certa misuraconsente l'introduzione di una valvola a farfalla a bassa frequenza nel sistema, ma le sue dimensioni corrispondono alle dimensioni del trasformatore stesso, il che non sempre rende possibile tale aggiunta.

Stazione inverter di protezione catodica

Le installazioni di tipo inverter sono basate suconvertitori ad alta frequenza a impulsi. Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di questo tipo di stazione è un'elevata efficienza, raggiungendo il 95%. Per confronto, questo indicatore raggiunge in media l'80% per gli impianti di trasformazione.

A volte gli altri vengono in prima lineadignità. Ad esempio, le dimensioni ridotte delle stazioni inverter ampliano le possibilità di applicazione in aree complesse. Ci sono anche vantaggi finanziari, che confermano la pratica dell'utilizzo di tali apparecchiature. Pertanto, la protezione anticorrosione catodica dell'inverter delle condotte si ripaga rapidamente e richiede un investimento minimo nel contenuto tecnico. Tuttavia, queste qualità sono chiaramente visibili solo se confrontate con le installazioni di trasformatori, ma oggi ci sono nuovi e più efficaci mezzi per fornire corrente alle condotte.

Costruzioni di stazioni catodiche

Tali apparecchiature sono presentate sul mercato in modo diversocasi, forme e dimensioni. Naturalmente, la pratica della progettazione individuale di tali sistemi è molto diffusa, il che rende possibile non solo ottenere una progettazione ottimale per esigenze specifiche, ma anche fornire i parametri operativi necessari.

Permette il calcolo rigoroso delle caratteristiche della stazioneottimizzare ulteriormente i costi di installazione, trasporto e stoccaggio. Ad esempio, per oggetti di piccole dimensioni, la protezione catodica contro la corrosione delle tubazioni su una base inverter che pesa 10-15 kg e una potenza di 1,2 kW è abbastanza adatta. Le apparecchiature con tali caratteristiche possono essere riparate da un'auto, tuttavia per progetti su larga scala possono essere utilizzate stazioni più massicce e pesanti che richiedono il collegamento di camion, gru e squadre di assemblaggio.

Funzionalità protettiva

Particolare attenzione nello sviluppo di stazioni catodicheprotezione dell'apparecchiatura stessa. A tal fine, i sistemi sono integrati per impedire alle stazioni di cortocircuitare e rompere carichi. Nel primo caso vengono utilizzati fusibili speciali che consentono di gestire le modalità operative di emergenza delle unità.

Per quanto riguarda i salti e le interruzioni nella tensione,è improbabile che la stazione di protezione catodica ne venga seriamente colpita, ma potrebbe esserci il rischio di scosse elettriche. Ad esempio, se in modalità normale l'apparecchiatura viene azionata con una bassa tensione, dopo una pausa il salto negli indicatori può portare a 120 V.

Altri tipi di protezione elettrochimica

Oltre alla protezione catodica, alle tecnologiedrenaggio elettrico, nonché metodi di protezione dalla corrosione. La direzione più promettente è considerata una protezione speciale dalla corrosione. In questo caso, anche gli elementi attivi sono collegati all'oggetto target, fornendo la trasformazione della superficie con i catodi mediante una corrente. Ad esempio, un tubo di acciaio in un gasdotto può essere protetto da cilindri di zinco o alluminio.

conclusione

Metodi di protezione elettrochimica non possono essere attribuiti anuovo e, soprattutto, innovativo. L'efficacia dell'applicazione di tali tecniche nella lotta contro i processi di arrugginimento è stata padroneggiata a lungo. Tuttavia, una grave lacuna ostacola l'ampia diffusione di questo metodo. Il fatto è che la protezione catodica dalla corrosione delle condutture produce inevitabilmente le cosiddette correnti vaganti. Non sono pericolosi per il design del bersaglio, ma possono avere un impatto negativo sugli oggetti vicini. In particolare, una corrente vagante favorisce lo sviluppo della stessa corrosione sulla superficie metallica dei tubi adiacenti.