✖


Jump to content

Катодная защита

Алюминиевые жертвенные аноды (светлые прямоугольные стержни), закрепленные на стальной оболочке.
Цинковый жертвенный анод (предмет округлой формы), привинченный к нижней части корпуса небольшой лодки.

Катодная защита ( CP ; / k æ ˈ θ ɒ d ɪ k / ⓘ ) — метод, используемый для борьбы с коррозией металлической поверхности, превращая ее в катод ячейки электрохимической . [1] Простой метод защиты соединяет защищаемый металл с более легко подверженным коррозии « жертвенным металлом », который действует как анод . Тогда вместо защищенного металла ржавеет жертвенный металл. Для таких конструкций, как длинные трубопроводы , где пассивная гальванически-катодная защита недостаточна, для обеспечения достаточного тока используется внешний источник электроэнергии постоянного тока.

Системы катодной защиты защищают широкий спектр металлических конструкций в различных средах. Общие области применения: стальные водопроводные или топливные трубопроводы и стальные резервуары для хранения, такие как бытовые водонагреватели ; стальные опорные сваи ; корпуса кораблей и лодок; морские нефтяные платформы и обсадные колонны береговых нефтяных скважин ; фундаменты морских ветровых электростанций и металлическая арматура в бетонных зданиях и сооружениях. Другое распространенное применение — оцинкованная сталь , где жертвенное покрытие цинком на стальных деталях защищает их от ржавчины.

Катодная защита может в некоторых случаях предотвратить коррозионное растрескивание под напряжением .

История

[ редактировать ]

Катодная защита была впервые описана сэром Хамфри Дэви в серии статей, представленных Королевскому обществу. [2] в Лондоне в 1824 году. Первая заявка была на HMS Samarang. [3] в 1824 году. Жертвенные аноды из железа , прикрепленные к медной оболочке корпуса ниже ватерлинии, резко снизили скорость коррозии меди . Однако побочным эффектом катодной защиты стало увеличение роста морской среды . Обычно медь при коррозии выделяет ионы меди, которые оказывают противообрастающее действие. Поскольку чрезмерный рост морской среды повлиял на характеристики корабля, Королевский флот решил, что лучше позволить меди подвергнуться коррозии и получить выгоду от уменьшения роста морской воды, поэтому катодная защита в дальнейшем не использовалась.

В экспериментах Дэви помогал его ученик Майкл Фарадей , который продолжил его исследования после смерти Дэви. В 1834 году Фарадей обнаружил количественную связь между коррозионной потерей веса и электрическим током и тем самым заложил основу для будущего применения катодной защиты. [4]

Томас Эдисон экспериментировал с катодной защитой от приложенного тока на кораблях в 1890 году, но безуспешно из-за отсутствия подходящего источника тока и анодных материалов. Прошло 100 лет после эксперимента Дэви, прежде чем катодная защита стала широко использоваться на нефтепроводах в Соединенных Штатах. [5] — применена катодная защита стальных газопроводов [6] начиная с 1928 года [7] и более широко в 1930-е гг. [8]

Типы

[ редактировать ]
Гальванический жертвенный анод , прикрепленный к корпусу корабля, подвержен коррозии.

гальванический

[ редактировать ]

При применении пассивной катодной защиты гальванический анод , кусок более электрохимически «активного» металла (более отрицательный потенциал электрода ), прикрепляется к уязвимой металлической поверхности, где он подвергается воздействию электролита. Гальванические аноды выбираются потому, что они имеют более «активное» напряжение, чем металл целевой конструкции (обычно сталь).

Бетон имеет pH около 13. В этой среде стальная арматура имеет пассивный защитный слой и остается в значительной степени стабильной. Гальванические системы — это системы «постоянного потенциала», цель которых — восстановить естественную защитную среду бетона, обеспечивая высокий начальный ток для восстановления пассивности. Затем он возвращается к более низкому жертвуемому току, в то время как вредные отрицательные ионы хлорида мигрируют из стали к положительному аноду. Аноды остаются реактивными на протяжении всего срока службы (обычно 10–20 лет), увеличивая ток, когда удельное сопротивление снижается из-за опасностей коррозии, таких как дождь, повышение температуры или наводнение. Реакционная природа этих анодов делает их эффективным выбором.

В отличие от систем катодной защиты наложенным током (ICCP), постоянная поляризация стали не является целью, а скорее восстановлением окружающей среды. Поляризация целевой структуры вызвана потоком электронов от анода к катоду, поэтому два металла должны иметь хороший электропроводящий контакт. Движущей силой тока катодной защиты является разность электродных потенциалов между анодом и катодом. [9] На начальном этапе сильного тока потенциал поверхности стали поляризуется (сдвигается) в более отрицательную сторону, защищая сталь, при этом генерация гидроксид-ионов на поверхности стали и миграция ионов восстанавливают среду бетона.

Со временем гальванический анод продолжает корродировать, расходуя материал анода, пока в конечном итоге его не придется заменить.

