Катодтық қорғаныс - Cathodic protection

Құрбандыққа арналған алюминий анодтары (ашық түсті тікбұрышты жолақтар) болат пиджак құрылымына орнатылған.
Мырыш құрбандық анод (дөңгелектелген нысан) кішкентай қайықтың корпусының төменгі жағына бұралған.
«Катодикалық» сөзінің айтылуы

Катодтық қорғаныс (CP) - басқару үшін қолданылатын әдіс коррозия оны жасау арқылы металл бетінің катод туралы электрохимиялық жасуша.[1] Қорғаныстың қарапайым әдісі қорғалатын металды оңай коррозияға қосады »құрбандық металы «ретінде әрекет ету анод. Содан кейін құрбандыққа арналған металл қорғалған металдың орнына коррозияға ұшырайды. Ұзын сияқты құрылымдар үшін құбырлар, пассивті гальваникалық катодты қорғаныс жеткіліксіз болған кезде, жеткілікті ток беру үшін сыртқы тұрақты электр қуат көзі қолданылады.

Катодты қорғаныс жүйелері әртүрлі ортадағы металл құрылымдарының кең спектрін қорғайды. Жалпы қосымшалар: болат су немесе отын құбырлары мен болат сақтау цистерналары үй сияқты су жылытқыштар; болат пирс қадалар; кеме және кеме корпустары; оффшорлық мұнай платформалары және құрлықта мұнай ұңғысы қаптамалар; теңіз жел электр станциясы бетон ғимараттар мен құрылыстардағы іргетастар мен металл арматуралар. Тағы бір жалпы бағдарлама мырышталған болат, онда құрбандық жабыны бар мырыш болат бөлшектерде оларды тоттан қорғайды.

Катодтық қорғаныс, кейбір жағдайларда, алдын алады стресстік коррозиялық крекинг.

Тарих

Катодтық қорғанысты бірінші рет Сэр сипаттаған Хамфри Дэви ұсынылған бірқатар құжаттарда Корольдік қоғам[2] Лондонда 1824 ж. Бірінші өтініш болды HMSСамаранг [3] 1824 жылы. Құрбандық анодтары жасалған темір жалғанған мыс қабығы Ватер сызығынан төмен орналасқан корпустың коррозия жылдамдығы күрт төмендеді мыс. Алайда, катодты қорғаудың жанама әсері ұлғаю болды теңіз өсімі. Әдетте, мыс коррозия кезінде мыс иондарын бөліп шығарады ластануға қарсы әсер. Артық теңіз өсімі кеменің жұмысына әсер еткендіктен Корольдік теңіз флоты мыстың коррозияға ұшырап, теңіз өсімінің төмендеуіне жол берген дұрыс деп шешті, сондықтан катодты қорғаныс одан әрі қолданылмады.

Дэвиге эксперименттерде оның оқушысы көмектесті Майкл Фарадей, Дэви қайтыс болғаннан кейін өз зерттеулерін жалғастырды. 1834 жылы Фарадей коррозиялық салмақ жоғалту мен электр тогының арасындағы сандық байланысты анықтады және осылайша болашақ катодты қорғанысты қолдануға негіз салды.[4]

Томас Эдисон 1890 жылы кемелердегі катодты ток әсерінен қорғаныспен тәжірибе жасап көрді, бірақ қолайлы ток көзі мен анод материалдарының болмауына байланысты сәтсіз болды. Дэвидің тәжірибесінен 100 жыл өткен соң катодты қорғаныс АҚШ-тағы мұнай құбырларында кеңінен қолданылғанға дейін болады[5] - 1928 жылдан басталған болат газ құбырларына катодты қорғаныс қолданылды[6] және 1930 жылдары кеңірек.[7]

Түрлері

Гальваникалық құрбандық анод коррозияны көрсететін кеменің корпусына бекітілген.

Гальваникалық

Қосымшасында пассивті катодты қорғаныс, а гальваникалық анод, неғұрлым электрохимиялық «белсенді» металдың бөлігі (теріс) электродтық потенциал ), электролит әсер ететін жерде осал металл бетіне бекітіледі. Гальваникалық анодтар таңдалады, өйткені олар мақсатты құрылымның металына қарағанда «белсенді» кернеуге ие (әдетте болат).

Бетонның рН шамасы 13-ке тең. Бұл жағдайда болат арматура пассивті қорғаныс қабаты бар және тұрақты болып қалады. Гальваникалық жүйелер - бұл пассивтілікті қалпына келтіру үшін жоғары бастапқы ток беру арқылы бетонның табиғи қорғаныс ортасын қалпына келтіруге бағытталған «тұрақты әлеуетті» жүйелер. Содан кейін ол төменгі құрбандық ағымына оралады, ал зиянды теріс хлорид иондары болаттан алшақтап, оң анодқа қарай жылжиды. Анодтар жұмыс уақытында реактивті болып қалады (көбіне 10-20 жыл), қар жауып, температура көтеріліп немесе су басу сияқты коррозия қаупі салдарынан кедергісі төмендейді. Бұл анодтардың реактивті табиғаты оларды тиімді таңдау етеді.

