Schematische Darstellung des kathodischen Rohrleitungsschutzes. Elektrochemischer Schutz von technologischen Rohrleitungen

Der elektrochemische Korrosionsschutz besteht aus kathodischem und Drainageschutz. Der kathodische Schutz von Rohrleitungen wird durch zwei Hauptmethoden durchgeführt: die Verwendung von Metallanodenschutzen (galvanische kathodische Methode) und die Verwendung von externen Gleichstromquellen, deren Minus mit dem Rohr verbunden ist, und der Pluspol an die Anodenerdung (elektrisch Methode).

Reis. 1. Funktionsprinzip des kathodischen Korrosionsschutzes

Galvanischer Opferkorrosionsschutz

Der naheliegendste Weg, um einen elektrochemischen Schutz einer Metallstruktur in direktem Kontakt mit der elektrolytischen Umgebung zu implementieren, ist das galvanische Schutzverfahren, das auf der Tatsache basiert, dass verschiedene Metalle im Elektrolyten unterschiedliche Elektrodenpotentiale haben. Bildet man also ein galvanisches Paar aus zwei Metallen und legt sie in einen Elektrolyten, dann wird das Metall mit negativerem Potential zur Schutzanode und wird zerstört, wodurch das Metall mit weniger negativem Potential geschützt wird. Protektoren dienen im Wesentlichen als tragbare Stromquellen.

Magnesium, Aluminium und Zink werden als Hauptmaterialien für die Herstellung von Protektoren verwendet. Aus einem Vergleich der Eigenschaften von Magnesium, Aluminium und Zink ist ersichtlich, dass Magnesium von den betrachteten Elementen die höchste elektromotorische Kraft besitzt. Gleichzeitig einer der wichtigsten praktische Eigenschaften Lauffläche ist der Koeffizient nützliche Aktion, die den Anteil der Laufflächenmasse zeigt, der verwendet wird, um nutzbare elektrische Energie im Stromkreis zu erhalten. KPD Protektoren aus Magnesium und Magnesiumlegierungen überschreiten selten 50% c, im Gegensatz zu Protektoren auf Basis von Zn und Al mit Effizienz. 90 % oder mehr.

Reis. 2. Beispiele für Magnesiumprotektoren

Typischerweise werden Schutzanlagen für den kathodischen Schutz von Rohrleitungen verwendet, die keinen elektrischen Kontakt mit angrenzenden erweiterten Kommunikationen, einzelnen Abschnitten von Rohrleitungen sowie Tanks, Stahlschutzgehäusen (Patronen), unterirdischen Tanks und Tanks, Stahlstützen und Pfählen und haben andere konzentrierte Objekte.

Gleichzeitig sind Laufflächeneinheiten sehr empfindlich gegenüber Fehlern in ihrer Platzierung und Konfiguration. Falsche Wahl oder das Anbringen von Laufflächeninstallationen dazu führt starker Rückgang ihre Wirksamkeit.

Kathodischer Korrosionsschutz

Die gebräuchlichste Methode des elektrochemischen Korrosionsschutzes von unterirdischen Metallstrukturen ist der kathodische Korrosionsschutz, der durch kathodische Polarisation der geschützten Metalloberfläche durchgeführt wird. In der Praxis wird dies dadurch realisiert, dass die geschützte Rohrleitung mit dem Minuspol einer externen Gleichstromquelle, einer so genannten kathodischen Schutzstation, verbunden wird. Der Pluspol der Quelle wird über ein Kabel mit einer externen Zusatzelektrode aus Metall, Graphit oder Leitgummi verbunden. Diese Außenelektrode wird in der gleichen korrosiven Umgebung wie das Schutzobjekt, bei unterirdischen Feldleitungen, im Erdreich platziert. So entsteht ein geschlossener Stromkreis: zusätzliche Außenelektrode - Bodenelektrolyt - Rohrleitung - Kathodenkabel - Gleichstromquelle - Anodenkabel. Als Teil dieses Stromkreises ist die Rohrleitung die Kathode und eine zusätzliche Außenelektrode, die mit dem Pluspol der Gleichstromquelle verbunden ist, wird zur Anode. Diese Elektrode wird als Anodenmasse bezeichnet. Der negativ geladene Pol der an die Rohrleitung angeschlossenen Stromquelle polarisiert bei vorhandener externer Anodenerdung die Rohrleitung kathodisch, während das Potential der Anoden- und Kathodenabschnitte praktisch ausgeglichen wird.