Гальванические или жертвенные аноды изготавливаются различных форм и размеров сплавов цинка из , магния и алюминия . ASTM International публикует стандарты состава и производства гальванических анодов. [10] [11] [12]

Чтобы гальвано-катодная защита работала, анод должен обладать более низким (то есть более отрицательным) электродным потенциалом, чем у катода (целевой структуры, подлежащей защите). В таблице ниже показан упрощенный гальванический ряд , по которому выбирают металл анода. [13] Анод должен быть выбран из материала, который находится ниже в списке, чем материал, подлежащий защите.

Металл Потенциал в отношении Cu:CuSO 4

электрод сравнения в среде с нейтральным pH (вольты)

Углерод, Графит, Кокс +0.3
Платина от 0 до −0,1
Прокатная окалина на стали −0.2
Чугун с высоким содержанием кремния −0.2
Медь, латунь, бронза −0.2
Мягкая сталь в бетоне −0.2
Вести −0.5
Чугун (не графитированный) −0.5
Мягкая сталь (ржавая) от −0,2 до −0,5
Мягкая сталь (чистая) от −0,5 до −0,8
Технически чистый алюминий −0.8
Алюминиевый сплав (5% цинка) −1.05
Цинк −1.1
Магниевый сплав (6% Al, 3% Zn, 0,15% Mn) −1.6
Коммерчески чистый магний −1.75

Катодная защита по наложенному току (ICCP)

[ редактировать ]

Простая система катодной защиты с подачей тока. источник постоянного электрического тока. Для запуска защитной электрохимической реакции используется

В некоторых случаях катодной защиты наложенным током используются системы (ICCP). Они состоят из анодов, подключенных к источнику постоянного тока, часто к трансформатору-выпрямителю, подключенному к сети переменного тока. При отсутствии источника переменного тока можно использовать альтернативные источники энергии, такие как солнечные панели, ветровые или газовые термоэлектрические генераторы. [14] [15]

Аноды для систем ICCP доступны в различных формах и размерах. Обычные аноды представляют собой трубчатые и сплошные стержни или непрерывные ленты из различных материалов. К ним относятся высококремниевые , чугунные , графитовые , смешанные оксиды металлов (ММО), проволока с платиновым и ниобиевым покрытием и другие материалы.

В трубопроводах аноды располагаются в заземляющих слоях либо распределенно, либо в глубоком вертикальном отверстии, в зависимости от нескольких факторов конструкции и условий эксплуатации, включая требования к распределению тока.

Трансформаторно-выпрямительные блоки с катодной защитой часто изготавливаются по индивидуальному заказу и оснащаются различными функциями, включая дистанционный мониторинг и управление, встроенные прерыватели тока и различные типы электрических корпусов . Выходная отрицательная клемма постоянного тока подключается к конструкции, защищаемой системой катодной защиты. [16] Положительный кабель постоянного тока на выходе выпрямителя подключен к анодам . Кабель питания переменного тока подключается к входным клеммам выпрямителя.

Выход системы ICCP должен быть оптимизирован для обеспечения достаточного тока для защиты целевой структуры. Некоторые трансформаторы-выпрямители с катодной защитой имеют отводы на обмотках трансформатора и перемычки для выбора выходного напряжения системы ICCP. Трансформаторно-выпрямительные устройства с катодной защитой для резервуаров с водой и других применений изготавливаются с полупроводниковыми структуры-электролита схемами для автоматической регулировки рабочего напряжения для поддержания оптимального выходного тока или потенциала . [17] Аналоговые или цифровые счетчики часто устанавливаются для отображения рабочего напряжения (постоянного и иногда переменного тока) и выходного тока. Для береговых сооружений и других крупных сложных целевых сооружений системы ICCP часто проектируются с несколькими независимыми зонами анодов с отдельными цепями трансформатора-выпрямителя катодной защиты.

Гибридные системы

[ редактировать ]

Гибридные системы используют комбинацию вышеупомянутых систем для достижения некоторых преимуществ обеих, используя восстановительные возможности систем ICCP, но сохраняя реактивный, более дешевый и простой в обслуживании характер гальванического анода.

Система состоит из проводных гальванических анодов, расположенных рядами, обычно на расстоянии 400 миллиметров (16 дюймов) друг от друга, на которые затем первоначально подается питание в течение короткого периода времени для восстановления бетона и обеспечения миграции ионов. Затем источник питания отключается, а аноды просто прикрепляются к стали как гальваническая система. При необходимости можно подключить больше фаз. Как и в гальванических системах, для измерения коррозии можно использовать мониторинг скорости коррозии на основе испытаний на поляризацию и картирование потенциала полуэлемента. Поляризация не является целью существования системы. [18]

Приложения

[ редактировать ]

Резервуар для горячей воды / Водонагреватель

[ редактировать ]

Эта технология также используется для защиты водонагревателей . Действительно, электроны, посылаемые анодом с принудительным током (изготовленным из титана и покрытым ММО), предотвращают ржавчину внутренней части резервуара. [19]

Чтобы быть признанными эффективными, эти аноды должны соответствовать определенным стандартам: Система катодной защиты считается эффективной, когда ее потенциал достигает или превышает пределы, установленные критериями катодной защиты. [ нужны дальнейшие объяснения ] . Используемые критерии катодной защиты взяты из стандарта NACE SP0388-2007 (ранее RP0388-2001) Национальной ассоциации инженеров по коррозии NACE. [20]

Трубопроводы

[ редактировать ]
Выпрямитель катодной защиты с воздушным охлаждением, подключенный к трубопроводу.
Маркеры катодной защиты над газопроводом в Лидсе , Западный Йоркшир , Англия .