ICCP жүйелерінен айырмашылығы болатты тұрақты поляризациялау мақсаты емес, қоршаған ортаны қалпына келтіру. Мақсаттық құрылымның поляризациясы анодтан катодқа электронды ағынмен жүреді, сондықтан екі металда жақсы болуы керек электр өткізгіш байланыс. Катодты қорғаныс тогының қозғаушы күші - электрод потенциалының анод пен катод арасындағы айырмашылығы.[8] Жоғары токтың бастапқы фазасында болат бетінің әлеуеті болаттың бетінде гидроксидті ион түзілуі және иондық көші-қонды қоршаған ортаны қалпына келтіретін болатты қорғайтын болаттан қорғайды (итереді).

Уақыт өте келе гальваникалық анод коррозияға ұшырайды, анод материалы оны ауыстыруға дейін жұмсалады.

Гальваникалық немесе құрбандыққа арналған анодтар әртүрлі пішіндер мен өлшемдерде қолданылады қорытпалар туралы мырыш, магний және алюминий. ASTM International гальваникалық анодтардың құрамы мен өндірісі бойынша стандарттарды жариялайды.[9][10][11]

Гальваникалық катодты қорғаныс жұмыс істеуі үшін анод катодқа қарағанда төмен (яғни теріс) электродтық потенциалға ие болуы керек (қорғалатын нысан құрылымы). Төмендегі кестеде жеңілдетілген көрсетілген гальваникалық қатар ол анодты металды таңдау үшін қолданылады.[12] Анодты тізімде қорғалатын материалдан төмен материалдан таңдау керек.

МеталлCu-ге қатысты потенциал: CuSO4

рН бейтараптағы электродты анықтама (вольт)

Көміртек, графит, кокс+0.3
Платина0-ден −0.1-ге дейін
Болаттағы диірмен шкаласы−0.2
Жоғары кремнийлі шойын−0.2
Мыс, жез, қола−0.2
Бетондағы жұмсақ болат−0.2
Қорғасын−0.5
Шойын (графиттелмеген)−0.5
Жұмсақ болат (тот басқан).20,2 - .50,5
Жұмсақ болат (таза)−0,5 - −0,8
Коммерциялық таза алюминий−0.8
Алюминий қорытпасы (5% мырыш)−1.05
Мырыш−1.1
Магний қорытпасы (6% Al, 3% Zn, 0,15% Mn)−1.6
Коммерциялық таза магний−1.75

Ағымдағы жүйелер әсер етті

Қарапайым әсерлі катодты қорғаныс жүйесі. Көзі Тұрақты ток электр тогы қорғаныш электрохимиялық реакцияны басқаруға көмектеседі.

Кейбір жағдайларда, ағымдағы катодты қорғаныс әсер етті (ICCP) жүйелері қолданылады. Олар тұрақты ток көзіне қосылған анодтардан, көбінесе айнымалы ток қуатына қосылған трансформатор-түзеткіштен тұрады. Айнымалы ток көзі болмаса, күн батареялары, жел энергиясы немесе газбен жұмыс жасайтын термоэлектр генераторлары сияқты баламалы қуат көздерін пайдалануға болады.[13][14]

ICCP жүйелеріне арналған анодтар әртүрлі формада және өлшемдерде болады. Кәдімгі анодтар - бұл құбырлы және қатты шыбық пішіндері немесе әртүрлі материалдардың үздіксіз таспалары. Оларға жоғары кремний шойын, графит, аралас металл оксиді (MMO), платина және ниобий қапталған сым және басқа материалдар.

Құбырлар үшін анодтар жер учаскелерінде таралатын немесе терең вертикальді шұңқырға бірнеше дизайн және өріс жағдайының факторларына байланысты, қазіргі таралу талаптарына байланысты орналастырылған.

Катодты қорғаныс трансформаторы-түзеткіш қондырғылары әрдайым тапсырыс бойынша дайындалған және әр түрлі сипаттамалармен жабдықталған, соның ішінде қашықтықтан бақылау және басқару, интегралды ток үзгіштері және электрдің әр түрі қоршаулар. Шығарылатын тұрақты токтың теріс терминалы катодты қорғаныс жүйесімен қорғалатын құрылымға қосылған.[15] Түзеткіштің шығысы тұрақты токтың оң кабелі анодтар. Айнымалы ток кабелі түзеткіштің кіріс терминалдарына қосылған.

