Коррозия под действием блуждающих токов. Дренажная защита.

Один трубопровод пересекается с другим. Один под защитой, другой нет. Не защищенный трубопровод оказывается в радиусе действия катодной защиты. В местах максимального сближения оказывается максимальный положительный потенциал, наводятся большие внешние анодные токи. Идёт коррозия. // - болтовня не под запись.

У нас имеются два трубопровода, первый из которых подключен к станции катодной защиты, а второй пересекает его, либо где-то сближается с ним.

В области, максимально близкой к анодным заземлителям, на второй трубопровод будет наводиться более отрицательный потенциал. Входящие в него токи будут катодными и вызовут смещение потенциала в этой области в отрицательном направлении (часть второго трубопровода попадает под действие станции катодной защиты). Но в точке максимального сближения (пересечения) трубопроводов на поверхности трубопровода 2 будет наоборот достигаться максимально положительный заряд, ток будет «стекать» с трубопровода 2 на трубопровод 1. Поэтому в данной области с более положительным потенциалом будет локализован максимальный анодный ток, что будет вызывать разрушение части трубопровода 2. Эти набегающие и стекающие токи для трубопровода 2 и называются блуждающими (наведёнными от станции катодной защиты).

Чтобы определить степень опасности от наведённых токов, необходимо измерить сдвиг потенциала трубопровода 2 в точке максимального сближения с трубопроводом 1 в момент включения станции катодной защиты.

Если сдвиг потенциала , то действие внешних источников электричества считается опасным.

Изменение потенциала на 30 мВ вызовет изменение тока в 10 раз.

Также большую опасность представляют наведённые на металлоконструкцию токи от близко расположенных линий электропередач (электрокабелей), находящихся в грунте, с напряжением >1000 В. Причем наибольшую опасность переменный ток оказывает для алюминия и его сплавов.

Дренажная защита.

Заключается в том, чтобы отвести вредное влияние блуждающих токов от металлоконструкции. Она может быть реализована двумя способами. Для пересекающихся металлоконструкций или пересечений с электрокабелем, в точке их пересечения или минимального удаления друг от друга подключается «жертвенный анод» - протектор, выполненный из того же самого дешевого материала – стального металлолома без изоляции, пучок которого приматывается или приваривается к гибкому медному проводнику и закапывается рядом с защищаемой конструкцией. Силовые линии теперь будут выходить не из трубопровода, а из жертвенного анода, который будет выполнять анодные функции и растворяться.

Второй способ заключается в том, что между трубопроводом и рельсом устанавливается диод и сопротивление, ограничивающее силу тока таким образом, чтобы на трубопровод поступали только отрицательные токи.

Анодная электрохимическая защита.

Основана на сдвиге компромиссного потенциала системы в область более положительных значений – в область полной пассивации, в которой отмечаются минимальные токи коррозии для данного металла.

Условия использования анодной защиты:

1. Область потенциалов полной пассивации сплава (металла) должна быть не менее 500 мВ.

Например, для железа это область потенциалов от -0,1 до +0,8 В; для хрома и легированных хромом сталей – от -0,2 до +0,9 В.

Область потенциала полной пассивации может ограничиваться потенциалом пробоя при наличии в среде анионов-депассиваторов Cl^-, Br^-, S^2-.

2. В области полной пассивации скорость коррозии металла должна быть очень маленькой, чтобы обеспечить данной металлоконструкции необходимую коррозионную стойкость.

3. При наличии двух и более различных металлов и сплавов в металлоконструкции, они все должны иметь одинаковую по потенциалам область полной пассивации.

Анодную защиту эффективно использовать для таких металлов, как железо, хром, никель; легированных хромом, никелем, кремнием и молибденом сталей; сплавов на основе алюминия и титана.

Например, скорость коррозии обычной углеродистой стали в растворах серной кислоты с концентрацией до 20% и выше 60% при анодной защите снижается более, чем в 20 раз.

Коррозия аппаратов для производства азотных удобрений ( под анодной защитой уменьшается примерно в 80 раз.

Изделия из титана под анодной нагрузкой в растворах горячей соляной кислоты с температурой , корродируют примерно в 200 раз медленнее, а в растворах серной кислоты – в 800-1000 раз.

Эффективность анодной защиты определяется

Таким образом, принцип анодной электрохимической защиты заключается в том, чтобы сместить компромиссный потенциал коррозионной системы в область потенциалов полной пассивации, при которых достигается минимальный анодный ток, равный току полной пассивации (зависящий от свойств оксидной плёнки).