Somit besteht das kathodische Schutzsystem aus einer geschützten Struktur, einer Gleichstromquelle (Kathodenschutzstation), Anodenerdung, Verbindung von Anoden- und Kathodenleitungen, einem sie umgebenden elektrisch leitfähigen Medium (Boden) sowie Überwachungssystemelementen - Steuerung und Messpunkte.

Korrosionsschutz der Entwässerung

Der Entwässerungsschutz von Rohrleitungen gegen Korrosion durch vagabundierende Ströme erfolgt durch gezieltes Abführen dieser Ströme zur Quelle oder zum Boden. Die Installation des Entwässerungsschutzes kann auf verschiedene Arten erfolgen: Erd-, gerade, polarisierte und verstärkte Entwässerung.

Reis. 3. Entwässerungsschutzstation

Die Erdentwässerung erfolgt durch Erdung der Rohrleitungen mit zusätzlichen Elektroden an den Stellen ihrer Anodenzonen, direkte Entwässerung - durch Erstellen einer elektrischen Brücke zwischen der Rohrleitung und dem Minuspol der Streustromquelle, beispielsweise einem elektrifizierten Schienennetz Eisenbahn. Die polarisierte Entwässerung hat im Gegensatz zur direkten Entwässerung nur eine einseitige Leitfähigkeit, daher wird die Entwässerung automatisch abgeschaltet, wenn ein positives Potential auf den Schienen erscheint. Bei der verstärkten Entwässerung wird zusätzlich ein Stromwandler in den Stromkreis aufgenommen, der eine Erhöhung des Entwässerungsstroms ermöglicht.

Der Korrosionsschutz von Pipelines kann mit einer Vielzahl von Technologien durchgeführt werden, von denen die effektivste die elektrochemische Methode ist, zu der auch der kathodische Korrosionsschutz gehört. Häufig wird der kathodische Korrosionsschutz in Kombination mit der Behandlung einer Stahlkonstruktion mit Isoliermassen verwendet.

In diesem Artikel wird der elektrochemische Schutz von Rohrleitungen betrachtet und insbesondere seine kathodische Unterart eingehend untersucht. Sie erfahren, worauf es bei diesem Verfahren ankommt, wann es angewendet werden kann und welche Geräte zum kathodischen Schutz von Metallen verwendet werden.

Inhalt des Artikels

Sorten des kathodischen Schutzes

Der kathodische Korrosionsschutz von Stahlkonstruktionen wurde in den 1820er Jahren erfunden. Zum ersten Mal wurde das Verfahren im Schiffbau angewendet – der Kupferrumpf des Schiffes wurde mit schützenden Anodenprotektoren ummantelt, was die Kupferkorrosionsrate erheblich reduzierte. Die Technik wurde übernommen und aktiv weiterentwickelt, was sie heute zu einer der effektivsten Methoden des Korrosionsschutzes macht.

Der kathodische Schutz von Metallen wird je nach Ausführungstechnologie in zwei Arten eingeteilt:

• Methode Nr. 1 - An die geschützte Struktur wird eine externe Stromquelle angeschlossen, in deren Gegenwart das Metallprodukt selbst als Kathode fungiert, während inerte Elektroden von Drittanbietern als Anoden wirken.
• Methode #2 - " Galvanotechnik„: Die zu schützende Struktur steht in Kontakt mit einer Trittplatte aus einem Metall mit höherem elektronegativem Potential (zu diesen Metallen gehören Zink, Aluminium, Magnesium und deren Legierungen). Die Funktion der Anode wird bei diesem Verfahren von beiden Metallen übernommen, während die elektrochemische Auflösung des Metalls der Trittplatte für die Durchströmung der zu schützenden Struktur sorgt. notwendiges Minimum kathodischer Strom. Mit der Zeit wird die Trittplatte komplett zerstört.

Methode Nr. 1 ist die häufigste. Dies ist eine einfach zu implementierende Korrosionsschutztechnologie, die viele Arten von Metallkorrosion effektiv bewältigt:

• interkristalline Korrosion von Edelstahl;
• Lochkorrosion;
• Rissbildung von Messing durch erhöhte Belastung;
• Korrosion durch Streuströme.

Im Gegensatz zur ersten Methode, die zum Schutz großer Strukturen (für unterirdische und oberirdische Rohrleitungen verwendet) geeignet ist, ist der galvanische elektrochemische Schutz für die Verwendung mit kleinen Produkten konzipiert.

Das galvanische Verfahren ist in den USA weit verbreitet, es wird in Russland praktisch nicht verwendet, da die Technologie für den Bau von Pipelines in unserem Land keine Behandlung von Autobahnen mit einer speziellen Isolierbeschichtung vorsieht, was ist Voraussetzung für galvanischen elektrochemischen Schutz.