ICCP жүйесінің шығысы мақсатты құрылымды қорғауды қамтамасыз ететін жеткілікті ток беру үшін оңтайландырылуы керек. Кейбір катодты қорғаныс трансформаторы-түзеткіш қондырғылары шүмектермен жасалған трансформатор ICCP жүйесінің кернеу шығысын таңдау үшін орамдар мен секіргіш терминалдар. Су ыдыстарына арналған катодты қорғаныс трансформаторы-түзеткіш қондырғылары және басқа мақсаттарда қолданылады қатты күй Токтың оңтайлы шығуын немесе құрылымнан электролитке дейін ұстап тұру үшін жұмыс кернеуін автоматты түрде реттейтін тізбектер потенциал.[16] Аналогтық немесе сандық жұмыс істейтін кернеуді (тұрақты және айнымалы ток кезіндегі) және ток қуатын көрсету үшін көбінесе метрлер орнатылады. Жағалық құрылымдар мен басқа да ірі мақсатты құрылымдар үшін ICCP жүйелері көбінесе бөлек катодты қорғаныс трансформаторы-түзеткіш тізбектері бар анодтардың бірнеше тәуелсіз аймақтарымен жобаланады.

Гибридті жүйелер

Гибридті жүйелер он жылдан астам уақыттан бері қолданылып келеді және гальваникалық анодтарды реактивті, арзан және қызмет көрсетуге ыңғайлы ICCP жүйелерінің үйлестіру, бақылау және жоғары қалпына келтіргіш ағымын қосады.

Жүйе бір-бірінен 400 мм қашықтықта орналасқан сымды гальваникалық анодтардан тұрады, содан кейін олар бастапқыда қысқа мерзімге қуат пен иондық миграцияны қалпына келтіреді. Содан кейін қуат көзі алынып, анодтар гальваникалық жүйе ретінде болатқа бекітіледі. Қажет болса, қуатты фазаларды басқаруға болады. Гальваникалық жүйелер сияқты коррозияны өлшеу үшін поляризация сынақтарынан коррозия жылдамдығын бақылау және жартылай жасушалық потенциалды картографиялау қолданыла алады. Поляризация жүйе өмірінің мақсаты емес.

Қолданбалар

Ыстық су ыдысы / су жылытқышы

Бұл технология қорғау үшін де қолданылады су жылытқыштар. Шынында да, жүктелген анод жіберілген электрондар (құрамы титан және ММО-мен жабылған) цистернаның тот басуына жол бермейді.

Тиімді деп тану үшін бұл анодтар белгілі бір стандарттарға сәйкес келуі керек: катодты қорғаныс жүйесі оның потенциалы катодтық қорғау критерийлерімен белгіленген шектерге жеткенде немесе одан асқанда тиімді деп саналады. Катодты қорғау критерийлері NACE ұлттық коррозия инженерлерінің қауымдастығының SP0388-2007 (бұрынғы RP0388-2001) стандартынан алынған.[17]

Құбырлар

Құбырға қосылған ауамен салқындатылған катодты қорғаныс түзеткіші.
Газ құбырының үстіндегі катодты қорғаныс белгілері Лидс, Батыс Йоркшир, Англия.

Қауіпті өнім құбырлар үнемі катодты қорғаумен толықтырылған жабынмен қорғалған. Құбырға арналған әсерлі токтың катодты қорғаныс жүйесі (ICCP) тұрақты ток көзінен, көбінесе айнымалы токпен жұмыс жасайтын трансформаторлық түзеткіштен және анодтан немесе жерге көмілген анодтар массивінен тұрады (анод) жер үсті ).

Тұрақты ток көзінің тұрақты шығысы 50-ге дейін болады ампер және 50 вольт, бірақ бұл бірнеше факторларға байланысты, мысалы, құбырдың мөлшері және жабынның сапасы. Тұрақты тұрақты шығыс терминалы арқылы қосылатын болады кабельдер анодтық массивке, ал басқа кабель түзеткіштің теріс терминалын құбырға қосады, жақсырақ өлшеу жүргізуге мүмкіндік беретін қораптар арқылы.[18]

Анодтарды өткізгішпен толтырылған тік тесіктен тұратын жер төсеміне орнатуға болады кокс (анодтардың өнімділігі мен өмірін жақсартатын материал) немесе өткізгіш кокспен қоршалған және толтырылған дайын траншеяға салынған. Жерге төселетін түр мен өлшемді таңдау қолдану, орналасу орны мен топырақтың төзімділігіне байланысты.[19]

Содан кейін тұрақты катодты қорғаныс тогы әртүрлі сынақтарды өткізгеннен кейін оңтайлы деңгейге келтіріледі, соның ішінде құбырдан топыраққа дейінгі потенциалды өлшеу немесе электродтық потенциал.

Құбырды гальваникалық (құрбандыққа арналған) анодтардың көмегімен қорғау кейде экономикалық жағынан тиімді. Бұл көбінесе ұзындығы шектеулі кіші диаметрлі құбыржолдарда болады.[20] Гальваникалық анодтар гальваникалық қатар катодты қорғаныс тогын анодтан қорғалатын құрылымға жіберетін металдардың потенциалы.

Әр түрлі құбыр материалдарынан су өткізгіштер катодты қорғаныспен қамтамасыз етіледі, мұнда иелер күтілетін құбырға қолайлы болатындығын анықтайды қызмет ету мерзімі кеңейту катодты қорғауды қолдануға байланысты.

