1.6.3. Протекторная защита

Материалом протекторов обычно являются цинк, магний, магниевые сплавы МЛ-4 и МЛ-5, алюминиевоцинковые сплавы.

Металл протектора выбирают с учетом технико-экономических показателей. Так, расход металла протектора на 1 a в год составляет 5,9 кг для алюминия, 6,7 кг для магния и 11,9 кг для цинка.

Соответственно число рабочих ампер-часов составляет для алюминиевых электродов 1400—1500, для магниевых 1200— 1300 и для цинковых 700—800 на 1 кг.

К числу недостатков цинкового протектора относится возрастание при некоторых условиях переходного сопротивления между протектором и окружающей его средой, вследствие чего действие протектора ослабевает. Объясняется это тем, что поверхность цинка в процессе работы покрывается слоем нерастворимых в воде продуктов коррозии, которые изолируют протектор от окружающего электролита. Чтобы снизить переходное сопротивление между протектором и грунтом создают вокруг протектора определенную искусственную среду, которая повышает эффективность его работы. Это достигается погружением протектора в специальную смесь солей, называемую наполнителем. Непосредственное погружение протектора в грунт менее эффективно, чем в наполнитель.

Роль наполнителя сводится к уменьшению анодной поляризации протектора, снижению сопротивления растеканию тока, устранению причин, обусловливающих образование плотных слоев продуктов коррозии на поверхности протектора. При использовании наполнителя обеспечивается стабильная во времени сила тока в цепи протектора.

Основными компонентами наполнителей применительно к магниевым сплавам являются гипс, глина и др. Для алюминиевых протекторов наполнителем служит , для цинковых — глина с гипсовым порошком и др.

Для осуществления протекторной защиты к конструкции присоединяют протектор, обычно в виде пластины или цилиндра, который в данной среде обладает более электроотрицательным потенциалом, чем любой участок защищаемой конструкции. Схематически такая защита (рис. 6.3) сводится к превращению электродом П анодных участков А данной конструкции, состоящей в простейшем случае из короткозамкнутой системы двух электродов А—К, в катодные. В этом случае анод посылает электроны во внешнюю цепь меньше или даже сам начинает их принимать от присоединенного протектора.

Для достижения лучшего эффекта протекторной защиты необходимо учитывать ряд факторов: конфигурацию защищаемой конструкции, радиус действия протектора, который в значительной мере зависит от электропроводности среды, и др.

Для количественного выражения защитного действия протектора обычно пользуются следующими уравнениями, предложенными Н. Д. Томашовым, при допущении постоянства ,,и:

, (6.4)

где – сила коррозионного тока на защищаемой протектором конструкции в а;

– сила коррозионного тока конструкции без защиты протектором в а;

– сила защитного тока протектора в а;

– постоянная;

– эффективный потенциал протектора в в;

– сопротивление электролита между протектором и защищаемой конструкцией в ом;

– эффективный потенциал катодных участков защищаемой поверхности в в;

– эффективный потенциал анодных участков защищаемой поверхности в в;

– общий эффективный потенциал защищаемой поверхности в в;

– сопротивление электролита катодного участка в ом;

– сопротивление электролита анодного участка в ом.

Из уравнения (6.4) можно сделать следующие основные выводы. Полная защита будет при силе коррозионного тока ,равной нулю. Так как коэффициент b является для каждого отдельного случая сравнительно постоянной величиной, меньше единицы, то, следовательно, степень защиты будет тем больше, чем больше сила защитного слоя , вплоть до значения, при котором произведение достигает величины, равной силе тока коррозии без защиты протектором.