Beachten Sie, dass die Korrosion von Stahl unter dem Einfluss von erheblich zunimmt Grundwasser was besonders typisch für Frühling und Herbst ist. Im Winter, nach dem Einfrieren des Wassers, verlangsamt sich die Korrosion durch Feuchtigkeit erheblich.

Das Wesen der Technik

Der kathodische Korrosionsschutz erfolgt durch Anlegen von Gleichstrom, der der geschützten Struktur von einer externen Quelle zugeführt wird (meistens werden Gleichrichter verwendet, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln) und sein Potential negativ macht.

Das an Gleichstrom angeschlossene Objekt selbst ist ein „Minus“ - eine Kathode, während die damit verbundene Anodenmasse ein „Plus“ ist. Eine Schlüsselvoraussetzung für die Wirksamkeit des kathodischen Korrosionsschutzes ist das Vorhandensein einer gut leitfähigen elektrolytischen Umgebung, die beim Schutz von unterirdischen Rohrleitungen der Boden ist, während der elektronische Kontakt durch die Verwendung von hochleitfähigen metallischen Materialien erreicht wird.

Bei der Implementierung der Technologie zwischen dem elektrolytischen Medium (Boden) und dem Objekt wird ständig die erforderliche Strompotentialdifferenz aufrechterhalten, deren Wert mit einem hochohmigen Voltmeter bestimmt wird.

Merkmale des kathodischen Schutzes von Rohrleitungen

Korrosion ist die Hauptursache für die Druckentlastung aller Arten von Rohrleitungen. Durch die Beschädigung des Metalls durch Rost bilden sich darauf Spalten, Hohlräume und Risse, die zur Zerstörung der Stahlkonstruktion führen. Dieses Problem besonders kritisch für erdverlegte Rohrleitungen, die ständig in ständigem Kontakt mit Grundwasser stehen.

Der kathodische Korrosionsschutz von Gasleitungen erfolgt nach einer der oben genannten Methoden (unter Verwendung eines externen Gleichrichters oder einer galvanischen Methode). Die Technologie ermöglicht es in diesem Fall, die Oxidations- und Auflösungsgeschwindigkeit des Metalls, aus dem die Pipeline besteht, zu reduzieren, was durch die Verschiebung seines natürlichen Korrosionspotentials auf die negative Seite erreicht wird.

Durch praktische Tests wurde festgestellt, dass das Potential der kathodischen Polarisation von Metallen, bei der alle Korrosionsprozesse verlangsamt werden, gleich ist -0,85 V, während sie für unterirdische Rohrleitungen im natürlichen Modus -0,55 V beträgt.

Damit der Korrosionsschutz wirksam ist, muss das kathodische Potential des Metalls, aus dem die Rohrleitung besteht, durch Gleichstrom um -0,3 V reduziert werden, wobei die Korrosionsrate des Stahls 10 Mikrometer nicht überschreitet während des Jahres.

Kathodischer Schutz ist das Beste effektive Methode Schutz unterirdischer Rohrleitungen vor Streuströmen. Der Begriff der Streuströme bedeutet elektrische Ladung, die infolge der Arbeit an Erdungspunkten von Stromleitungen, Blitzableitern oder der Bewegung von Zügen entlang von Eisenbahnlinien in den Boden fallen. Genaue Uhrzeit und es ist unmöglich, den Ort des Auftretens von Streuströmen herauszufinden.

Die korrosive Wirkung von Streuströmen auf das Metall tritt auf, wenn die Metallstruktur ein positives Potential gegenüber dem Elektrolyten hat (bei unterirdischen Rohrleitungen wirkt Erdreich als Elektrolyt). Der kathodische Korrosionsschutz hingegen macht das Metallpotential von unterirdischen Rohrleitungen negativ, wodurch das Risiko ihrer Oxidation unter dem Einfluss von Streuströmen eliminiert wird.

Die Technologie der Verwendung einer externen Stromquelle für den kathodischen Schutz von unterirdischen Rohrleitungen ist vorzuziehen. Seine Vorteile sind eine unbegrenzte Energiequelle, die überwunden werden kann Widerstand Boden.

Als Stromquelle für den Korrosionsschutz werden Freileitungen mit einer Leistung von 6 und 10 kW verwendet, aber wenn auf dem Territorium keine Stromleitungen vorhanden sind, können mobile Generatoren verwendet werden, die mit Gas und Diesel betrieben werden.

