2.4.2 Протекторная защита

Протекторная защита имеет те же основы, что и катодная, рисунок 6. Разница заключается лишь в том, что необходимый для защиты ток создается крупным гальваническим элементом, в котором роль катода играет металлическая поверхность защищаемого сооружения, а роль анода – более электроотрицательный металл. Протекторную защиту иначе называют катодной защитой гальваническими анодами.

Принцип протекторной защиты основан на следующем: два электрода: трубопровод и протектор, изготовленного из более электроотрицательного металла, чем сталь, опущены в почвенный электролит и соединены проводником. Так как материал протектора является более электроотрицательным, то под действием разности потенциалов происходит направленное движение электронов от протектора к трубопроводу по проводнику. Одновременно ион-атомы материала протектора переходят в раствор, что приводит к его разрушению. Сила тока при этом контролируется с помощью контрольно-измерительной колонки.

Таким образом, разрушение металла все равно имеет место. Но не трубопровода, а протектора.

Теоретически для защиты стальных сооружений от коррозии могут быть использованы все металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений левее железа, т.к. они более электроотрицательны. Практически же протекторы изготавливаются только из материалов, удовлетворяющих следующим требованиям:

- разность потенциалов материала протектора и железа (стали) должна быть как можно больше;

-ток, получаемый при электрохимическом растворении единицы массы протектора (токоотдача), должен быть максимальным;

-отношение массы протектора, израсходованной на создание защитного тока, к общей потере массы протектора (коэффициент использования) должен быть

наибольшим.

Данным требованиям в наибольшей степени удовлетворяют магний, цинк и алюминий.

Протекторную защиту рекомендуется использовать в грунтах с удельным сопротивлением не более 50 Ом.м.

Применяют защиту протекторами, расположенными как поодиночке, так и группами. Кроме того, защита трубопроводов от коррозии может быть выполнена ленточными протекторами.

1 – протектор; 2 – стальной сердечник; 3 – активатор; 4 – хлопчатобумажный мешок; 5 – проводник; 6 – контрольно–измерительный пункт; 7 – трубопровод.

Рисунок 6 – Принцип протекторной защиты

Повышение эффективности действия протекторной установки достигается погружением его в специальную смесь солей глины, называемую активатором. Непосредственная установка протектора в грунт менее эффективна, чем в активатор.

Назначение активатора следующее: снижение собственной коррозии, уменьшение анодной поляризуемости, снижение сопротивления растеканию тока с протектора, устранение причин, способствующих образованию плотных слоев продуктов коррозии на поверхности протектора. При использовании активатора обеспечивается стабильный во времени ток в цепи «протектор-сооружение» и более высокое значение коэффициента полезного действия (срока службы протектора)

Одна из положительных особенностей протекторной защиты – ее автономность, она может быть осуществлена в районах, где нет электроэнергии. Эта особенность имеет большое практическое значение, поскольку трассы трубопроводов часто пересекают населенные пункты, где внешние источники тока, если они и есть, не могут быть использованы для катодной защиты.

Катодная защита с помощью гальванических анодов взрывобезопасна и проста в обслуживании.

Затрачиваемый металл (гальваноанода) постепенно растворяется, и с течением времени наступает момент, когда необходимы новые протекторные установки для обеспечения дальнейшей катодной защиты.