3.3 Защита от коррозии объекта дипломного проектирования

3.3.1 Коррозия бетона и железобетона, виды коррозии

Детальное изучение долговечности бетона и железобетона и сооружений из них, актуально в связи с возведением сооружений химической и других отраслей промышленности, в которых используются и перерабатываются вещества, агрессивные по отношению к бетону и стали, расширением строительства в районах с засоленными грунтами и минерализованными водами, а также в связи с возведением из железобетона сооружений, к которым предъявляются требования особо высокой долговечности.

Большое значение для перспективы снижения степени агрессивности по отношению к бетону и железобетону сооружений имеет очистка сточных вод и защита рек и других водоемов от загрязнения.

Анализ большого экспериментального материала и результатов исследования сооружений, подвергавшихся действию различных агрессивных сред, позволил выделить три основных вида коррозии бетона. По сумме ведущих признаков может быть определен каждый из этих видов.

К первому виду могут быть отнесены все процессы коррозии, которые возникают в бетоне при действии жидких сред (водных растворов), способных растворять компоненты цементного камня. Составные части цементного камня растворяются и выносятся из структуры бетона. Особенно интенсивно эти процессы могут протекать при фильтрации воды через толщу бетона. Если в воде содержатся соли, не реагирующие непосредственно с составными частями цементного камня, они могут повысить растворимость гидратированных минералов цементного камня, вследствие повышения ионной силы раствора. Этот вид коррозии называется щелочным.

Ко второму виду коррозии можно отнеси процессы, при которых происходят химические взаимодействия – обменные реакции – между компонентами цементного камня и раствора, в том числе обмен катионами; образующие продукты реакции или легко растворимы и выносятся из структуры в результате диффузии или фильтрационным потоком, или отлагаются в виде аморфной массы, не обладающей вяжущими свойствами и не влияющей на дальнейший разрушительный процесс.

Такой вид коррозии представляют процессы, возникающие при действии на бетон растворов кислот и некоторых солей – кислотная коррозия.

Простейший вид коррозии включает процессы, при которых в порах бетона происходят накопление и кристаллизация малорастворимых продуктов реакции с увеличением объема твердой фазы или веществ, способных при фазовых переходах, полимеризации и тому подобных процессах увеличить объем твердой фазы в порах бетона. К этому виду коррозии относится коррозия при действии сульфатов. Разрушение в этом случае происходит из-за роста кристаллов гидросульфоалюмината кальция, кристаллизации солей при наличии испаряющей поверхности для конструкций, погруженных в раствор соли. Это сульфатная коррозия.

В естественных условиях редко встречается коррозия только одного вида, но всегда можно выделить преобладающее действие какого-либо вида, а затем проследить и учесть роль вторичных для данного случая видов коррозии.

Кроме основных видов коррозионных процессов можно отметить и некоторые специфические виды воздействий, например, коррозию в результате внутренних процессов взаимодействия цементного камня и заполнителей, понижение прочности бетона при действии адсорбционно-активных сред, химическую коррозию, обусловленную биологическими процессами и т.д.

3.3.2 Методы защиты железобетонных конструкций от коррозии

К защите поверхностей прибегают в тех случаях, когда агрессивность внешней среды может вызвать коррозию бетона или арматуры, в результате которой железобетонные конструкции в течение заданного срока эксплуатации не смогут удовлетворять требованиям по несущей способности, деформации, проницаемости. Задача защиты – не допустить или ограничить возможность контакта агрессивной среды и железобетона. Защитные покрытия выполняют роль изолирующей прослойки, но они требуют периодического обновления, т.к. сохранность защитных свойств таких материалов, как правило, меньше сроков службы железобетонных конструкций. Для защиты применяют гидрофобизирующие, лакокрасочные и оклеечные, облицовочные и футеровочные материалы в различных сочетаниях.

При защите бетонных поверхностей большое, часто определяющее значение для качества защитного покрытия имеет подготовка поверхности.

Качество подготовки бетонной поверхности для нанесения защитных покрытий оценивают по влажности поверхностного слоя бетона, по шероховатости и по чистоте.

Состояние бетонной поверхности зависит от состава бетона, способа его формирования, качества опалубки, типа форм и вида их смазки.

Установлены требования к шероховатости и ровности поверхности для окрасочных и оклеечных покрытий. Класс шероховатости должен быть не ниже 3Ш, для мастичных – не ниже 2Ш, для облицовочных – класс 1Ш.

