Установки катодной защиты

Практика эксплуатации резервуаров показала, что защита днищ только битуминозной изоляцией недостаточна. Битумные покрытия с течением времени теряют свои изоляционные свойства (стареют, трескаются, становятся пористыми) и почвенные электролиты проникают к поверхности металла днища.

В связи с этим широко применяются в дополнение к битуминозной изоляции защита днищ резервуаров от коррозии электрохимическими методами, представителем которых является катодная защита.

Рис. 50 Схема установки катодной защиты резервуара:

1 – днище; 2 – изоляция; 3 – анодное кольцо; 4 - источник постоянного тока.

Суть катодной защиты заключается в том, что вся соприкасающаяся с грунтом поверхность защищаемого резервуара искусственно делается катодной путем включения в цепь источника постоянного тока.

Анодом в этой электрической цепи является специальное заземление, уложенное в грунт вокруг резервуара.

Постоянный ток от положительного полюса источника тока течет к заземлению, от него - через почву, и через поврежденные места изоляции переходит на резервуар, а затем к отрицательному полюсу источника. Активному разрушению в этой цепи подвергается заземление, которое выполняется из старых труб, рельсов, стержней и т.д.

Сила защитного тока может быть найдена по формуле:

, где

Е – защитный потенциал, В (защитный потенциал на оболочке резервуара Е=-0,85В -1,15В);

F – площадь днища резервуара, м²;

- удельное сопротивление битумного покрытия, Ом∙м;

- толщина изоляции.

Таблица 8

Значение величины

Состояние изоляции	Повреждения изоляции	Ом∙м
Хорошее	Очень мелкие, единичные	1∙104-4∙104
Удовлетворительное	Мелкие в небольшом количестве	4∙104-2∙103
Плохое	Заметные, значительной площади	2∙103-2∙102

Количество анодного железа определяется из расчета уноса током в 1 А 9-10 кг железа в год.

Заземление желательно укладывать ниже глубины промерзания грунта.

Установки протекторной защиты

Сущность протекторной защиты заключается в создании такой электрической цепи, в которой катодом является днище резервуара (трубопроводов), а анодом – протекторы, т.е. металлические стержни, имеющие более высокие отрицательный потенциал и электрический эквивалент, чем сталь.

Таблица 9

Стандартные электродные потенциалы

Электрохимический эквивалент, А∙ч/кг	Металл	Потенциал, В
961	Железо	-0,44
820	Цинк	-0,76
2982	Алюминий	-1,67
2127	Магний	-2,37

Установки протекторной защиты целесообразно применять для электрохимической защиты подземных металлических сооружений в случае, когда применение установок, питающихся от внешних источников тока, экономически нецелесообразно. Протекторную защиту применяют в основном на объектах не обеспеченных электроснабжением, объектах небольшой протяженности.

Обычно протекторные установки применяются для защиты подземных сооружений (резервуаров, трубопроводов, стальных защитных кожухов), не имеющих электрических контактов со смежными протяженными коммуникациями.

Протекторы помещают в грунт ниже поверхности на 10-15 см и соединяются с резервуаром проводниками. Изготавливаются протекторы типа ПМ из магниевых сплавов МПУ1 и МП2, в составе которых магния %, алюминия %, цинка %. В центре (по продольной оси) протектора имеется контактный сердечник из стального оцинкованного прута. К контактному сердечнику приварен провод длиной 3 м, место соединения проводника со стержнем тщательно изолируется.

Срок действия протекторов (в годах) определяется по формуле:

, где

G – масса анода, в кг;

Q – электрохимический эквивалент анода, А∙час/кг;

а – к.п.д. анода, равный в среднем 0,5;

I – сила защитного тока, мА.

Протекторная защита может осуществляться как местными сосредоточенными протекторами, так и протяженными.

Сосредоточенные протекторы можно использовать в грунтах с удельным электросопротивлением до 50 Ом∙м, а протяженные – до 500 Ом∙м.

Сосредоточенные протекторы можно применять одиночные и объединенные в групповые установки. Количество протекторов в установке зависит от необходимой силы защитного тока, силы тока одиночного протектора в данном грунте и коэффициента полезного действия. Число протекторов в группе не должно превышать 8. Расстояние между протекторной установкой и защищаемым сооружением должно быть не менее 3 м – для отдельных и 6 м – для групповых установок. Расстояние между отдельным протекторами в группе должно быть не менее 3 м.

Для защиты подземных сооружений выпускаются комплектные протекторы типа ПМ-5У, ПМ-10У, ПМ-20У.

Протекторы представляют собой магниевые гальванические аноды типа ПМ-5, Пм-10, Пм-10, упакованные в хлопчатобумажные мешки вместе с порошкообразным активатором. Активатор представляет собой порошкообразную смесь следующих компонентов:

- гранулированный сернокислый натрий – 25%

- сернокислый кальций – 25%

- бентонитовая глина – 50%.

Стационарный потенциал упакованных комплектных протекторов типа ПМ равен -1,60 -1,62В относительно медносульфатного электрода сравнения. Теоретическая токоотдача 2200 А∙ч/кг.

Таблица 10