Καθοδική αντιδιαβρωτική προστασία αγωγών: εξοπλισμός, αρχή λειτουργίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τα μέσα προστασίας από τη διάβρωση επιτρέπουν την παράταση της διάρκειας ζωής μιας μεταλλικής κατασκευής, καθώς και τη διατήρηση των τεχνικών και φυσικών της ιδιοτήτων κατά τη λειτουργία. Παρά την ποικιλία των μεθόδων για την παροχή αντιδιαβρωτικής δράσης, είναι δυνατή η πλήρης προστασία των αντικειμένων από τη σκουριά μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις.

Η αποτελεσματικότητα μιας τέτοιας προστασίας εξαρτάται όχι μόνο από την ποιότητα της τεχνολογίας του πέλματος, αλλά και από τις συνθήκες εφαρμογής της. Ειδικότερα, για τη διατήρηση της μεταλλικής δομής των αγωγών, η ηλεκτροχημική αντιδιαβρωτική προστασία που βασίζεται στη λειτουργία των καθόδων επιδεικνύει τις καλύτερες ιδιότητές της. Η πρόληψη του σχηματισμού σκουριάς σε τέτοιες επικοινωνίες, φυσικά, δεν είναι το μόνο πεδίο εφαρμογής αυτής της τεχνολογίας, αλλά όσον αφορά τον συνδυασμό χαρακτηριστικών, αυτή η κατεύθυνση μπορεί να θεωρηθεί ως η πιο σημαντική για την ηλεκτροχημική προστασία.

Γενικές πληροφορίες για την ηλεκτροχημική προστασία

Η προστασία των μετάλλων από τη σκουριά μέσω της ηλεκτροχημικής δράσης βασίζεται στην εξάρτηση του δυναμικού ηλεκτροδίου του υλικού από τον ρυθμό της διαδικασίας διάβρωσης. Σε αυτό πρέπει να χρησιμοποιούνται μεταλλικές κατασκευέςδυναμικό εύρος όπου η ανοδική τους διάλυση θα είναι κάτω από το αποδεκτό όριο. Το τελευταίο, παρεμπιπτόντως, καθορίζεται από την τεχνική τεκμηρίωση για τη λειτουργία της εγκατάστασης.

Στην πράξη, η ηλεκτροχημική αντιδιαβρωτική προστασία περιλαμβάνει τη σύνδεση μιας πηγής με συνεχές ρεύμα στο τελικό προϊόν. Το ηλεκτρικό πεδίο στην επιφάνεια και στη δομή του προστατευμένου αντικειμένου σχηματίζει την πόλωση των ηλεκτροδίων, η οποία ελέγχει επίσης τη διαδικασία της διάβρωσης. Στην ουσία, οι ζώνες ανόδου στη μεταλλική κατασκευή γίνονται καθοδικές, γεγονός που επιτρέπει τη μετατόπιση των αρνητικών διεργασιών, διασφαλίζοντας τη διατήρηση της δομής του αντικειμένου στόχου.

Η αρχή λειτουργίας της καθοδικής προστασίας

Υπάρχει καθοδική και ανοδική προστασία ηλεκτροχημικού τύπου. Ωστόσο, η πρώτη ιδέα, η οποία χρησιμοποιείται για την προστασία των αγωγών, έχει λάβει τη μεγαλύτερη δημοτικότητα. Σύμφωνα με τη γενική αρχή, κατά την εφαρμογή αυτής της μεθόδου, ένα ρεύμα με αρνητικό πόλο παρέχεται στο αντικείμενο από μια εξωτερική πηγή. Συγκεκριμένα, ένας χαλύβδινος ή χάλκινος σωλήνας μπορεί να προστατευτεί με αυτόν τον τρόπο, με αποτέλεσμα να επέλθει η πόλωση των τμημάτων της καθόδου με τη μετάβαση των δυνατοτήτων τους στην κατάσταση ανόδου. Ως αποτέλεσμα, η διαβρωτική δραστηριότητα της προστατευμένης δομής θα μειωθεί σχεδόν στο μηδέν.

Ταυτόχρονα, η καθοδική προστασία μπορεί να έχει διαφορετικές εκδόσεις. Η προαναφερθείσα τεχνική πόλωσης από εξωτερική πηγή εφαρμόζεται ευρέως, αλλά η μέθοδος απαέρωσης ηλεκτρολυτών με μείωση του ρυθμού καθοδικών διεργασιών, καθώς και τη δημιουργία προστατευτικού φραγμού, λειτουργεί επίσης αποτελεσματικά.

Έχει σημειωθεί περισσότερες από μία φορές ότι η αρχή της καθοδικής προστασίας εφαρμόζεται από μια εξωτερική πηγή ρεύματος. Στην πραγματικότητα, η κύρια λειτουργία της αντιδιαβρωτικής προστασίας έγκειται στη δουλειά της. Αυτές οι εργασίες εκτελούνται από ειδικούς σταθμούς, οι οποίοι, κατά κανόνα, αποτελούν μέρος της γενικής υποδομής συντήρησης αγωγών.

