Cathodic corrosion na proteksyon ng mga pipeline: kagamitan, prinsipyo ng pagpapatakbo

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang paraan ng proteksyon laban sa kaagnasan ay nagbibigay-daan sa pagpapahaba ng buhay ng serbisyo ng isang istraktura ng metal, pati na rin upang mapanatili ang mga teknikal at pisikal na katangian nito sa panahon ng operasyon. Sa kabila ng iba't ibang paraan para sa pagbibigay ng anti-corrosion action, posibleng ganap na maprotektahan ang mga bagay mula sa pagkasira ng kalawang sa mga bihirang kaso lamang.

Ang pagiging epektibo ng naturang proteksyon ay nakasalalay hindi lamang sa kalidad ng teknolohiya ng pagtapak, kundi pati na rin sa mga kondisyon ng paggamit nito. Sa partikular, upang mapanatili ang istraktura ng metal ng mga pipeline, ang proteksyon ng electrochemical corrosion batay sa pagpapatakbo ng mga cathodes ay nagpapakita ng pinakamahusay na mga katangian nito. Ang pag-iwas sa pagbuo ng kalawang sa naturang mga komunikasyon, siyempre, ay hindi lamang ang saklaw ng teknolohiyang ito, ngunit sa mga tuntunin ng kumbinasyon ng mga katangian, ang direksyon na ito ay maaaring ituring na pinaka-may-katuturan para sa proteksyon ng electrochemical.

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa electrochemical protection

Ang proteksyon ng mga metal mula sa kalawang sa pamamagitan ng electrochemical action ay nakabatay sa pag-asa ng electrode potential ng materyal sa rate ng corrosion process. Dapat gamitin ang mga istrukturang metal doonpotensyal na saklaw kung saan ang kanilang anodic dissolution ay mas mababa sa katanggap-tanggap na limitasyon. Ang huli, pala, ay tinutukoy ng teknikal na dokumentasyon para sa pagpapatakbo ng pasilidad.

Sa pagsasagawa, ang proteksyon ng electrochemical corrosion ay kinabibilangan ng pagkonekta ng pinagmumulan ng direktang kasalukuyang sa tapos na produkto. Ang electric field sa ibabaw at sa istraktura ng protektadong bagay ay bumubuo ng polariseysyon ng mga electrodes, na kinokontrol din ang proseso ng pinsala sa kaagnasan. Sa esensya, ang mga anode zone sa metal na istraktura ay nagiging cathodic, na nagpapahintulot sa mga negatibong proseso na maalis, na tinitiyak na ang istraktura ng target na bagay ay napanatili.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng cathodic protection

May cathodic at anode na proteksyon ng electrochemical type. Gayunpaman, ang unang konsepto, na ginagamit upang protektahan ang mga pipeline, ay nakatanggap ng pinakamalaking katanyagan. Ayon sa pangkalahatang prinsipyo, kapag ipinatupad ang pamamaraang ito, ang isang kasalukuyang may negatibong poste ay ibinibigay sa bagay mula sa isang panlabas na mapagkukunan. Sa partikular, ang isang bakal o tanso na tubo ay maaaring maprotektahan sa ganitong paraan, bilang isang resulta kung saan ang polariseysyon ng mga seksyon ng cathode ay magaganap sa paglipat ng kanilang mga potensyal sa estado ng anode. Bilang resulta, ang corrosive na aktibidad ng protektadong istraktura ay mababawasan sa halos zero.

Kasabay nito, maaaring magkaroon ng iba't ibang bersyon ang cathodic protection. Ang inilarawan sa itaas na pamamaraan ng polarization mula sa isang panlabas na pinagmulan ay malawakang ginagawa, ngunit ang paraan ng electrolyte deaeration na may pagbaba sa rate ng mga prosesong cathodic, pati na rin ang paglikha ng isang proteksiyon na hadlang, ay epektibo rin.