Ausführlicher Überblick über die kathodische Korrosionsschutztechnik (Video)

Ausrüstung für den kathodischen Korrosionsschutz

Für den Korrosionsschutz von unterirdischen Rohrleitungen werden spezielle Geräte verwendet - kathodische Schutzstationen(SKZ), bestehend aus folgenden Knoten:

• Erdung (Anode);
• Gleichstromquelle;
• Kontroll-, Überwachungs- und Messstelle;
• Kabel und Leitungen verbinden.

Ein CPS, das an das Stromnetz oder an einen autonomen Generator angeschlossen ist, kann gleichzeitig den kathodischen Schutz mehrerer benachbarter unterirdischer Pipelines durchführen. Die Stromanpassung kann manuell (durch Ändern der Wicklung am Transformator) oder automatisch (wenn das System mit Thyristoren ausgestattet ist) durchgeführt werden.

Unter den kathodischen Schutzstationen, die in der heimischen Industrie verwendet werden, ist die technologisch fortschrittlichste Anlage Minerva-3000 (entworfen von Ingenieuren aus Frankreich im Auftrag von Gazprom). Die Kapazität dieses SPZ reicht aus, um 30 km einer unterirdischen Pipeline effektiv zu schützen.

Zu den Installationsvorteilen gehören:

• erhöhte Leistung;
• Üb(Aktualisierung erfolgt in 15 Sekunden);
• Verfügbarkeit von digitalen Steuerungssystemen zur Überwachung von Betriebsmodi;
• vollständige Dichtheit kritischer Knoten;
• die Fähigkeit, Geräte für die Fernbedienung anzuschließen.

ASKG-TM-Anlagen sind auch im Wohnungsbau weit verbreitet, im Vergleich zu Minerva-3000 haben sie eine reduzierte Leistung (1-5 kW), in der Standardkonfiguration ist das System jedoch mit einem Telemetriekomplex ausgestattet, der die automatisch steuert Betrieb des SKZ und hat die Fähigkeit zur Fernsteuerung .

Kathodische Schutzstationen Minerva-3000 und ASKG-TM benötigen eine Stromversorgung von 220 V. Die Fernsteuerung der Geräte erfolgt über eingebaute GPRS-Module. SKZ haben eher größere Abmessungen - 50 * 40 * 90 cm und Gewicht - 50 kg. Mindestlaufzeit Die Gerätelebensdauer beträgt 20 Jahre.

Existieren verschiedene Methoden Verarbeitung von Metallrohren, aber am effektivsten ist der kathodische Korrosionsschutz von Rohrleitungen. Es ist notwendig, ihre vorzeitige Druckentlastung zu verhindern, die zur Bildung von Rissen, Hohlräumen und Brüchen führt.

Metallkorrosion ist Natürlicher Prozess, bei der sich die Metallatome ändern. Dadurch gehen ihre Elektronen an Oxidationsmittel über, was zur Zerstörung der Materialstruktur führt.

Bei erdverlegten Rohrleitungen ist ein zusätzlicher Faktor für die korrosive Wirkung die Zusammensetzung des Bodens. Es enthält Bereiche mit unterschiedlichem Elektrodenpotential, was der Grund für die Bildung von korrosiven galvanischen Zellen ist.

Es gibt verschiedene Arten von Korrosion, darunter:

• Fest. Unterscheidet sich im großen zusammenhängenden Verbreitungsgebiet. In seltenen Fällen verursacht es Schäden an der Rohrleitung, da es oft nicht tief in die Metallstruktur eindringt;


• Lokale Korrosion - wird am meisten gemeinsame Sache Lücken, da es keine große Fläche bedeckt, sondern tief eindringt. Es wird unterteilt in ulzerativ, filiform, durchgehend, unter der Oberfläche, gefleckt, messerartig, intergranulär, Korrosionssprödigkeit und Rissbildung.

Schutzmethoden für unterirdische Rohrleitungen

Metallkorrosionsschutz kann entweder aktiv oder passiv sein. Passive Methoden beinhalten die Schaffung von Bedingungen für die Pipeline, in denen sie nicht durch das umgebende Erdreich beeinträchtigt wird. Dazu werden spezielle Schutzverbindungen darauf aufgetragen, die zur Barriere werden. Die am häufigsten verwendeten Beschichtungen sind Bitumen, Epoxidharze, Polymerbänder oder Kohlenteerpech.