Σταθμοί Καθοδικής Προστασίας από Διάβρωση

Η κύρια λειτουργία του καθοδικού σταθμού είναι να παρέχει σταθερό ρεύμα στο μεταλλικό αντικείμενο-στόχο σύμφωνα με τη μέθοδο πόλωσης καθόδου. Τέτοιος εξοπλισμός χρησιμοποιείται στην υποδομή υπόγειων αγωγών φυσικού αερίου και πετρελαίου, σε σωλήνες ύδρευσης, δίκτυα θέρμανσης κ.λπ.

Υπάρχουν πολλές ποικιλίες τέτοιων πηγών, ενώ η πιο κοινή συσκευή καθοδικής προστασίας προβλέπει την παρουσία:

• εξοπλισμός μετατροπέα ρεύματος;
• καλώδια για σύνδεση με το προστατευμένο αντικείμενο;
• ηλεκτρόδιο γείωσης ανόδου.

Ταυτόχρονα, υπάρχει διαχωρισμός των σταθμών σε μετατροπείς και μετασχηματιστές. Υπάρχουν και άλλες ταξινομήσεις, αλλά επικεντρώνονται στην κατάτμηση των εγκαταστάσεων είτε κατά εφαρμογή είτε βάσει τεχνικών χαρακτηριστικών και παραμέτρων δεδομένων εισόδου. Οι βασικές αρχές λειτουργίας απεικονίζονται με μεγαλύτερη σαφήνεια από τους υποδεικνυόμενους δύο τύπους καθοδικών σταθμών.

Εγκαταστάσεις μετασχηματιστών για καθοδική προστασία

Θα πρέπει να σημειωθεί αμέσως ότι αυτός ο τύπος σταθμού είναι απαρχαιωμένος. Αντικαθίσταται από ανάλογα μετατροπέα, τα οποία έχουν και θετικά και μειονεκτήματα. ΤΕΛΟΣ παντων,Τα μοντέλα μετασχηματιστών χρησιμοποιούνται ακόμη και σε νέα ηλεκτροχημικά σημεία προστασίας.

Η βάση τέτοιων αντικειμένων είναι ένας μετασχηματιστής χαμηλής συχνότητας 50 Hz και ένας μετατροπέας θυρίστορ. Για το σύστημα ελέγχου θυρίστορ, χρησιμοποιούνται οι απλούστερες συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των ελεγκτών ισχύος παλμού φάσης. Μια πιο υπεύθυνη προσέγγιση για την επίλυση προβλημάτων ελέγχου περιλαμβάνει τη χρήση ελεγκτών με ευρεία λειτουργικότητα.

Η σύγχρονη καθοδική αντιδιαβρωτική προστασία αγωγών με τέτοιο εξοπλισμό σάς επιτρέπει να προσαρμόσετε τις παραμέτρους του ρεύματος εξόδου, τους δείκτες τάσης, καθώς και να εξισορροπήσετε τα προστατευτικά δυναμικά. Όσον αφορά τα μειονεκτήματα του εξοπλισμού μετασχηματιστών, αυτά καταλήγουν σε υψηλό βαθμό κυματισμού ρεύματος στην έξοδο με χαμηλό συντελεστή ισχύος. Αυτό το ελάττωμα δεν εξηγείται από την ημιτονοειδή μορφή του ρεύματος.

Για να λυθεί το πρόβλημα με τον κυματισμό, σε κάποιο βαθμό, είναι δυνατό να εισαχθεί ένα τσοκ χαμηλής συχνότητας στο σύστημα, αλλά οι διαστάσεις του αντιστοιχούν στις διαστάσεις του ίδιου του μετασχηματιστή, ο οποίος δεν κάνει πάντα τέτοιο είναι δυνατή η προσθήκη.

Σταθμός μετατροπέα καθοδικής προστασίας

Οι εγκαταστάσεις τύπου μετατροπέα βασίζονται σε παλμικούς μετατροπείς υψηλής συχνότητας. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης σταθμών αυτού του τύπου είναι η υψηλή απόδοση, που φτάνει το 95%. Για σύγκριση, για εγκαταστάσεις μετασχηματιστών, το ποσοστό αυτό φτάνει κατά μέσο όρο το 80%.

Μερικές φορές άλλες αρετές έρχονται στο προσκήνιο. Για παράδειγμα, οι μικρές διαστάσεις των σταθμών inverter επεκτείνονταιευκαιρίες για τη χρήση τους σε δύσκολες περιοχές. Υπάρχουν επίσης οικονομικά πλεονεκτήματα, τα οποία επιβεβαιώνονται από την πρακτική χρήσης τέτοιου εξοπλισμού. Έτσι, η καθοδική αντιδιαβρωτική προστασία μετατροπέα των αγωγών αποδίδει γρήγορα και απαιτεί ελάχιστη επένδυση στην τεχνική συντήρηση. Ωστόσο, αυτές οι ιδιότητες είναι ξεκάθαρα ορατές μόνο σε σύγκριση με εγκαταστάσεις μετασχηματιστών, αλλά σήμερα υπάρχουν πιο αποτελεσματικά νέα μέσα παροχής ρεύματος για αγωγούς.