Кемелер мен қайықтар

Кеменің корпусында көрінетін ақ дақтар мырыш блокты құрбандық анодтары болып табылады.

Катодтық қорғаныс қосулы кемелер көбінесе корпусқа бекітілген гальваникалық анодтармен және үлкен кемелер үшін ICCP-мен жүзеге асырылады. Тексерулер мен техникалық қызмет көрсету үшін кемелер үнемі судан шығарылатын болғандықтан, гальваникалық анодтарды ауыстыру қарапайым міндет болып табылады.[21]

Гальваникалық анодтар әдетте судың азаюы үшін пішінделеді және корпустың ағып кетуін азайтады.[22]

Сияқты металл емес корпустары бар кішігірім кемелер яхталар сияқты аймақтарды қорғау үшін гальваникалық анодтармен жабдықталған сыртқы қозғалтқыштар. Барлық гальваникалық катодты қорғаныс сияқты, бұл қосымша анод пен қорғалатын зат арасындағы берік электр байланысына сүйенеді.

Кемелердегі ICCP үшін анодтар әдетте салыстырмалы инертті материалдан, мысалы, платиналанған титаннан жасалады. Кеме ішінде және корпустың сыртқы жағында орнатылған анодтарда тұрақты ток көзі бар. Анод кабельдері а арқылы кемеге енгізіледі сығымдау тығыздағышының арматурасы және тұрақты ток көзіне бағытталды. Электр тізбегіндегі теріс кабель тізбекті аяқтау үшін корпусқа жай бекітілген. ICCP кемелерінің анодтары флешке орнатылған, кемеге сүйреу әсерін азайтады және жарықтан кемінде 5 фут төмен орналасқан жүктеме сызығы[23] механикалық зақымдануды болдырмайтын жерде. Қорғаныс үшін қажет ток тығыздығы жылдамдық функциясы болып табылады және анодтың корпусқа орналасуының ағымдағы сыйымдылығы мен орнын таңдау кезінде ескеріледі.

Кейбір кемелер мамандандырылған емдеуді қажет етуі мүмкін, мысалы, алюминий корпустары алюминий корпусы гальваникалық анод ретінде жұмыс істей алатын және коррозия күшейетін электрохимиялық ұяшық жасайды. Мұндай жағдайларда алюминий немесе мырыш гальваникалық анодтарды алюминий корпусы мен болат арматура арасындағы әлеуетті айырмашылықты өтеу үшін пайдалануға болады.[24] Егер болат арматура үлкен болса, онда бірнеше гальваникалық анодтар қажет болуы мүмкін, тіпті шағын ICCP жүйесі.

Теңіз

Теңіз катодтық қорғанысы көптеген салаларды қамтиды, кемелер, айлақтар, оффшорлық құрылымдар. Құрылымның әртүрлі типтерінің әртүрлілігі қорғауды қамтамасыз ететін жүйелердің алуан түрлілігіне әкеледі. Гальваникалық анодтарды қолдайды,[25] бірақ ICCP де жиі қолданыла алады. Құрылым геометриясы, құрамы мен архитектурасы әр түрлі болғандықтан, мамандандырылған фирмалар көбінесе құрылымға арнайы катодты қорғаныс жүйелерін жобалауды қажет етеді. Кейде теңіз құрылымдары тиімді қорғалуы үшін ретроактивті түрлендіруді қажет етеді [26]

Бетондағы болат

Өтініш бетон күшейту анодтар мен эталондық электродтар бетон құю кезінде құрылыс кезінде бетонға салынатындығымен ерекшеленеді. Бетонды ғимараттарға, көпірлерге және ұқсас құрылымдарға әдеттегі әдіс - ICCP пайдалану,[27] бірақ гальваникалық катодты қорғаныс принципін қолданатын жүйелер бар,[28][29][30] дегенмен, Ұлыбританияда, ең болмағанда, гальваникалық анодтарды атмосфералық әсер ететін темірбетон құрылымдары үшін қолдану тәжірибелік болып саналады.[31]

ICCP үшін принцип басқа ICCP жүйелерімен бірдей. Алайда, көпір сияқты кәдімгі атмосфералық бетон құрылымында құбыр арқылы қолданылатын анодтар массивіне қарағанда құрылым арқылы таратылатын көптеген анодтар болады. Бұл неғұрлым күрделі жүйені құрайды және әдетте автоматты түрде басқарылатын тұрақты қуат көзі пайдаланылады, мүмкін, қашықтықтан бақылау және пайдалану мүмкіндігі бар.[32] Көмілген немесе суға батқан құрылымдар үшін өңдеу кез-келген көмілген немесе суға батқан құрылымға ұқсас.

Гальваникалық жүйелер жабдықтауды жеңілдетудің артықшылығын ұсынады және ICCP сияқты басқару жүйелерін қажет етпейді.