Перед нанесением защитных покрытий поверхность бетонных и железобетонных конструкций очищают от всякого рода загрязнений, выравнивают, обеспыливают. Жировые загрязнения удаляют растворителем, солеобразования – чистой водой, продукты взаимодействия с кислотами – 4-5% раствором кальцинированной соды. Затем бетонные поверхности вновь промывают водой. Все раковины и трещины должны быть заделаны бетоном или раствором одинакового состава с конструкцией. Для повышения прочности сцепления в состав раствора или бетона вводят поливинилацетатные эмульсии, латексы, эпоксидные или другие материалы.

Эффективным видом защиты бетона от увлажнения водой и водными растворами является гидрофобизация его поверхности. Гидрофобизирующие растворы получают, растворяя кремнийорганические соединения в растворителях или приготавливая эмульсию. Эти растворы благодаря низкой вязкости легко проникают в бетон на глубину от 2 до 10 мм и после испарения растворителя образуют на поверхности пор цементного камня пленку. Пропитанный таким раствором бетон приобретает свойство не впитывать воду. Гидрофобная пленка образуется через 2-5 часов после нанесения, а устойчивые водоотталкивающие свойства бетон приобретает через 5 суток.

Гидрофобизирующие растворы на воздушно-подготовленные поверхности наносят без пропусков и подтеков послойно краскораспылителем или кистью.

Гидрофобизация полезна в тех случаях, когда надо предупредить движение влаги или агрессивного раствора, их капиллярный подсос и предупредить накопление солей в теле бетона.

Лакокрасочные покрытия широко применяются для защиты бетона и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию различных агрессивных газов и жидкостей. Эти покрытия имеют ряд преимуществ: сравнительно высокая химическая стойкость, возможность нанесения на поверхности сложных конфигураций, богатая цветовая гамма, простота возобновления и ремонта. Недостатком лакокрасочных покрытий является их ограниченная паро-, газо-, водонепроницаемость и небольшой срок службы.

Надежная защита бетона достигается в том случае, когда покрытие является сплошным, химически стойким, обладает достаточной адгезией к бетону. Лакокрасочное покрытие обладает эффективными защитными свойствами, если его толщина не превышает критическую. В толстослойных покрытиях возникают значительные усадочные напряжения, уменьшается прочность самого покрытия..

Лакокрасочные материалы подразделяются на:

• лаки – растворы пленкообразующих в органических растворителях, применяемые как подготовительные грунтопропиточные или отделочные слои;

• эмали и краски – пигментированные растворы пленкообразующих , применяемые как защитные слои;

• шпатлевки – пигментированные растворы пленкообразующих с большим количеством наполнителей, применяемые как самостоятельные защитные системы, выравнивающие слои и приклеивающие материалы оклеечной и футеровочной защиты;

• водные эмульсии – дисперсии пленкообразующих.

Лакокрасочные материалы обладают различными свойствами в условиях эксплуатации: атмосферостойкие, водостойкие, маслобензостойкие, химически стойкие, термоустойчивые, электроизоляционные и специальные.

В практике антикоррозионной защиты железобетонных конструкций от проникания агрессивных жидкостей широко применяют оклеечную рулонную изоляцию (полиэтиленовую пленку, гидроизол, бризол, стеклорубероид и др.).

Наиболее эффективным видом изоляции является наклеиваемая на бетон изоляция с использованием эластичных эпоксидно-каучуковых клеев.

В стыковых соединениях железобетонных конструкций пленку покрывают дополнительными слоями либо сваривают в полотнища требуемого размера.

Широко применяется оклеечная изоляция полиэтиленовой пленкой, дублированной стеклотканью, стеклосеткой или водостойкой бумагой. Дублирование производится путем совместной прокатки двух слоев стеклоткани (наружных слоев) и внутреннего слоя из полиэтиленовой пленки.

Рулонные материалы: изол, бризол, стеклорубероид наклеивают горячими битумными составами.

В особых случаях железобетонные конструкции емкостных сооружений защищают облицовками из термопластичных материалов (полиэтилен, винилпласт, поливинилхоридный пластикат, полипропилен). В случае опасности механических повреждений защитных оболочек (облицовок) из термопластов они сочетаются с дополнительной облицовкой из керамики.

Для малодеформируемых подземных частей зданий, колонн и стеновых панелей, емкостных и других сооружений, баковой аппаратуры, эффективной защитой являются облицовки в виде штукатурок, растворов из стойких материалов или кислотостойкой плитки или футеровки из штучных кислотостойких материалов на соответствующих замазках и растворах.