Zum aktive Methode Am häufigsten wird der kathodische Korrosionsschutz von Rohrleitungen eingesetzt. Es basiert auf der Erzeugung einer Polarisation, die die Auflösungsgeschwindigkeit des Metalls verringert. Dieser Effekt wird durch die Verschiebung des Korrosionspotentials in einen negativeren Bereich realisiert. Dazu wird zwischen der Metalloberfläche und dem Erdreich ein elektrischer Strom geleitet, der die Korrosionsrate deutlich reduziert.

Möglichkeiten zur Umsetzung des kathodischen Schutzes:

• Bei Verwendung externer Stromquellen, die mit dem geschützten Rohr und mit der Anodenmasse verbunden sind;


• Mit dem galvanischen Verfahren (Magnesium-Opferanodenschutz).

Komplexer ist der kathodische Korrosionsschutz von Pipelines durch externe Quellen. Da es die Verwendung von speziellen Konstruktionen erfordert, die Gleichstrom liefern. Das galvanische Verfahren wiederum wird mit Protektoren durchgeführt, die nur in Böden mit niedrigem Boden einen wirksamen Schutz bieten elektrischer Wiederstand.

Kann für den Rohrleitungsschutz und die Anodenmethode verwendet werden. Es wird in Kontakt mit Aggressiven verwendet chemische Umgebung. Das Anodenverfahren basiert auf der Überführung des aktiven Zustands des Metalls in einen passiven Zustand und dessen Aufrechterhaltung durch den Einfluss einer externen Anode.

Trotz einiger Schwierigkeiten bei der Umsetzung diese Methode wird dort aktiv eingesetzt, wo ein kathodischer Korrosionsschutz von Rohrleitungen nicht realisierbar ist.

Beispiele für den kathodischen Korrosionsschutz von Rohrleitungen auf der Messe

Die Anwendungserfahrungen und Neuentwicklungen in diesem Bereich werden auf der jährlichen Industrieausstellung „Naftogaz“ behandelt, die auf dem Expocentre Fairgrounds stattfindet.

Die Messe ist ein wichtiges Branchenereignis und eine hervorragende Plattform, um Fachleute mit neuen Entwicklungen vertraut zu machen und neue Projekte zu starten. Die Naftogaz-Ausstellung findet auf dem Expocentre Fairgrounds in Moskau in Krasnaya Presnya statt.

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Korrosion ist die chemische und elektrochemische Reaktion eines Metalls mit Umgebung Schäden daran verursachen. Es fließt aus unterschiedliche Geschwindigkeit, die reduziert werden kann. Aus praktischer Sicht ist der kathodische Korrosionsschutz von Metallkonstruktionen in Kontakt mit Erde, Wasser und transportierten Medien von Interesse. Die Außenflächen von Rohren werden besonders durch den Einfluss von Erdreich und vagabundierenden Strömungen geschädigt.

Die Innenkorrosion hängt von den Eigenschaften des Mediums ab. Wenn es sich um ein Gas handelt, muss es gründlich von Feuchtigkeit und aggressiven Substanzen gereinigt werden: Schwefelwasserstoff, Sauerstoff usw.

Arbeitsprinzip

Objekte verarbeiten elektrochemische Korrosion sind das Medium, das Metall und die Schnittstelle zwischen ihnen. Das Medium, meist feuchter Boden oder Wasser, hat eine gute elektrische Leitfähigkeit. An der Grenzfläche zwischen ihm und der Metallstruktur findet eine elektrochemische Reaktion statt. Bei positivem Strom (Anodenelektrode) gelangen die Eisenionen in die umgebende Lösung, was zu einem Massenverlust des Metalls führt. Die Reaktion verursacht Korrosion. Bei negativem Strom (Kathodenelektrode) entfallen diese Verluste, da Elektronen in die Lösung gelangen. Das Verfahren wird in der Galvanotechnik zur Beschichtung von Stahl mit Nichteisenmetallen eingesetzt.

Kathodischer Korrosionsschutz wird erreicht, wenn ein negatives Potential an einen Eisengegenstand angelegt wird.

Dazu wird eine Anodenelektrode im Boden platziert und von einer Stromquelle mit einem positiven Potential verbunden. Das Minus wird auf das geschützte Objekt angewendet. Der kathodisch-anodische Schutz führt zu einer aktiven Korrosionszerstörung nur der Anodenelektrode. Daher sollte es regelmäßig gewechselt werden.

