Protecció contra la corrosió catòdica de canonades: equip, principi de funcionament

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Els mitjans de protecció contra la corrosió permeten allargar la vida útil d'una estructura metàl·lica, així com preservar-ne les propietats tècniques i físiques durant el funcionament. Malgrat la varietat de mètodes per proporcionar una acció anticorrosiva, només en casos rars és possible protegir completament els objectes dels danys de l'òxid.

L'eficàcia d'aquesta protecció depèn no només de la qualitat de la tecnologia de la banda de rodament, sinó també de les condicions de la seva aplicació. En particular, per preservar l'estructura metàl·lica de les canonades, la protecció contra la corrosió electroquímica basada en el funcionament dels càtodes demostra les seves millors propietats. La prevenció de la formació d'òxid en aquestes comunicacions, per descomptat, no és l'únic abast d'aquesta tecnologia, però pel que fa a la combinació de característiques, aquesta direcció es pot considerar la més rellevant per a la protecció electroquímica.

Informació general sobre la protecció electroquímica

La protecció dels metalls de l'òxid mitjançant l'acció electroquímica es basa en la dependència del potencial de l'elèctrode del material de la velocitat del procés de corrosió. En això s'han d'utilitzar estructures metàl·liquesrang potencial on la seva dissolució anòdica estarà per sota del límit acceptable. Aquest últim, per cert, ve determinat per la documentació tècnica per al funcionament de la instal·lació.

A la pràctica, la protecció contra la corrosió electroquímica implica connectar una font amb corrent continu al producte acabat. El camp elèctric a la superfície i a l'estructura de l'objecte protegit forma la polarització dels elèctrodes, que també controla el procés de dany per corrosió. En essència, les zones d'ànode de l'estructura metàl·lica es tornen catòdiques, cosa que permet desplaçar els processos negatius, garantint que l'estructura de l'objecte objectiu es preservi.

El principi de funcionament de la protecció catòdica

Hi ha protecció catòdica i ànode de tipus electroquímic. No obstant això, el primer concepte, que s'utilitza per protegir les canonades, ha rebut la major popularitat. Segons el principi general, quan s'implementa aquest mètode, es subministra un corrent amb un pol negatiu a l'objecte des d'una font externa. En particular, una canonada d'acer o coure es pot protegir d'aquesta manera, com a resultat de la qual cosa es produirà la polarització de les seccions del càtode amb la transició dels seus potencials a l'estat d'ànode. Com a resultat, l'activitat corrosiva de l'estructura protegida es reduirà gairebé a zero.

Al mateix temps, la protecció catòdica pot tenir diferents versions. La tècnica de polarització des d'una font externa descrita anteriorment es practica àmpliament, però el mètode de desaireació d'electròlits amb una disminució de la velocitat dels processos catòdics, així com la creació d'una barrera protectora, també funciona de manera eficaç..

S'ha observat més d'una vegada que el principi de protecció catòdica s'implementa mitjançant una font de corrent externa. De fet, la funció principal de la protecció anticorrosió rau en el seu treball. Aquestes tasques les realitzen estacions especials, que, per regla general, formen part de la infraestructura general de manteniment de les canonades.

Estacions de protecció contra la corrosió catòdica

La funció principal de l'estació catòdica és proporcionar un corrent estable a l'objecte metàl·lic objectiu segons el mètode de polarització del càtode. Aquests equips s'utilitzen en la infraestructura de gasoductes subterranis i de petroli, en canonades de subministrament d'aigua, xarxes de calefacció, etc.

Hi ha moltes varietats d'aquestes fonts, mentre que el dispositiu de protecció catòdica més comú preveu la presència de:

• equip convertidor de corrent;
• cables per connectar-se a l'objecte protegit;
• elèctrode de terra de l'ànode.

Al mateix temps, hi ha una divisió d'estacions en inversores i transformadores. Hi ha altres classificacions, però estan enfocades a la segmentació de les instal·lacions ja sigui per aplicació o per característiques tècniques i paràmetres de dades d'entrada. Els principis bàsics de funcionament s'il·lustren de manera més clara amb els dos tipus d'estacions càtodes indicades.

Instal·lacions de transformadors per a protecció catòdica

S'ha de tenir en compte de seguida que aquest tipus d'estació està obsoleta. S'està substituint per anàlegs inversors, que tenen avantatges i inconvenients. De totes maneres,Els models de transformadors s'utilitzen fins i tot als nous punts de protecció electroquímica.