Наиболее распространенным связующим для штукатурок и замазок является битум. Химически стойкие битумные замазки применяют для придания непроницаемости бетонным и железобетонным конструкциям, швам, полам, в емкостных сооружениях в контакте со слабощелочными и кислыми средами.

Для повышения непроницаемости конструкций для слабокислых и щелочных сред, при воздействии повышенных температур, а также в качестве защитных стяжек полов, защитных штукатурок применяют химически стойкие асфальты (состав: битум, кислото-, или щелочестойкий наполнитель, кварцевый песок, молотый асбест).

Для защиты железобетона от действия проливов кислот в качестве облицовок применяют кислотостойкие растворы и мастики, изготовляемые на основе жидкого стекла, кремнефтористого натрия, кислотостойких уплотняющих полимерных добавок; применяют полимер-растворы на основе фурановых и эпоксидных смол.

3.3.3 Катодная защита подземных трубопроводов от косвенной коррозии, расчет установки катодной защиты

Катодную защиту подземных трубопроводов осуществляют путем образования на защищаемом металле отрицательного защитного потенциала по отношению к окружающей коррозионной среде.

Для этого трубопровод соединяют с отрицательным полюсом внешнего источника постоянного тока так, что он действует в качестве катода, а положительный полюс источника соединяют с анодным заземлением. Под действием приложенной разности потенциалов «труба-земля» ток из грунта втекает в трубопровод, защищая его от коррозии. В качестве защищаемого трубопровода определяем стальной трубопровод общей длиной 1000 м и толщиной стенки трубы 10 мм, диаметром 529 мм. Для уменьшения тока, подаваемого на защищаемый трубопровод, катодную защиту используют совместно с наружными изоляционными покрытиями. В качестве изоляционного покрытия используется термоусадочная лента на основе полиэтилена толщиной 2 мм. В других случаях, например, если трубопроводы стальные, используют изоляционные покрытия.

Методика расчета способов электрохимической защиты.

Основным параметром электрохимической защиты есть защитная плотность электрического тока.

Защитная плотность электрического тока, отнесенная к единице металлической поверхности:

(3.1)

,

где ΔU_з= U_з – U₀ – смещение защитного потенциала из-за катодной поляризации металлической поверхности, В.

;

;

R_із – электрическое сопротивление изоляционного покрытия внешней металлической поверхности, Ом*м²;

К_н=1,3 – коэффициент, который учитывает неравномерность распределения защитного тока и неоднородность защитного изоляционного покрытия внешней металлической поверхности.

Методика расчета катодной защиты.

Расчет катодной защиты включает в себя определение таких параметров:

• защитная зона установки катодной защиты;

• необходимое количество катодных установок;

• защитное напряжение установки катодной защиты;

• выходное напряжение и мощность установки катодной защиты.

Защитная зона установки катодной защиты:

, (3.2)

Необходимое число катодных установок:

(3.3)

Электрический ток установки катодной защиты трубопровода:

, (3.4)

где S_r – внешняя поверхность трубопровода, которая защищается катодной установкой, м²:

S_r=S_T·L_k, (3.5)

S_T-внешняя поверхность 1м трубы, м².

S_r.max=1,338·5814=7779,13 м²;

S_r.min=1,338·1238,5=2459,91 м².

Кратчайшее расстояние от трубопровода до анодного заземления, м:

(3.6)

где ρ₃ – удельное сопротивление земли в поле токов катодной установки;

L – протяженность поля защиты, L = 1000/2=500м;

α – постоянная распространения тока вдоль трубопровода, характеризующая протяженность зоны катодной защиты:

(3.7)

Z_b – входное сопротивление трубопровода в точке дренажа при одинаковых электрических параметрах левого и правого плеча защищаемого трубопровода, Ом:

(3.8)

Выходное напряжение и мощность катодных установок рассчитываем по формуле:

, (3.9)

, кВт (3.10)

где К₃ – коэффициент запаса, учитывающий старение защитного покрытия (К₃=2);

R_k – электрическое сопротивление соединительных кабелей приводов:

(3.11)

Сопротивление растекания анодного заземления трубчатой формы, расположенного в грунте вертикально, в активаторе равно:

(3.12)

где L_A – длина активатора, м;

d_A – диаметр активатора, мм;

ρ_А – удельное сопротивление активатора;

d_A – диаметр анодного заземления, м;

h – расстояние от поверхности земли до середины анодного заземления, м;

ρ_Т – удельное сопротивление грунта, Ом·м.