Бастап салынған құбырлар үшін алдын ала кернеулі бетон цилиндрлік құбыр (PCCP), катодты қорғаныс үшін қолданылатын әдістер, әдетте, болат құбырларға жатады, тек алдын-ала сымға зақым келтірмеу үшін қолданылатын әлеуетті шектеу керек.[33]

PCCP құбырындағы болат сым кез-келген коррозиядан бұзылуға әкелетін деңгейге дейін кернелген. Қосымша мәселе, кез-келген шамадан тыс сутегі иондары шамадан тыс теріс потенциал нәтижесінде сымның сутегі сынғыштығын тудыруы мүмкін, сонымен қатар істен шығады. Өте көп сымдардың істен шығуы PCCP-дің апатты бұзылуына әкеледі.[34] ICCP-ді енгізу үшін қорғауды қанағаттандыру үшін өте мұқият бақылау қажет. Қарапайым нұсқа - өзін-өзі басқаратын және бақылауды қажет етпейтін гальваникалық анодтарды қолдану.[35]

Ішкі катодты қорғаныс

Сұйықтықты сақтау немесе тасымалдау үшін пайдаланылатын ыдыстар, құбырлар мен цистерналар катодты қорғауды қолдану арқылы олардың ішкі беттеріндегі коррозиядан қорғалуы мүмкін.[36] ICCP және гальваникалық жүйелерді қолдануға болады.[37] Ішкі катодты қорғаныстың кең таралған қолданылуы су сақтауға арналған бактар ​​және электр станциясы қабықшалы және түтікті жылу алмастырғыштар.

Мырышталған болат

Мырыштау әдетте сілтеме жасайды ыстықтай мырыштау бұл металды мырыш немесе қалайы қабатымен болатты жабу тәсілі. Мырышталған жабындар көптеген ортада төзімді, өйткені олар а-ның тосқауыл қасиеттерін біріктіреді жабын катодты қорғаудың кейбір артықшылықтарымен. Егер мырыш жабыны тырналса немесе жергілікті деңгейде зақымданса және болат ашық болса, онда мырыш жабынының айналасы ашық болатпен гальваникалық элемент түзеді және оны коррозиядан қорғайды. Бұл катодты қорғаудың локализацияланған түрі - мырыш құрбандық анодының рөлін атқарады.

Гальванизация, катодты қорғаудың электрохимиялық принципін қолданғанда, іс жүзінде катодты қорғаныс емес. Катодтық қорғаныс анодты қорғалатын метал бетінен бөлек болуын, электролит арқылы иондық байланыспен және электронды жалғаушы кабель арқылы, болтпен немесе соған ұқсас болуын талап етеді. Бұл электролит ішіндегі қорғалатын құрылымның кез-келген аймағын қорғауға болатындығын білдіреді, ал мырышталған жағдайда мырышқа өте жақын жерлер ғана қорғалады. Демек, жалаңаш болаттан үлкенірек аймақ тек шеттерінен қорғалған болар еді.

Автомобильдер

Бірнеше компаниялар автомобильдер мен жүк көліктерінің коррозиясын жеңілдетеміз деген электрондық құрылғыларды сатады.[38] Коррозияны бақылау бойынша мамандар олардың жұмыс істемейтіндігін анықтайды.[39] Құрылғылардың қолданылуын қолдайтын ғылыми тексерулер мен тексерулер жоқ. 1996 жылы FTC автокөліктерді коррозиядан қорғауды талап ететін құрылғыларды сатқан адамға төлемді төлеуге бұйрық берген Дэвид Маккриди мен «Rust Buster» және «Rust Evader» атауларына тыйым салды.[40]

Тестілеу

Электродтың әлеуеті арқылы өлшенеді анықтамалық электродтар. Мыс-мыс сульфаты электродтары байланыста болатын құрылымдар үшін қолданылады топырақ немесе тұщы су. Күміс / күміс хлорид / теңіз суының электродтары немесе таза мырыш үшін электродтар қолданылады теңіз суы қосымшалар. Әдістер қателік көздерімен бірге EN 13509: 2003 және NACE TM0497 стандарттарында сипатталған[41] өлшеуіштің дисплейінде пайда болатын кернеуде. Коррозия жасушасының анод пен электролит арасындағы шекарадағы потенциалды анықтау үшін электродтардың потенциалдық өлшемдерін түсіндіру жаттығуды қажет етеді[42] және зертханалық жұмыста өлшеу дәлдігіне сәйкес келеді деп күтуге болмайды.

Мәселелер

Сутегі өндірісі

Дұрыс қолданылмаған катодты қорғаудың жанама әсері - атом өндірісі сутегі,[43] оның қорғалатын металда сіңуіне әкеледі және одан әрі сутектің сынуы дәнекерленген жіктер мен материалдардың қаттылығы жоғары. Қалыпты жағдайда атом сутегі металдың бетіне қосылып, металға ене алмайтын сутек газын жасайды. Сутегі атомдары, алайда, кристалды болат құрылымынан өте алатындай аз және кейбір жағдайларда сутектің сынғыштығына әкеледі.