Negative Auswirkung der elektrochemischen Korrosion

Die Korrosion von Strukturen kann durch die Einwirkung von Streuströmen aus anderen Systemen auftreten. Sie sind nützlich für Zielobjekte, verursachen jedoch erheblichen Schaden an nahe gelegenen Strukturen. Streuströme können sich von den Schienen elektrifizierter Fahrzeuge ausbreiten. Sie passieren das Umspannwerk und treten in die Pipelines ein. Beim Verlassen bilden sich Anodenabschnitte, die zu intensiver Korrosion führen. Zum Schutz wird eine elektrische Entwässerung verwendet - eine spezielle Entfernung von Strömen von der Rohrleitung zu ihrer Quelle. Auch hier ist es möglich, dazu ist es notwendig, die Größe der Streuströme zu kennen, die mit speziellen Geräten gemessen wird.

Basierend auf den Ergebnissen der elektrischen Messungen wird eine Methode zum Schutz der Gasleitung ausgewählt. Allheilmittel ist ein passiver Bodenkontakt mit isolierenden Beschichtungen. Der kathodische Schutz der Gasleitung bezieht sich auf die aktive Methode.

Rohrleitungsschutz

Bauwerke im Erdreich werden vor Korrosion geschützt, wenn der Minus einer Gleichstromquelle mit ihnen und der Pluspol mit in der Nähe im Boden vergrabenen Anodenelektroden verbunden wird. Der Strom fließt in die Struktur und schützt sie vor Korrosion. Auf diese Weise wird ein kathodischer Schutz von Rohrleitungen, Tanks oder im Erdreich befindlichen Rohrleitungen durchgeführt.

Die Anodenelektrode verschlechtert sich und sollte regelmäßig ersetzt werden. Bei einem mit Wasser gefüllten Tank werden die Elektroden innen platziert. In diesem Fall ist die Flüssigkeit der Elektrolyt, durch den der Strom von den Anoden zur Oberfläche des Behälters fließt. Die Elektroden sind gut kontrollierbar und einfach zu wechseln. Im Boden ist dies schwieriger.

Energiequelle

In der Nähe von Öl- und Gasleitungen, in Heizungs- und Wasserversorgungsnetzen, die einen kathodischen Schutz erfordern, werden Stationen installiert, von denen aus Objekte mit Spannung versorgt werden. Wenn sie im Freien aufgestellt werden, muss ihre Schutzart mindestens IP34 betragen. Für trockene Räume ist jeder geeignet.

Kathodische Schutzstationen für Gasleitungen und andere große Bauwerke haben eine Leistung von 1 bis 10 kW.

Ihre Energieparameter hängen hauptsächlich von folgenden Faktoren ab:

• Widerstand zwischen Erde und Anode;
• elektrische Leitfähigkeit des Bodens;
• Länge der Schutzzone;
• isolierende Wirkung der Beschichtung.

Ein kathodischer Schutzumrichter ist traditionell eine Transformatoranlage. Jetzt wird er durch einen Wechselrichter ersetzt, der kleinere Abmessungen, bessere Stromstabilität und einen höheren Wirkungsgrad hat. In wichtigen Bereichen sind Regler installiert, die die Funktionen Strom- und Spannungsregelung, Schutzpotentialausgleich usw. haben.

Das Gerät ist auf dem Markt in Verschiedene Optionen. Für besondere Bedürfnisse eine Bereitstellung Bessere Bedingungen Betrieb.

Parameter der aktuellen Quelle

Beim Korrosionsschutz für Eisen beträgt das Schutzpotential 0,44 V. In der Praxis sollte es aufgrund des Einflusses von Einschlüssen und der Beschaffenheit der Metalloberfläche höher liegen. Der Maximalwert beträgt 1 V. Bei Vorhandensein von Beschichtungen auf dem Metall beträgt der Strom zwischen den Elektroden 0,05 mA/m 2 . Bei Isolationsbruch steigt sie auf 10 mA/m 2 .

Der kathodische Korrosionsschutz ist in Kombination mit anderen Verfahren effektiv, da weniger Strom verbraucht wird. Befindet sich eine Farbschicht auf der Oberfläche der Struktur, werden nur die Stellen, an denen sie gebrochen ist, durch das elektrochemische Verfahren geschützt.

Merkmale des kathodischen Schutzes

1. Als Energiequellen dienen Stationen oder mobile Generatoren.
2. Die Position der Anoden-Erdungselektroden hängt von den Besonderheiten der Rohrleitungen ab. Die Platzierungsmethode kann verteilt oder konzentriert sowie in unterschiedlichen Tiefen angeordnet werden.
3. Das Anodenmaterial wird mit geringer Löslichkeit ausgewählt, um 15 Jahre zu halten.
4. Das Schutzfeldpotential wird für jede Rohrleitung berechnet. Es ist nicht geregelt, wenn keine Schutzbeschichtungen auf den Strukturen vorhanden sind.