Исходя из того, что допустимый электрический ток на 1 углеграфитный электрод равен 1,25А, а электрический ток в цепи установки катодной защиты в конечный период работы I_k.min=9,59A.

Находим количество электродов:

n=9,59:1,25=7,68=8шт.

Таблица 3.1 – Технические характеристики анодного заземления

Тип анодного зазем-лителя	Материалы		Длина, L, м	Диаметр, D, мм	Вес, кг	Уд. сопр., Ом ּ м	Рекомендации по эксплуатации
	Заземли-тель	Актива-тор
ЭГТ – 2900	Угле – графит	Прессо- ванная коксо- вая пыль	2900	114	3,9	0,01·10-3	Уд. сопр. (электрическое) грунта не более 100 Омּм

В таблице находим R_А = 1,25 Ом и определяем общее соппротивление растеканию анодного заземлителя, состоящего из 8 параллельно включенных электродов:

R_з=FּR_А/N, (3.13)

где F – коэффициент сопротивления для группы электродов:

F=1+ρ_Тּln0,66ּ8/(πּSּR_А), (3.14)

где S = 5,8 м – расстояние между отдельными электродами.

F=1+40ּln0,66ּ8/(3,14ּ5,8ּ8,73)=1,42

R_з=8,73ּ1,42/8=1,55 Ом.

U_kmax=2ּ13,22(1,25+0,82)=54,73 В;

U_kmin=2ּ9,59ּ(1,25+0,82)=39,70 В;

W_kmax=1,25ּ13,22²(1,25+0,82)=452,21 кВт;

W_kmin=1,25ּ9,59²(1,25+0,82)=237,97 кВт.

Исходя из полученных значений напряжения, силы тока, мощности подбираем преобразователь марки СКЗ-600, имеющий следующие характеристики: мощность на выходе – 600 кВт; напряжение – 48/24 В. сила тока 12,5/24 А, завод изготовитель – г. Лубны, завод вычислительных машин.

Срок службы анодного заземления, лет:

, (3.15)

где m₃ – масса материала заземлителя;

k_н = 1,1 – 1,3; g₃ = 0,9 – 1,2 кг/Аּгод

I_кр.ср. – среднее значение тока, стекающего с заземлением, А

I_кр.ср=(I_к.max+I_к.min)/2, (3.16)

I_кр.ср=(13,22+9,59)/2=11,41 А

лет

3.3.4 Защита напорного коллектора от коррозии

Катодную защиту напорного коллектора от почвенной коррозии осуществляем путем образования на защитном металле отрицательно заряженного потенциала по отношению к окружающей коррозионной среде (катодная поляризация).

Для этого трубопровод соединяем с отрицательным полюсом внешнего источника постоянного тока, так что он действует в качестве катода, а положительный полюс источника тока соединяем с анодным заземлением. Под действием приложенной разности потенциалов «труба-земля» ток из грунта втекает в трубопровод, защищая его от коррозии.

Обычно катодную защиту используют совместно с наружными изоляционными покрытиями, что уменьшает необходимый ток на несколько порядков.

По мере разрушения покрытия, в процессе эксплуатации и оголения металла катодный ток возрастает для обеспечения защиты трубопровода.

Максимальное (по абсолютной величине) значение защитной разности потенциалов находится в точке дренажа, лежащей против анода.

По мере удаления от точки дренажа вдоль трубопровода значение положенной разности потенциалов уменьшается. Для изолированных трубопроводов значительное завышение положенной разности потенциалов оказывает временное влияние на адгезию покрытия к металлу.

3.3.4.1 Исходные данные

Наружный диаметр трубопровода Д_в = 700 мм;

• Толщина стенки трубопровода δ_т = 8 мм;

• Длина трубопровода l = 1000м;

• Удельное сопротивление земли в Ом токов катодной установки Р_з = 49,1 Омּм;

• Тип защитного покрытия – ПЭП-534;

• Вид электродов анодного заземления – протяженный горизонтальный стальной в активаторе.

3.3.4.2 Расчет установки катодной защиты

Основными элементами установки катодной защиты (УКЗ) являются катодная станция (источник постоянного тока), анодное заземление и дренажная электролиния.