La base d'aquests objectes és un transformador de baixa freqüència de 50 Hz i un convertidor de tiristor. Per al sistema de control de tiristors, s'utilitzen els dispositius més senzills, inclosos els controladors de potència de pols de fase. Un enfocament més responsable per resoldre problemes de control implica l'ús de controladors amb una funcionalitat àmplia.

La protecció moderna contra la corrosió catòdica de les canonades amb aquest equip us permet ajustar els paràmetres del corrent de sortida, els indicadors de tensió i igualar els potencials de protecció. Pel que fa als desavantatges dels equips de transformació, es redueixen a un alt grau de ondulació de corrent a la sortida amb un factor de potència baix. Aquest defecte no s'explica per la forma sinusoïdal del corrent.

Per resoldre el problema amb ondulació, fins a cert punt, és possible introduir una bobina de baixa freqüència al sistema, però les seves dimensions corresponen a les dimensions del propi transformador, la qual cosa no sempre fa tal possible addició.

Estació inversora de protecció catòdica

Les instal·lacions de tipus inversor es basen en convertidors polsats d' alta freqüència. Un dels principals avantatges d'utilitzar estacions d'aquest tipus és l' alta eficiència, arribant al 95%. Com a comparació, per a les instal·lacions de transformadors, aquesta xifra arriba a una mitjana del 80%.

De vegades, altres virtuts passen a primer pla. Per exemple, les petites dimensions de les estacions inversores s'amplienoportunitats per al seu ús en zones difícils. També hi ha avantatges financers, que es confirmen amb la pràctica d'utilitzar aquests equips. Així, la protecció contra la corrosió catòdica de l'inversor de les canonades paga ràpidament i requereix una inversió mínima en manteniment tècnic. Tanmateix, aquestes qualitats només són clarament visibles en comparació amb les instal·lacions de transformadors, però avui hi ha nous mitjans més efectius per subministrar corrent a les canonades.

Dissenys d'estacions catòdiques

Aquests equips estan disponibles al mercat en diferents casos, formes i dimensions. Per descomptat, també està molt estesa la pràctica del disseny individual d'aquests sistemes, que permet no només obtenir un disseny òptim per a necessitats específiques, sinó també proporcionar els paràmetres operatius necessaris.

El càlcul estricte de les característiques de l'estació permet optimitzar encara més el cost de la seva instal·lació, transport i emmagatzematge. Per exemple, la protecció catòdica contra la corrosió de canonades basada en un inversor amb una massa de 10-15 kg i una potència d'1,2 kW és molt adequada per a objectes petits. Els equips amb aquestes característiques es poden fer servir un cotxe, però, per a projectes a gran escala, es poden utilitzar estacions més massives i pesades, que requereixin la connexió de camions, una grua i equips d'instal·lació.

Funcionalitat de protecció

En el desenvolupament de les estacions catòdiques es presta especial atenció a la protecció dels propis equips. Per fer-ho, ens integremsistemes que permeten protegir les estacions de curtcircuits i talls de càrrega. En el primer cas, s'utilitzen fusibles especials per gestionar el funcionament d'emergència de les instal·lacions.

Pel que fa a les sobretensions i les interrupcions de corrent, és poc probable que una estació de protecció catòdica es vegi afectada seriosament, però pot haver-hi perill de descàrrega elèctrica. Per exemple, si en mode normal l'equip funciona amb una tensió petita, després d'una pausa, els indicadors de s alt poden portar fins a 120 V.

Altres tipus de protecció electroquímica

A més de la protecció catòdica, també es practiquen tecnologies de drenatge elèctric, així com mètodes de banda de rodament per prevenir la corrosió. Es considera que la direcció més prometedora és una protecció especial contra la formació de corrosió. En aquest cas, els elements actius també estan connectats a l'objecte objectiu, que asseguren la transformació de la superfície amb càtodes mitjançant el corrent. Per exemple, una canonada d'acer com a part d'un gasoducte es pot protegir amb cilindres de zinc o d'alumini.

Conclusió

Els mètodes de protecció electroquímica no es poden classificar com a nous i, a més, innovadors. L'efectivitat de l'ús d'aquestes tècniques en la lluita contra els processos d'oxidació s'ha dominat durant molt de temps. Tanmateix, un greu inconvenient impedeix la distribució àmplia d'aquest mètode. El fet és que la protecció contra la corrosió catòdica de les canonades genera inevitablement els anomenats corrents vagabunds. No són perillosos per a l'estructura objectiu, però poden tenir un efecte negatiuobjectes propers. En particular, el corrent dispers contribueix al desenvolupament de la mateixa corrosió a la superfície metàl·lica de les canonades adjacents.