Gazprom-Standardanforderungen für den kathodischen Schutz

• Aktion während der gesamten Betriebsdauer der Schutzausrüstung.
• Schutz vor atmosphärischen Überspannungen.
• Platzierung der Station in Blockboxen oder separat stehend in Anti-Vandalismus-Ausführung.
• Die Anodenerdung wird in Bereichen mit einem minimalen elektrischen Widerstand des Bodens ausgewählt.
• Die Eigenschaften des Wandlers werden unter Berücksichtigung der Alterung ausgewählt Schutzanstrich Pipeline.

Schützender Schutz

Das Verfahren ist eine Art kathodischer Korrosionsschutz mit Verbindung von Elektroden aus einem elektronegativeren Metall durch ein elektrisch leitfähiges Medium. Der Unterschied liegt im Fehlen einer Energiequelle. Die Lauffläche absorbiert Korrosion, indem sie sich in der elektrisch leitenden Umgebung auflöst.

Nach einigen Jahren sollte die Anode ausgetauscht werden, da sie abgenutzt ist.

Die Wirkung der Anode nimmt mit abnehmendem Übergangswiderstand zum Medium zu. Im Laufe der Zeit kann es mit einer korrosiven Schicht überzogen werden. Dies führt zu einer Unterbrechung des elektrischen Kontakts. Wird die Anode in ein Salzgemisch gelegt, das für die Auflösung von Korrosionsprodukten sorgt, erhöht sich der Wirkungsgrad.

Der Einfluss des Beschützers ist begrenzt. Der Aktionsradius wird durch den elektrischen Widerstand des Mediums und die Potentialdifferenz zwischen diesen bestimmt

Ein Schutzschutz wird verwendet, wenn Energiequellen fehlen oder wenn ihr Einsatz wirtschaftlich nicht vertretbar ist. Es ist auch nachteilig, wenn es verwendet wird saure Umgebungen wegen schnelle Geschwindigkeit Anoden auflösen. Protektoren werden im Wasser, im Erdreich oder in einer neutralen Umgebung installiert. Anoden bestehen normalerweise nicht aus reinen Metallen. Die Auflösung von Zink erfolgt ungleichmäßig, Magnesium korrodiert zu schnell und auf Aluminium bildet sich ein starker Oxidfilm.

Laufflächenmaterialien

Damit die Protektoren die notwendigen Gebrauchseigenschaften haben, werden sie aus Legierungen mit folgenden Legierungszusätzen hergestellt.

• Zn + 0,025-0,15 % Cd + 0,1-0,5 % Al - Schutz von Geräten, die sich im Meerwasser befinden.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (Prozentbruchteile) - Betrieb von Bauwerken in fließendem Meerwasser.
• Mg + 5-7 % Al + 2-5 % Zn - Schutz kleiner Strukturen im Boden oder in Wasser mit geringer Salzkonzentration.

Die unsachgemäße Verwendung einiger Arten von Protektoren führt zu negative Konsequenzen. Magnesiumanoden können aufgrund der Entwicklung von Wasserstoffversprödung zu Geräterissen führen.

Ein gemeinsamer kathodischer Opferschutz mit Korrosionsschutzbeschichtungen erhöht die Wirksamkeit.

Die Verteilung des Schutzstroms wird verbessert und es werden deutlich weniger Anoden benötigt. Eine Magnesiumanode schützt eine mit Bitumen beschichtete Pipeline auf einer Länge von 8 km und ohne Beschichtung nur 30 m.

Schutz von Karosserien vor Korrosion

Bei Verletzung der Beschichtung kann die Dicke der Karosserie in 5 Jahren auf 1 mm abnehmen, d.h. durchrosten. Die Wiederherstellung der Schutzschicht ist wichtig, aber darüber hinaus gibt es eine Möglichkeit, den Korrosionsprozess durch einen kathodischen Schutz vollständig zu stoppen. Wenn Sie den Körper in eine Kathode verwandeln, hört die Korrosion des Metalls auf. Anoden können alle leitfähigen Oberflächen sein, die sich in der Nähe befinden: Metallplatten, Masseschleife, Garagenkarosserie, nasse Fahrbahn. In diesem Fall steigt die Schutzeffizienz mit zunehmender Fläche der Anoden. Wenn die Anode eine Straßenoberfläche ist, wird ein "Schwanz" aus metallisiertem Gummi verwendet, um sie zu kontaktieren. Es wird gegenüber den Rädern platziert, damit Spritzer besser werden. "Schwanz" ist vom Körper isoliert.