для опасных продуктов Трубопроводы обычно защищаются покрытием, дополненным катодной защитой. Система катодной защиты наложенным током (ICCP) для трубопровода состоит из источника питания постоянного тока, часто трансформаторного выпрямителя с питанием от переменного тока, и анода или массива анодов, закопанных в землю ( заземляющее основание анода ).

Источник питания постоянного тока обычно имеет выходную мощность постоянного тока до 50 ампер и 50 вольт , но это зависит от нескольких факторов, таких как размер трубопровода и качество покрытия. Положительная выходная клемма постоянного тока будет подключена с помощью кабелей к анодной матрице, а другой кабель будет соединять отрицательную клемму выпрямителя с трубопроводом, предпочтительно через распределительные коробки, чтобы можно было проводить измерения. [21]

Аноды могут быть установлены в заземляющем основании, состоящем из вертикального отверстия, засыпанного проводящим коксом (материалом, улучшающим эксплуатационные характеристики и срок службы анодов), или уложенным в подготовленную траншею, окруженную проводящим коксом и засыпанную. Выбор типа и размера заземляющего слоя зависит от области применения, местоположения и удельного сопротивления почвы. [22]

Затем постоянный ток катодной защиты доводится до оптимального уровня после проведения различных испытаний, включая измерения потенциалов между трубой и почвой или электродного потенциала .

Иногда экономически выгоднее защитить трубопровод с помощью гальванических (жертвенных) анодов. Это часто случается на трубопроводах меньшего диаметра и ограниченной длины. [23] Гальванические аноды полагаются на последовательные гальванические потенциалы металлов для передачи тока катодной защиты от анода к защищаемой конструкции.

Водопроводы из труб из различных материалов также снабжаются катодной защитой, если владельцы считают, что стоимость является разумной для ожидаемого продления срока службы трубопровода , связанного с применением катодной защиты.

Корабли и лодки

[ редактировать ]
Белые пятна, видимые на корпусе корабля, представляют собой жертвенные аноды из цинковых блоков.

Катодная защита на судах часто реализуется с помощью гальванических анодов, прикрепленных к корпусу, и ICCP для более крупных судов. Поскольку суда регулярно выводятся из воды для осмотров и технического обслуживания, замена гальванических анодов не составляет труда. [24]

Гальванические аноды обычно имеют такую ​​форму, чтобы уменьшить сопротивление воды, и устанавливаются заподлицо с корпусом, чтобы также минимизировать сопротивление. [25]

Небольшие суда с неметаллическими корпусами, такие как яхты , оснащены гальваническими анодами для защиты таких зон, как подвесные моторы . Как и любая другая гальвано-катодная защита, это применение основано на прочном электрическом соединении между анодом и защищаемым объектом.

Для ICCP на судах аноды обычно изготавливаются из относительно инертного материала, такого как платинированный титан. Внутри корабля предусмотрен источник постоянного тока, а аноды установлены снаружи корпуса. Анодные кабели вводятся в корабль через компрессионный уплотнительный фитинг и направляются к источнику питания постоянного тока. Отрицательный кабель источника питания просто прикрепляется к корпусу, замыкая цепь. Судовые аноды ICCP монтируются заподлицо, что сводит к минимуму влияние сопротивления на судно, и располагаются минимум на 5 футов ниже линии легкой нагрузки. [26] в таком месте, чтобы избежать механических повреждений. Плотность тока, необходимая для защиты, является функцией скорости и учитывается при выборе токовой мощности и места размещения анода на корпусе.

Некоторым судам может потребоваться специальная обработка, например, алюминиевые корпуса со стальными креплениями создают электрохимическую ячейку, в которой алюминиевый корпус может действовать как гальванический анод, и коррозия усиливается. В подобных случаях можно использовать алюминиевые или цинковые гальванические аноды для компенсации разницы потенциалов между алюминиевым корпусом и стальным крепежом. [27] Если стальные приспособления большие, может потребоваться несколько гальванических анодов или даже небольшая система ICCP.

Морской

[ редактировать ]

Морская катодная защита охватывает многие территории, причалы , гавани , морские сооружения. Разнообразие различных типов конструкций приводит к появлению множества систем, обеспечивающих защиту. Предпочтение отдается гальваническим анодам. [28] но ICCP также часто можно использовать. