6.2.1 Катодная защита
Методом катодной защиты (или поляризации) защищают подземные трубопроводы, кабели связи, корабли и вспомогательные плавучие средства, причалы, платформы морских буровых установок, основания линий электропередач, теплообменную аппаратуру и т.д. Катодную защиту можно применять во всех случаях, когда она экономически обоснована и имеются источники электропитания.
Основные преимущества данного метода: высокая эффективность (почти 100%), возможность автоматизации, защиты больших металлических поверхностей, а также регулировки поляризующего тока и поддержания определенного значения путем изменения напряжения. К недостаткам катодной защиты можно отнести высокую начальную стоимость самой установки, необходимость систематического контроля и профилактического ремонта, возможность вредного воздействия на соседние незащищенные металлические конструкции.
Принципиальная схема катодной защиты показана на рисунке. Система состоит из двух электрических цепей: поляризующей (токовой) и контрольной (потенциальной). Основными элементами поляризующей цепи являются источник постоянного тока низкого напряжения, защищаемая конструкция и вспомогательный анод, находящийся в той же самой электролитной среде. Отрицательный полюс источника тока соединен с защищаемой конструкцией, положительный – с анодом.
1- защищаемая металлическая конструкция; 2- вспомогательный электрод, работающий как анод; 3- слой почвы; 4- источник питания
Рисунок 6. 1 Принципиальная схема катодной защиты
Протекторная защита является разновидностью катодной защиты. В настоящее время протекторную защиту применяют для борьбы с коррозией металлических конструкций в морской и речной воде, грунте и других нейтральных средах. Осуществляется присоединением к конструкции пластины металла, потенциал которого более отрицательнее, чем у основного металла. В результате образуется гальванический элемент «конструкция –протектор», в котором конструкция является катодом, протектор – анодом. Протекторы изготавливают из - Mg, Zn или сплавов 90% Al + 10% Zn (для защиты холодильного оборудования).
Действие протектора ограничивается определенным расстоянием. Максимально возможное удаление его от защищаемой конструкции называют радиусом действия протектора. С увеличение электропроводности среды защитное действие протектора распространяется на большее расстояние. Так, радиус цинкового протектора при защите стали в дистиллированной воде равен 1 м, морской воде- 4 м, в 3% растворе поваренной соли – 6 м.
6.2.2 Анодная защита
Анодную защиту используют в случаях, когда:
в анодно-поляризованном металле обнаруживается область пассивного состояния шириной не менее 50 мм, в которой скорость растворения металла ничтожно мала;
через конструкцию свободно проходит электрический ток, что гарантирует доступ поляризующего тока ко всем ее частям, контактирующим с агрессивной средой;
среда обладает хорошей электропроводностью и стабильностью при эксплуатации защиты.
Главные достоинства анодной защиты:
значительное увеличение срока службы металлических конструкций;
возможность замены в некоторых случаях дорогостоящих материалов более дешевыми;
торможение некоторых видов локальной коррозии;
большая «глубина» действия, благодаря чему можно защищать аппараты сложной конфигурации (насосы, радиаторы);
низкая концентрация загрязнений (продуктов коррозии) в растворе;
малые эксплуатационные расходы.
Состоит в искусственном переводе металла в пассивное состояние за счёт анодной поляризации. Этот метод возможен только для пассивных металлов (Cr, Ni, Ti, Zr, железные сплавы).
Принципиальная схема анодной защиты весьма проста (рисунок 6.2). В агрессивную среду погружают вспомогательные электроды (катоды) из инертного в данных условиях материала. В зависимости от анионного состава среды выбирают те или иные электроды сравнения - один рабочий и один контрольный. Корпус аппарата и электроды соединяются с регулятором потенциала, снабженного сигнализаторами с системой записи потенциала.
Применять анодную защиту есть смысл в том случае, когда в электропроводной среде скорость коррозии металла в паровой фазе мала. Если речь идет о защите оборудования от разрушения, скорость растворения металла не должна превышать 0,1-0,01мм/год. Удерживая потенциал металла в таких пределах, чтобы тот или иной вид коррозии не развивался, можно с помощью анодной защиты противодействовать локальным формам коррозии.
К А
1-трубопровод; 2-точка дренажа; 3-изолированный соединительный провод; 4- протектор; А-анод; К-катод
Рис.6.2 Принципиальная схема анодной защиты