Der Pluspol der Batterie ist über einen 1-kΩ-Widerstand und eine dazu in Reihe geschaltete LED mit der Anode verbunden. Wenn der Stromkreis durch die Anode geschlossen ist, wenn das Minus an den Körper angeschlossen ist, leuchtet die LED im Normalmodus kaum merklich. Wenn es hell brennt, ist im Stromkreis ein Kurzschluss aufgetreten. Die Ursache muss gefunden und beseitigt werden.

Zum Schutz muss eine Sicherung in Reihe in den Stromkreis eingebaut werden.

Wenn das Auto in der Garage steht, ist es mit einer Erdungsanode verbunden. Während der Bewegung erfolgt die Verbindung durch den "Schwanz".

Fazit

Der kathodische Korrosionsschutz ist eine Möglichkeit, die Betriebssicherheit von unterirdischen Rohrleitungen und anderen Bauwerken zu verbessern. Gleichzeitig sollte es berücksichtigt werden negative Auswirkung auf benachbarte Rohrleitungen vor dem Einfluss von Streuströmen.

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Der kathodische Schutz der Gasleitung muss ununterbrochen funktionieren. Für jedes SKZ wird abhängig von seinen Betriebsbedingungen ein bestimmter Modus eingestellt. Während des Betriebs der Kathodenstation wird ein Protokoll über ihre elektrischen Parameter und den Betrieb der Stromquelle geführt. Es ist auch notwendig, die Anodenerdung ständig zu überwachen, deren Zustand durch die Größe des Effektivstroms bestimmt wird.

Der kathodische Schutz der Gasleitung muss ununterbrochen funktionieren. Auf Streckenabschnitten mit Unterbrechungen der Stromversorgung für mehrere Stunden am Tag kommen Batterien zum Einsatz, die bei Stromausfall Schutz bieten. Die Kapazität der Batterie wird durch den Wert des Schutzstroms RMS bestimmt.

Der kathodische Schutz von Gasleitungen vor den Auswirkungen von Streuströmen oder Bodenkorrosion erfolgt mit einer Konstante elektrischer Strom externe Quelle. Der Minuspol der Stromquelle ist mit der geschützten Gasleitung verbunden und der Pluspol mit einer speziellen Masse - der Anode.

Der kathodische Korrosionsschutz von Gasleitungen erfolgt aufgrund ihrer kathodischen Polarisation mit einer externen Stromquelle.

Einfluss des kathodischen Korrosionsschutzes von Gasleitungen auf Schienenketten von Eisenbahnen.

Für den kathodischen Schutz einer Gasleitung werden Standardinstrumente der Elektroinstallation und spezielle Korrosionsmess- und Hilfsinstrumente verwendet. Um die Potentialdifferenz einer unterirdischen Struktur - der Erde zu messen, die eines der Kriterien für die Bewertung des Korrosionsrisikos und des Vorhandenseins eines Schutzes ist, werden Voltmeter mit einem großen Wert des Innenwiderstands um 1 auf der Skala verwendet, damit sie einbezogen werden im Messkreis verletzt nicht die Potentialverteilung in diesem. Diese Anforderung ergibt sich sowohl aus dem hohen Innenwiderstand des Systems Erdreich – Erdreich als auch aus der Schwierigkeit, am Kontaktpunkt der Messelektrode mit dem Erdreich einen geringen Erdwiderstand zu erzeugen, insbesondere bei Verwendung nicht polarisierbarer Elektroden. Um eine Messschaltung mit hohem Eingangswiderstand zu erhalten, werden Potentiometer und hochohmige Voltmeter verwendet.

Für kathodische Schutzstationen von Gasleitungen als Stromquelle wird empfohlen, Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit einer Keramikelektrode zu verwenden. Solche Brennstoffzellen können lange Zeit Arbeiten an der Gaspipelinetrasse, Versorgung der Kathodenschutzstationen mit Strom sowie der Häuser der Leitungsreparaturen, Signalanlagen und der automatischen Steuerung der Werften. Diese Methode zur Versorgung linearer Strukturen und Installationen an einer Gaspipeline, die keine hohe Leistung erfordern, vereinfacht die Betriebswartung erheblich.

Sehr oft weichen die rechnerisch ermittelten Parameter des kathodischen Korrosionsschutzes von Gasleitungen erheblich von den in der Praxis durch Messungen ermittelten RMS-Parametern ab. Dies liegt an der Unmöglichkeit, die ganze Vielfalt von Faktoren zu berücksichtigen, die die Schutzparameter unter natürlichen Bedingungen beeinflussen.