Bảo vệ ăn mòn Cathodic của đường ống: thiết bị, nguyên tắc hoạt động

Các phương tiện bảo vệ chống ăn mòn có thể kéo dài tuổi thọ của cấu trúc kim loại, cũng như bảo vệ các đặc tính kỹ thuật và vật lý trong quá trình vận hành. Mặc dù có nhiều phương pháp chống ăn mòn nhưng có thể bảo vệ hoàn toàn các vật thể khỏi sự hư hỏng của gỉ sắt trong những trường hợp hiếm hoi.

Hiệu quả của việc bảo vệ như vậy không chỉ phụ thuộc vào chất lượng của công nghệ bảo vệ mà còn phụ thuộc vào điều kiện áp dụng. Đặc biệt, để bảo quản cấu trúc kim loại của đường ống, tính chất tốt nhất của chúng được thể hiện bằng cách bảo vệ ăn mòn điện hóa dựa trên hoạt động của các cực âm. Ngăn chặn sự hình thành rỉ trên các truyền thông như vậy, tất nhiên, không phải là lĩnh vực duy nhất của ứng dụng công nghệ này, nhưng về mặt sự kết hợp của các đặc tính, hướng này có thể được coi là có liên quan nhất đối với bảo vệ điện.

Thông tin chung về bảo vệ điện hóa

Việc bảo vệ kim loại khỏi rỉ bằng các biện pháp điện hóa được dựa trên sự phụ thuộc của điện thế của vật liệu vào tốc độ của quá trình ăn mòn. Cấu trúc kim loại nên được vận hành trong phạm vi tiềm năng mà sự giải phóng anod của chúng sẽ thấp hơn giới hạn cho phép. Thứ hai, bằng cách này, được xác định bởi các tài liệu kỹ thuật cho hoạt động của cấu trúc.

Trong thực tế, bảo vệ ăn mòn điện hóa liên quan đến kết nối với một sản phẩm hoàn chỉnh của một nguồn với một dòng điện liên tục. Điện trường trên bề mặt và trong cấu trúc vật thể được bảo vệ tạo thành sự phân cực của các điện cực, điều này cũng kiểm soát quá trình ăn mòn. Về bản chất, các cực dương trên cấu trúc kim loại trở thành cathodic, cho phép chuyển các quá trình tiêu cực, đảm bảo sự an toàn của cấu trúc của đối tượng đích.

Nguyên tắc hoạt động của bảo vệ cathodic

Có bảo vệ catodic và anodic của loại electrochemical. Khái niệm đầu tiên, được sử dụng để bảo vệ đường ống, vẫn có được sự nổi tiếng lớn nhất. Theo nguyên tắc chung, khi thực hiện phương pháp này, một dòng điện được áp dụng cho vật có cực âm từ một nguồn bên ngoài. Đặc biệt, do đó, một ống thép hoặc đồng có thể được bảo vệ, dẫn đến sự phân cực của các đoạn catốt với sự chuyển đổi tiềm năng của chúng sang trạng thái anode. Kết quả là, hoạt động ăn mòn của cấu trúc được bảo vệ sẽ giảm xuống gần bằng không.

Đồng thời, bảo vệ cathodic có thể có các phiên bản khác nhau. Kỹ thuật phân cực được mô tả ở trên từ một nguồn bên ngoài được thực hiện rộng rãi, nhưng phương pháp khử khí điện phân với sự giảm tốc độ của quá trình cực âm, cũng như tạo ra một hàng rào bảo vệ, là hiệu quả.

Nó đã được ghi nhận nhiều hơn một lần rằng các nguyên tắc bảo vệ cathodic được thực hiện do một nguồn hiện tại bên ngoài. Trên thực tế, trong công việc của nó và là chức năng chính của bảo vệ chống ăn mòn. Các nhiệm vụ này được thực hiện bởi các trạm đặc biệt, mà theo nguyên tắc, được bao gồm trong cơ sở hạ tầng chung của việc bảo trì đường ống.

Trạm bảo vệ chống ăn mòn bằng cathodic

Chức năng chính của trạm cathode là nguồn cung ổn định hiện tại của vật kim loại mục tiêu theo phương pháp phân cực cathodic. Họ sử dụng thiết bị này trong cơ sở hạ tầng đường ống dẫn dầu khí, đường ống dẫn nước, mạng lưới nhiệt, vv

Có nhiều loại nguồn như vậy, và thiết bị phổ biến nhất để bảo vệ cathodic bao gồm sự có mặt của:

• Thiết bị chuyển đổi hiện tại;
• Dây kết nối với đối tượng được bảo vệ;
• Anodic nối đất.

Trong trường hợp này, có một sự tách biệt các trạm vào biến tần và biến áp. Có các phân loại khác, nhưng chúng được định hướng phân chia cây trồng hoặc theo ứng dụng, hoặc bằng các đặc tính kỹ thuật và các thông số của dữ liệu đầu vào. Các nguyên tắc hoạt động cơ bản nhất minh họa rõ ràng hai loại trạm catốt.

Thiết bị biến áp để bảo vệ cathodic

Cần lưu ý ngay lập tức rằng loại trạm này đã lỗi thời. Nó được thay thế bằng các bộ tương phản biến tần, có cả hai điểm cộng và nhược điểm. Dù sao, các mô hình biến áp được sử dụng ngay cả ở những điểm mới về bảo vệ điện hóa.

Các cơ sở của các đối tượng như vậy là một biến tần tần số thấp ở 50 Hz và một bộ chuyển đổi thyristor. Đối với hệ thống điều khiển thyristor, các thiết bị đơn giản nhất được sử dụng, trong đó các bộ điều khiển điện áp xung. Một cách tiếp cận có trách nhiệm hơn để giải quyết các nhiệm vụ quản lý liên quan đến việc sử dụng bộ điều khiển với một loạt các chức năng.

Bảo vệ cathodic hiện đại chống ăn mòn đường ống với các thiết bị như vậy cho phép bạn điều chỉnh các thông số của dòng điện đầu ra, điện áp đọc và thậm chí cả các tiềm năng bảo vệ. Đối với những bất lợi của thiết bị biến thế, chúng được giảm đến một mức độ cao gợn hiện tại đầu ra với một yếu tố năng lượng thấp. Khiếm khuyết này được giải thích không phải bởi một hình sin của hiện tại.

Giải quyết vấn đề xung với một mức độ nào đó cho phép đưa một choke tần số thấp vào hệ thống, nhưng kích thước của nó tương ứng với kích thước của máy biến áp, điều này không phải lúc nào cũng có thể làm cho phép bổ sung như vậy.

Trạm biến thế để bảo vệ cathodic

Các thiết bị biến tần được dựa trên các bộ chuyển đổi tần số cao xung. Một trong những ưu điểm chính của việc sử dụng loại trạm này là hiệu suất cao, đạt 95%. Để so sánh, trong các nhà máy biến áp con số này trung bình đạt 80%.

Đôi khi các nhân phẩm khác đi trước. Ví dụ, kích thước nhỏ của trạm biến tần mở rộng khả năng ứng dụng của chúng trong các khu vực phức tạp. Ngoài ra còn có lợi thế tài chính, khẳng định thực tiễn sử dụng thiết bị đó. Vì vậy, bảo vệ chống ăn mòn bằng cathodic của các đường ống nhanh chóng trả hết và đòi hỏi đầu tư tối thiểu về nội dung kỹ thuật. Tuy nhiên, những phẩm chất này chỉ có thể nhìn thấy được khi so sánh với các thiết bị biến thế, nhưng ngày nay có nhiều phương tiện hiệu quả hơn để cung cấp dòng điện cho đường ống.

Công trình của trạm catốt

Thiết bị như vậy được trình bày trên thị trường trong các tòa nhà, hình dạng và kích thước khác nhau. Tất nhiên, thực tiễn thiết kế cá nhân của các hệ thống như vậy là phổ biến rộng rãi, điều này làm cho nó có thể không chỉ để có được một thiết kế tối ưu cho các nhu cầu cụ thể, mà còn để cung cấp các thông số hoạt động cần thiết.

Việc tính toán nghiêm ngặt các đặc tính của trạm cho phép tối ưu hóa chi phí lắp đặt, vận chuyển và lưu trữ. Ví dụ, đối với các vật nhỏ, việc bảo vệ cathodic chống ăn mòn đường ống trên cơ sở biến tần với khối lượng 10-15 kg và công suất 1,2 kW khá phù hợp. Thiết bị có các đặc tính này có thể được phục vụ bởi một chiếc xe du lịch, tuy nhiên, đối với các dự án có quy mô lớn, các trạm lớn hơn và nặng có thể được sử dụng, đòi hỏi phải kết nối các xe tải, cần cẩu và các đội lắp ráp.

Chức năng bảo vệ

Sự chú ý đặc biệt trong việc phát triển các trạm catốt được dành cho việc bảo vệ thiết bị. Để đạt được điều này, các hệ thống được tích hợp để ngăn các trạm không bị va đập và phá vỡ các tải trọng. Trong trường hợp đầu tiên, cầu chì đặc biệt được sử dụng, cho phép xử lý các hoạt động khẩn cấp của các đơn vị.

Đối với việc nhảy và phá vỡ điện áp, trạm bảo vệ catodic không bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi chúng, nhưng có thể có nguy cơ bị điện giật. Ví dụ, nếu trong chế độ bình thường thiết bị được vận hành với điện áp thấp, sau đó sau khi phá vỡ nhảy trong các chỉ số có thể mang lại cho 120 V

Các loại bảo vệ điện hóa khác

Ngoài việc bảo vệ cathodic, cả kỹ thuật thoát nước và các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn được thực hiện. Hướng triển vọng nhất được coi là đặc biệt bảo vệ khỏi sự ăn mòn. Trong trường hợp này, các phần tử hoạt động cũng được kết nối với đối tượng đích, cung cấp sự chuyển đổi bề mặt bằng cathode bằng một dòng điện. Ví dụ, một ống thép trong một đường ống dẫn khí có thể được bảo vệ bằng xi măng kẽm hoặc nhôm.

Kết luận

Các phương pháp bảo vệ điện hóa không thể là do những đặc tính mới, đặc biệt là sáng tạo. Hiệu quả của việc sử dụng các kỹ thuật như vậy trong cuộc chiến chống quá trình gỉ đã từ lâu đã được làm chủ. Tuy nhiên, sự lan rộng của phương pháp này bị cản trở bởi một lỗ hổng nghiêm trọng. Thực tế là bảo vệ cathodic chống ăn mòn đường ống chắc chắn tạo ra cái gọi là dòng chảy lang thang. Chúng không gây nguy hiểm cho thiết kế mục tiêu, nhưng có thể có tác động tiêu cực đến các vật thể gần đó. Đặc biệt, dòng lang thang góp phần vào sự phát triển của sự ăn mòn tương tự trên bề mặt kim loại của các đường ống liền kề.