Для расчета УКЗ последовательно определяем:

• первичные параметры (продольное сопротивление трубопровода и переходное сопротивление «труба-земля»), а затем вторичные параметры (входное сопротивление трубопровода и постоянное распределение тока вдоль трубопровода);

• расстояние между трубопроводом и опорным заземлением;

• силу тока катодной установки;

• параметры анодного заземления;

• параметры дренажной электролинии;

• параметры катодной станции.

Для определения этих параметров необходимы следующие исходные данные:

• размеры трубопровода (длина, диаметр, толщина стенки);

• удельное сопротивление грунта по трассе трубопровода;

• вид и толщина изоляционного покрытия, а также переходное сопротивление «труба-земля» для этого покрытия;

• вид, форма и материалы электродов опорного заземления.

3.3.4.3 Электрические параметры трубопровода

Электрические параметры трубопровода объединяют в себе вышеупомянутые первичные и вторичные параметры.

Продольное сопротивление R_m, Ом/м, трубопровода находим по формуле:

, (3.17)

где ρ_m- удельное сопротивление металла трубопровода, Омּмм²/м;

ρ_mp- наружный диаметр трубопровода, мм;

δ_mp- толщина стенки трубопровода, мм;

Ом/м.

3.3.4.4 Переходное сопротивление

Переходное сопротивление «труба-земля» определяем в зависимости от вида и толщины изоляционного покрытия (для защитного покрытия из эпоксидной порошковой краски типа ПЭП-534) R_п - 1ּ10⁵ Ом/м².

Постоянную распределения тока вдоль трубопровода, характеризующую протяженность зоны защиты, рассчитываем по формуле:

, (3.18)

Входное сопротивление трубопровода в точке дренажа при одинаковых электрических параметрах левого и правого плеча защищаемого трубопровода:

, (3.19)

Ом

3.3.4.5 Основные параметры установки катодной защиты

При проектировании УКЗ основными параметрами являются сила тока и протяженность защитной зоны. В данном случае протяженность равна длине трубопровода. Минимальную положенную разность потенциалов «труба-земля» рассчитываем по формуле:

U_min=U_max-U_с (3.20)

U_min=-1,22-(-0,67)=-0,55 В

где U_max – максимальный защитный потенциал;

U_с – усредненное значение естественного потенциала.

Максимальную допустимую положенную разность потенциалов «труба-земля» определяем по формуле:

U_max=U_{max з}-U₁ (3.21)

U_max= - 1,52 – (-0,57)=-0,95 В

При новом изоляционном покрытии U₁ принимаем равным –0,67 В по отношению к неполяризующемуся медно-сульфатному электроду (МСЭ), а величина U_{max з} составляет –1,22 В по (МСЭ). При изоляционном покрытии, имеющем частичное разрушение, усредняемая величина естественного потенциала принимается – 0,57 В по (МСЭ), а максимальный защитный потенциал составляет – 1,2 В (МСЭ).

Кратчайшее расстояние от трубопровода до анодного заземления находим из уравнения:

, м (3.22)

где К_В – коэффициент, учитывающий взаимовлияние соседних катодных установок (0,5);

– удельное сопротивление земли в поле токов катодной установки, Омּм;

L – протяженность плеча защиты, равная половине длины трубопровода:

L=1/2=1000/2=500 м

м

Сила тока I_к, А, в цепи катодной установки в начальный расчетный период эксплуатации (при новом изоляционном покрытии) определяем по формуле:

(3.23)

A

Сила тока I_к, А, в цепи катодной установки в конечный период эксплуатации (при стертом изоляционном покрытии с частичным разрушением) определяем по формуле:

(3.24)

А

За конечный период принимаем амортизационный срок службы катодной станции – 10 лет. За это время переходное сопротивление «труба-земля» снижается, а требуемая мощность УКЗ возрастает.

3.3.4.6 Параметры анодного заземления

Анодное заземление характеризуется сопротивлением растекания, стабильностью этого растекания в течении года, длительностью срока службы, низкой стоимостью сооружения заземления и его эксплуатации. Для уменьшения непроизводственных потерь электроэнергии на заземление максимально уменьшаем сопротивление растеканию. Сопротивление , оказываемое землей, зависит от ее удельного сопротивления и от характера распределения тока в ней. В свою очередь характер распределения тока, стекающего с заземлителей, определяет их размеры и формы, а также местоположение по отношению к земной поверхности.

Практическое применение нашли сосредоточенные сложные анодные заземления, состоящие из нескольких электродов, устанавливаемых в грунте вертикально, горизонтально или смешанно. Электроды обычно изготавливаются из стали, графита или магнезита.