Nabanggit nang higit sa isang beses na ang prinsipyo ng proteksyon ng cathodic ay ipinatupad ng isang panlabas na kasalukuyang pinagmumulan. Sa totoo lang, ang pangunahing pag-andar ng proteksyon laban sa kaagnasan ay nakasalalay sa gawain nito. Ang mga gawaing ito ay ginagawa ng mga espesyal na istasyon, na, bilang panuntunan, ay bahagi ng pangkalahatang imprastraktura ng pagpapanatili ng pipeline.

Cathodic Corrosion Protection Stations

Ang pangunahing pag-andar ng istasyon ng cathode ay upang magbigay ng matatag na kasalukuyang sa target na metal na bagay ayon sa paraan ng polarisasyon ng cathode. Ginagamit ang mga naturang kagamitan sa imprastraktura ng underground na mga pipeline ng gas at langis, sa mga tubo ng supply ng tubig, mga network ng heating, atbp.

Maraming uri ng mga naturang source, habang ang pinakakaraniwang cathodic protection device ay nagbibigay ng pagkakaroon ng:

• kasalukuyang kagamitan sa converter;
• mga wire para sa pagkonekta sa protektadong bagay;
• anode ground electrode.

Kasabay nito, mayroong dibisyon ng mga istasyon sa mga inverter at transformer. Mayroong iba pang mga pag-uuri, ngunit ang mga ito ay nakatuon sa pag-segment ng mga pag-install alinman sa pamamagitan ng aplikasyon o sa pamamagitan ng mga teknikal na katangian at mga parameter ng data ng input. Ang mga pangunahing prinsipyo ng pagpapatakbo ay pinakamalinaw na inilalarawan ng ipinahiwatig na dalawang uri ng mga istasyon ng cathode.

Transformer installation para sa cathodic protection

Dapat tandaan kaagad na ang ganitong uri ng istasyon ay hindi na ginagamit. Ito ay pinapalitan ng mga analogue ng inverter, na mayroong parehong mga plus at minus. Anyway,ginagamit ang mga modelo ng transformer kahit na sa mga bagong electrochemical protection point.

Ang batayan ng mga naturang bagay ay isang 50 Hz low-frequency na transpormer at isang thyristor converter. Para sa thyristor control system, ginagamit ang pinakasimpleng mga device, kabilang ang mga phase-pulse power controllers. Ang isang mas responsableng diskarte sa paglutas ng mga problema sa kontrol ay kinabibilangan ng paggamit ng mga controller na may malawak na functionality.

Modern cathodic corrosion proteksyon ng pipelines na may tulad na kagamitan ay nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang mga parameter ng output kasalukuyang, boltahe indicator, pati na rin ang equalize proteksyon potensyal. Tulad ng para sa mga disadvantages ng mga kagamitan sa transpormer, bumaba sila sa isang mataas na antas ng kasalukuyang ripple sa output sa isang mababang power factor. Ang kapintasang ito ay hindi ipinaliwanag ng sinusoidal na anyo ng kasalukuyang.

Upang malutas ang problema sa ripple, sa isang tiyak na lawak, posibleng magpasok ng low-frequency choke sa system, ngunit ang mga sukat nito ay tumutugma sa mga sukat ng mismong transpormer, na hindi palaging gumagawa ng ganoong posible ang karagdagan.

Cathodic protection inverter station

Inverter-type na mga installation ay batay sa mga pulsed high-frequency converter. Ang isa sa mga pangunahing bentahe ng paggamit ng mga istasyon ng ganitong uri ay mataas na kahusayan, na umaabot sa 95%. Para sa paghahambing, para sa mga pag-install ng transformer, ang figure na ito ay umabot sa average na 80%.

Minsan ibang mga birtud ang nauuna. Halimbawa, lumalawak ang maliliit na sukat ng mga istasyon ng invertermga pagkakataon para sa kanilang paggamit sa mahihirap na lugar. Mayroon ding mga pakinabang sa pananalapi, na kinumpirma ng pagsasanay ng paggamit ng naturang kagamitan. Kaya, ang inverter cathodic corrosion na proteksyon ng mga pipeline ay mabilis na nagbabayad at nangangailangan ng kaunting pamumuhunan sa teknikal na pagpapanatili. Gayunpaman, ang mga katangiang ito ay malinaw na nakikita lamang kung ihahambing sa mga pag-install ng transformer, ngunit ngayon ay may mas epektibong mga bagong paraan ng pagbibigay ng kasalukuyang para sa mga pipeline.