Катодты босату

Бұл қорғалатын материалдың (катодтың) бетінде сутегі иондарының пайда болуына байланысты қорғалатын құрылымнан (катодтан) қорғаныш жабындарын ажырату процесі.[44] Дисконттауды сілтілік иондардың жоғарылауы және катодты поляризацияның жоғарылауы күшейтуі мүмкін.[45] Демонтаждау дәрежесі жабынның түріне де тәуелді, кейбір жабындар басқаларына қарағанда көбірек әсер етеді.[46] Катодты қорғаныс жүйелерін құрылым шамадан тыс поляризацияланбауы үшін пайдалану керек,[47] өйткені бұл тым жағымсыз потенциалдардың салдарынан дисконттауға ықпал етеді. Катодты демонтаждау ыстық сұйықтықтары бар құбыржолдарда тез жүреді, өйткені процесс жылу ағынымен жеделдейді.[дәйексөз қажет ]

Катодтық экрандау

Катодты қорғаныс (КҚ) жүйелерінің болат құбырларындағы тиімділігі қатты пленкалы диэлектрлік жабындарды, мысалы полиэтилен таспаларын, жиырылатын құбыр жеңдерін және зауытта қолданылатын бір немесе бірнеше қатты пленкалы жабындыларды қолдану арқылы нашарлауы мүмкін. Бұл құбылыс осы пленка тіректерінің жоғары электр кедергісіне байланысты орын алады.[48] Катодты қорғаныс жүйесінен қорғайтын электр тогы жоғары резистивті пленканың тіреуімен негізгі металға жетуге тыйым салынған немесе қорғалған. Катодтық экрандау 1980 жылы алғаш рет проблема ретінде анықталған, содан бері осы тақырыптағы техникалық құжаттар үнемі жарияланып келеді.

1999 жылғы есеп[49] 20,600 баррельге қатысты (3280 м.)3) төгілу а Саскачеван шикі мұнай жолында катодты экрандау мәселесінің тамаша анықтамасы бар:

«(Коррозиялы) жабынның демонтаждануының үштік жағдайы, жабынның диэлектрлік сипаты және электрлік СП тогына қалқан ретінде қызмет ететін сыртқы жабынның астында құрылған бірегей электрохимиялық орта, CP қорғанысы деп аталады. Комбинация Шатырлар мен демонтаждау құбырдың сыртын қоршаған коррозиялық ортаға сыртқы жабын мен құбыр беті арасындағы бос орынға енуге мүмкіндік береді, бұл CP қорғаныш құбылысы дамыған кезде, CP жүйесінен әсер етілген ток сыртқы қабаттағы ашық металға қол жеткізе алмайды. құбыр бетін агрессивті коррозиялық ортаның зардаптарынан қорғауға арналған жабыны.СР-ді қорғайтын құбылыс сыртқы жабын бойындағы CP жүйесінің потенциалдық градиентінің өзгеруін тудырады, олар одан әрі жетіспейтін немесе төменгі стандартты ток күші бар жерлерде пайда болады. Құбырдың CP жүйесі, бұл құбырдан CP қорғанысы жеткіліксіз болады сыртқы коррозиялық ортаның әсерінен металдың жоғалуы ».

Катодты экрандауға төменде келтірілген бірқатар стандарттарда сілтеме жасалған. Жаңадан шығарылған USDOT ережесі 49-тақырып CFR 192.112, бөлімінде Альтернативті максималды жұмыс қысымын қолданатын болат құбырына қосымша жобалық талаптар «Құбырды сыртқы коррозиядан қорғайтын жабынмен қорғау керек» (стандарт бойынша жабындар бөлімін қараңыз) талап етеді. Сондай-ақ, NACE SP0169: 2007 стандарты 2-бөлімде экрандауды, 4.2.3-бөлімде электрлік экрандар жасайтын материалдарды пайдаланудан сақтандыруды, 5.1.2.3-бөлімде электрлік экрандар жасайтын сыртқы жабындарды пайдаланудан сақ болуды және оқырмандарға нұсқау береді 10.9 бөлімінде жұмыс істеп тұрған құбырға катодты қорғаныс тогының электрлік экраны әсер етуі анықталған кезде «тиісті шаралар» қабылдау.