Σχέδια καθοδικών σταθμών

Τέτοιος εξοπλισμός διατίθεται στην αγορά σε διαφορετικές θήκες, σχήματα και διαστάσεις. Φυσικά, η πρακτική του μεμονωμένου σχεδιασμού τέτοιων συστημάτων είναι επίσης ευρέως διαδεδομένη, γεγονός που καθιστά δυνατή όχι μόνο την επίτευξη βέλτιστου σχεδιασμού για συγκεκριμένες ανάγκες, αλλά και την παροχή των απαραίτητων λειτουργικών παραμέτρων.

Ο αυστηρός υπολογισμός των χαρακτηριστικών του σταθμού σας επιτρέπει να βελτιστοποιήσετε περαιτέρω το κόστος εγκατάστασης, μεταφοράς και αποθήκευσης. Για παράδειγμα, η καθοδική προστασία από τη διάβρωση αγωγών με βάση έναν μετατροπέα με μάζα 10-15 kg και ισχύ 1,2 kW είναι αρκετά κατάλληλη για μικρά αντικείμενα. Εξοπλισμός με τέτοια χαρακτηριστικά μπορεί να συντηρηθεί με αυτοκίνητο, ωστόσο, για έργα μεγάλης κλίμακας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πιο μαζικοί και βαρείς σταθμοί, που απαιτούν τη σύνδεση φορτηγών, γερανού και ομάδες εγκατάστασης.

Προστατευτική λειτουργία

Ιδιαίτερη προσοχή στην ανάπτυξη καθοδικών σταθμών δίνεται στην προστασία του ίδιου του εξοπλισμού. Για να γίνει αυτό, ενσωματώνουμεσυστήματα που επιτρέπουν την προστασία των σταθμών από βραχυκυκλώματα και διακοπές φορτίου. Στην πρώτη περίπτωση, χρησιμοποιούνται ειδικές ασφάλειες για τον χειρισμό έκτακτης λειτουργίας των εγκαταστάσεων.

Όσον αφορά τις υπερτάσεις και τις διακοπές ρεύματος, ένας σταθμός καθοδικής προστασίας είναι απίθανο να επηρεαστεί σοβαρά από αυτές, αλλά μπορεί να υπάρχει κίνδυνος ηλεκτροπληξίας. Για παράδειγμα, εάν σε κανονική λειτουργία ο εξοπλισμός λειτουργεί με μικρή τάση, τότε μετά από ένα διάλειμμα, το άλμα στις ενδείξεις μπορεί να φέρει έως και 120 V.

Άλλοι τύποι ηλεκτροχημικής προστασίας

Εκτός από την καθοδική προστασία, εφαρμόζονται επίσης τεχνολογίες ηλεκτρικής αποστράγγισης, καθώς και μέθοδοι πέλματος για την πρόληψη της διάβρωσης. Η πιο πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση θεωρείται ότι είναι μια ειδική προστασία από το σχηματισμό διάβρωσης. Σε αυτή την περίπτωση, ενεργά στοιχεία συνδέονται επίσης με το αντικείμενο στόχο, τα οποία εξασφαλίζουν τη μετατροπή της επιφάνειας με καθόδους μέσω ρεύματος. Για παράδειγμα, ένας χαλύβδινος σωλήνας ως μέρος ενός αγωγού αερίου μπορεί να προστατεύεται από κυλίνδρους ψευδαργύρου ή αλουμινίου.

Συμπέρασμα

Οι μέθοδοι ηλεκτροχημικής προστασίας δεν μπορούν να ταξινομηθούν ως νέες και, επιπλέον, καινοτόμες. Η αποτελεσματικότητα της χρήσης τέτοιων τεχνικών στην καταπολέμηση των διεργασιών σκουριάς έχει κατακτηθεί εδώ και πολύ καιρό. Ωστόσο, ένα σοβαρό μειονέκτημα εμποδίζει την ευρεία διανομή αυτής της μεθόδου. Το γεγονός είναι ότι η καθοδική αντιδιαβρωτική προστασία των αγωγών δημιουργεί αναπόφευκτα τα λεγόμενα αδέσποτα ρεύματα. Δεν είναι επικίνδυνα για τη δομή του στόχου, αλλά μπορεί να έχουν αρνητική επίδρασηκοντινά αντικείμενα. Συγκεκριμένα, το αδέσποτο ρεύμα συμβάλλει στην ανάπτυξη της ίδιας διάβρωσης στη μεταλλική επιφάνεια παρακείμενων σωλήνων.