Mga disenyo ng mga istasyon ng cathode

Ang ganitong kagamitan ay available sa merkado sa iba't ibang kaso, hugis at sukat. Siyempre, laganap din ang pagsasagawa ng indibidwal na disenyo ng naturang mga system, na ginagawang posible hindi lamang upang makakuha ng pinakamainam na disenyo para sa mga partikular na pangangailangan, ngunit upang magbigay din ng mga kinakailangang parameter ng pagpapatakbo.

Ang mahigpit na pagkalkula ng mga katangian ng istasyon ay nagbibigay-daan sa iyo upang higit pang i-optimize ang halaga ng pag-install, transportasyon at imbakan nito. Halimbawa, ang proteksyon ng cathodic laban sa kaagnasan ng mga pipeline batay sa isang inverter na may masa na 10-15 kg at isang lakas na 1.2 kW ay angkop para sa maliliit na bagay. Maaaring serbisyuhan ng kotse ang mga kagamitang may ganitong mga katangian, gayunpaman, para sa malalaking proyekto, maaaring gumamit ng mas malalaki at mabibigat na istasyon, na nangangailangan ng koneksyon ng mga trak, crane at mga pangkat ng pag-install.

Proteksyon na functionality

Ang espesyal na atensyon sa pagbuo ng mga istasyon ng cathode ay ibinibigay sa proteksyon ng kagamitan mismo. Upang gawin ito, nagsasama kamimga system na nagbibigay-daan sa pagprotekta sa mga istasyon mula sa mga short circuit at load break. Sa unang kaso, ang mga espesyal na piyus ay ginagamit upang pangasiwaan ang emergency na operasyon ng mga pag-install.

Tungkol sa mga pagtaas ng kuryente at pagkasira, malamang na hindi seryosong maapektuhan ng mga ito ang isang cathodic protection station, ngunit maaaring may panganib ng electric shock. Halimbawa, kung sa normal na mode ang kagamitan ay pinapatakbo na may maliit na boltahe, pagkatapos pagkatapos ng pahinga, ang pagtalon sa mga indicator ay maaaring magdala ng hanggang 120 V.

Iba pang uri ng electrochemical protection

Bukod sa cathodic na proteksyon, ginagawa din ang mga electric drainage na teknolohiya, gayundin ang mga paraan ng pagtapak para maiwasan ang kaagnasan. Ang pinaka-maaasahan na direksyon ay itinuturing na isang espesyal na proteksyon laban sa pagbuo ng kaagnasan. Sa kasong ito, ang mga aktibong elemento ay konektado din sa target na bagay, na tinitiyak ang pagbabago ng ibabaw na may mga cathode sa pamamagitan ng kasalukuyang. Halimbawa, ang bakal na tubo bilang bahagi ng gas pipeline ay maaaring protektahan ng zinc o aluminum cylinders.

Konklusyon

Ang mga paraan ng proteksyon ng electrochemical ay hindi mauuri bilang bago at, bukod dito, makabago. Ang pagiging epektibo ng paggamit ng mga naturang pamamaraan sa paglaban sa mga proseso ng kalawang ay pinagkadalubhasaan sa mahabang panahon. Gayunpaman, pinipigilan ng isang malubhang sagabal ang malawak na pamamahagi ng pamamaraang ito. Ang katotohanan ay ang proteksyon ng cathodic corrosion ng mga pipeline ay hindi maiiwasang bumubuo ng tinatawag na mga ligaw na alon. Ang mga ito ay hindi mapanganib para sa target na istraktura, ngunit maaaring magkaroon ng negatibong epekto samga kalapit na bagay. Sa partikular, ang stray current ay nag-aambag sa pagbuo ng parehong kaagnasan sa metal na ibabaw ng mga katabing tubo.