Стандарттар

  • 49 CFR 192.451 - Коррозияны бақылауға қойылатын талаптар - Табиғи және басқа газды құбыр арқылы тасымалдау: АҚШ-тың минималды қауіпсіздік стандарттары
  • 49 CFR 195.551 - Коррозияны бақылауға қойылатын талаптар - Қауіпті сұйықтықтарды құбырлармен тасымалдау: АҚШ-тың минималды қауіпсіздік стандарттары
  • AS 2832 - Австралияны катодтық қорғаудың стандарттары
  • ASME B31Q 0001-0191
  • ASTM G 8, G 42 - жабындардың катодты дисконтталуға төзімділігін бағалау
  • DNV-RP-B401 - катодты қорғаныс дизайны - Det Norske Veritas
  • EN 12068: 1999 - катодты қорғаныс. Катодты қорғаумен бірге қолданылатын жерленген немесе батырылған болат құбырларын коррозиядан қорғауға арналған сыртқы органикалық жабындар. Таспалар мен жиырылатын материалдар
  • EN 12473: 2000 - Теңіз суындағы катодты қорғаудың жалпы принциптері
  • EN 12474: 2001 - суасты құбырларын катодты қорғау
  • EN 12495: 2000 - Бекітілген болаттан жасалған құрылымдарды катодты қорғау
  • EN 12499: 2003 - Металл құрылымдарының ішкі катодтық қорғанысы
  • EN 12696: 2012 - болаттың бетондағы катодты қорғанысы
  • EN 12954: 2001 - жерленген немесе батырылған металл құрылымдарын катодты қорғау. Құбырларға арналған жалпы принциптер және қолдану
  • EN 13173: 2001 - Теңізде жүзетін болат құрылымдарының катодты қорғанысы
  • EN 13174: 2001 - «айлақ қондырғылары» үшін катодты қорғаныс.
  • EN 13509: 2003 - катодты қорғауды өлшеу әдістері
  • EN 13636: 2004 - көмілген металл цистерналары мен байланысты құбырларды катодты қорғау
  • EN 14505: 2005 - күрделі құрылымдарды катодты қорғау
  • EN 15112: 2006 - Ұңғыма қабатын сыртқы катодты қорғау
  • EN 15280-2013 - a.c. бағалау жерленген құбырлардың коррозияға ұшырау ықтималдығы
  • EN 50162: 2004 - Тұрақты ток жүйелерінен шығатын токтың коррозиядан қорғанысы
  • BS 7361-1: 1991 - катодтық қорғаныс
  • NACE SP0169: 2013 - Жерасты немесе суасты метал құбырлары жүйелеріндегі сыртқы коррозияны бақылау
  • NACE TM 0497 - метрополитенді жерасты немесе суасты жүйелерінде катодтық қорғаныс критерийлеріне байланысты өлшеу әдістері

Сондай-ақ қараңыз

Ескертулер

  1. ^ Пибоди б.6
  2. ^ Дэви, 1994 жылы Эшвортта келтірілген
  3. ^ Ашворт, 10: 3
  4. ^ Baeckmann, Schwenck & Prinz, 12 бет
  5. ^ Шерер, 38 (27), 179 Бекманда келтірілген
  6. ^ Роберт Дж. Кун, жер асты құбырларының топырақ коррозиясынан катодты қорғаныс, API Жинақтар, 1933 ж. Қараша, т. 14, б157
  7. ^ Табиғи ресурстар Канада 23 ҚАНТ 2012 ж. Алынды ([1] ) Мұрағатталды 6 қаңтар 2013 ж Wayback Machine
  8. ^ Робердж с.871
  9. ^ Гальваникалық мырыш анодтарына құйылған және өңделген ASTM B418-16 стандартты спецификациясы
  10. ^ Катодты қорғауға арналған магний қорытпасынан жасалған анодтарға арналған ASTM B843-13 стандартты спецификациясы
  11. ^ ASTM F1182-07 (2013) Анодтарға, құрбандыққа арналған мырыш қорытпасына арналған стандартты сипаттама
  12. ^ Пибоди p.304
  13. ^ Эшворт 10:10
  14. ^ Роберг 880
  15. ^ Пибоди с.158
  16. ^ Baeckmann, Schwenck & Prinz, б.233
  17. ^ «Катодты қорғау индустриясы - NACE». www.nace.org. Алынған 24 сәуір 2019.
  18. ^ Пибоди б.22
  19. ^ Пибоди p.132
  20. ^ Пибоди стр.32
  21. ^ BS 7361-1: 1991 секта. 6.2
  22. ^ BS 7361-1: 1991 секта. 6.2.1.2
  23. ^ CP-2 катодты қорғау техникі-теңіз студенттік нұсқаулығы NACE International, шілде 2009 ж., 3-11 бет
  24. ^ EN 12473: 2000 секта. 8.3.1
  25. ^ Робердж с.876
  26. ^ Бриттон б
  27. ^ Ашворт және басқалар 10:82
  28. ^ Ковино және басқалар /
  29. ^ Күнделікті
  30. ^ Автомобиль жолдары агенттігі секциясы. 4.8
  31. ^ Автомобиль жолдары агенттігі секциясы. 2.1
  32. ^ Автомобиль жолдары агенттігі секциясы. 4.5
  33. ^ NACE RP0100-2000 секта. 5.2.5
  34. ^ Gummow
  35. ^ NACE RP0100-2000 секта. 5.4
  36. ^ EN 12499: 2003
  37. ^ Ашворт және басқалар 10: 112
  38. ^ CounterAct канадалық Tire сатушысында
  39. ^ «NACE халықаралық мақалаларының электронды тоттың алдын алу». Архивтелген түпнұсқа 2014-07-14. Алынған 2014-04-22.
  40. ^ Федералдық сауда комиссиясының баспасөз релизі
  41. ^ NACE TM0497 5.8 бөлім
  42. ^ NACE TM0497 1.2 бөлім
  43. ^ Электрохимиялық коррозия негіздері, б. 174, сағ Google Books
  44. ^ Роберг сектасы. 11.4.1, 886-бет
  45. ^ Baeckmann, Schwenck & Prinz, б.167
  46. ^ Baeckmann, Schwenck & Prinz, 168 бет
  47. ^ Пибоди б.37
  48. ^ NACE Халықаралық қағазы 09043
  49. ^ Канаданың көлік қауіпсіздігі кеңесі