Уменьшение растворимости заземлителей продлевает срок их службы, улучшает стабильность работы УКЗ. Для замедления растворимости анодов их помещаем в активатор, представляющий собой коксовую мелочь, которая имеет низкое удельное сопротивление.

При протяженном горизонтальном электроде в активаторе, когда l_a > H_э , можно использовать формулу:

(3.25)

где ρ₃ – удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м;

ρ_а – удельное электрическое сопротивление активатора, Ом·м;

l₃ – длина электрода, м;

l_а – длина столба активатора, м;

d₃ – диаметр столба активатора, м;

Н_э – глубина установки электрода (расстояние от уровня земли до середины электрода), м.

Ом.

Для практических расчетов принимаем соотношение диаметров столба активаторов электрода в пределах d_а (2 – 3) d₃.

Выбор расстояния между электродами заземления – сравнительно сложная технико-экономическая задача. В общем случае расстояние между электродами рекомендуют принимать равными двойной длине электрода S=21э.

S=2·6=12м.

Число электродов в заземлении при заданном расстоянии между ними определяем по формуле, шт.:

(3.26)

где – сила тока катодной установки в конце расчетного периода эксплуатации, А;

– сопротивление растекания одиночного электрода, Ом.;

– стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, грн/кВт·ч;

– стоимость одного электрода, грн.;

– КПД катодной станции (0,7 – 0,8);

– коэффициент экранирования электрода (0,7);

– коэффициент использования электрода (0,8 – 0,9).

Общее сопротивление , Ом, растекания анодного заземления, состоящего из N параллельно включенных отдельных электродов:

(3.27)

где – коэффициент сопротивления для групп электродов;

В нашем случае количество электродов N=1, поэтому .

Срок службы анодного заземления определяем по формуле:

год

где m₃ – масса металла (без активатора), кг;

k_н – коэффициент неравномерности растворения заземления равный 1,1 – 1,3;

q_э – потеря массы материала заземления вследствие анодного растворения (электрохимический эквивалент), кг/А · год (1кг/А · год ).

I_3.ср. – среднее значение тока, стекающего с заземления:

А (3.28)

А

г/см² = 33,06 кг

лет

Срок службы анодного заземления при проектировании катодной защиты принимаем 13 лет.

3.3.4.7 Параметры дренажной электролинии

Дренажные провода соединяют катодную станцию с защищенным трубопроводом и исходным заземлением. В зависимости от местных условий, дренажные электролинии могут быть выполнены подземными или воздушными.

Для определения потерь напряжения и мощности в дренажной электролинии определяем электрическое сопротивление R_пр. Ом , дренажных проводов по формуле:

(3.29)

где: ρ – удельное электрическое сопротивление материалов проводника Ом·мм²/м;

l_пр. – длина дренажной электролинии (для упрощения принимаем l_др = Y/M);

q – сечение проводника, мм²;

Ом

3.3.4.8 Параметры катодной защиты

Мощность катодной станции и напряжение на выходе определяется для начального и конечного периода ее эксплуатации. За конечный период принимают амортизационный срок службы катодной станции, равный 10 годам.

Напряжение на выходе катодной станции в начальный период эксплуатации находим из уравнения:

U_BH = I_H·(Z_B+R_пр.+R₃); (3.30)

U_BH = 0,57·(0,433+0,1+8,19)=4,9 В

Напряжение на выходе катодной станции в конечный период эксплуатации находим из уравнения:

U_BК = I_К·(Z_B+R_пр.+R₃); (3.31)

U_BК = 0,99·(0,433+0,1+8,19)=8,64 В

Мощность на выходе катодной станции в начальный период эксплуатации рассчитывается по формуле:

W_BH=0,57²(0,433+0,1+8,19)=2,83 Вт

Мощность на выходе катодной станции в конечный период эксплуатации рассчитываем по формуле:

W_BК=I_K·U_BK=I_K²·(Z_В+R_пр.+R₃), Вт (3.32)

W_BК=0,99²·(0,433+0,1_.+8,19)=8,54 Вт

На основе электрических параметров (сила тока и напряжение) на выходе катодной станции выбираем условную величину катодной станции.

Катодные станции работают в основном «на замке» (без постоянного обслуживания) с периодической профилактикой. В качестве регулирующих элементов в автоматических катодных станциях используют магнитные или полупроводниково-магнитные усилители, выходной каскад которых служит переменным сопротивлением в цепи катодной станции.