Әдебиеттер тізімі

  • А.В. Пибоди, Пибодидің құбырлардың коррозиясын бақылауы, 2-ші басылым, 2001 ж., NACE International. ISBN  1-57590-092-0
  • Дэви, Х., Фил. Транс. Рой. Soc., 114,151,242 және 328 (1824)
  • Эшворт В., коррозия т. 2, 3-басылым, 1994, ISBN  0-7506-1077-8
  • Baeckmann, Schwenck & Prinz, Катодтық коррозиядан қорғау жөніндегі нұсқаулық, 1997 жылғы 3-басылым. ISBN  0-88415-056-9
  • Шерер, Л. Ф., Мұнай және газ журналы, (1939)
  • ASTM B843 - 07 катодты қорғауға арналған магний қорытпасынан жасалған анодтарға арналған стандартты сипаттама
  • ASTM B418 - 09 Гальваникалық мырыш анодтарының құйылған және өңделген стандартты спецификациясы
  • Роберж, Пьер Р, Коррозияға қарсы инженерия жөніндегі анықтамалық 1999 ж ISBN  0-07-076516-2
  • NACE Халықаралық Қағаз 09043 катодты қорғаныспен бірге қолданылатын жабындар - экрандаумен және экрандалмайтын жабындармен
  • NACE International TM0497-2002, жерасты немесе суасты метал құбырлары жүйелерінде катодтық қорғаныс критерийлеріне байланысты өлшеу әдістері
  • Канаданың көлік қауіпсіздігі кеңесі, есеп нөмірі P99H0021, 1999 ж [2]
  • Ковино, Бернард С, т.б., Темірбетонды көпірлерді катодты қорғауға арналған мырыш анодтарының өнімділігі, Орегон көлік бөлімі және Федералды автомобиль жолдары басқармасы, наурыз 2002 ж.
  • Ұлыбритания автомобиль жолдары агенттігі BA 83/02; Жолдар мен көпірлерді жобалау жөніндегі нұсқаулық, 3-бөлім, 3-бөлім, 3-бөлім, темірбетонды автомобиль жолдарының құрылымдарында қолдануға арналған катодты қорғаныс. [3] (2011-01-04 алынған)
  • Күнделікті, Стивен Ф, теңіз ортасындағы темірбетон құрылымдарының коррозиясын бақылау үшін катодтық қорғанысты қолдану (Port Technology International-да жарияланған)
  • Gummow, RA, катодты қорғанысты қолданатын муниципалды инфрақұрылымның коррозияға қарсы бақылауы. NACE конференциясы 1999 ж. Қазан, NACE материалдарының өнімділігі 2000 ж
  • EN 12473: 2000 - Теңіз суындағы катодты қорғаудың жалпы принциптері
  • EN 12499: 2003 - Металл құрылымдарының ішкі катодтық қорғанысы
  • NACE RP0100-2000 алдын-ала кернелген бетон цилиндрлік құбырларды катодты қорғау
  • BS 7361-1: 1991 - катодтық қорғаныс
  • SAE Халықаралық құжаты № 912270 Роберт Бабоиан, автомобильді катодтық қорғаудың заманауи жағдайы, 5-ші автомобильдік коррозия және оның алдын-алу конференциясының материалдары, P-250, Warrendale, Пенсильвания, АҚШ, 1991 ж.
  • АҚШ армиясының инженерлер корпусы, 1110-2-2704, 12 шілде 2004 ж

Сыртқы сілтемелер

  • NACE Халықаралық (бұрынғы коррозия инженерлерінің ұлттық қауымдастығы) - катодты қорғауға кіріспе
  • Коррозия институты - негізделген техникалық қоғам Ұлыбритания
  • Глоссарий - катодтық қорғаныс және коррозиядан қорғау терминдерінің толық түсіндірме сөздігі
  • 101. Қателік қорғаныс - Катодтық қорғаныс 101, жаңадан бастаушыларға арналған нұсқаулық
  • Ұлттық физика зертханасы - катодты қорғаныс туралы қысқаша кіріспе қағаз
  • USDOT CFR 192.112 - Болат құбырдағы балама шекті жұмыс қысымын қолдана отырып, коррозияға қарсы қорғаныс қабаттарын қорғауды қажет етпейтін USDOT CFR 192.112 ережелері.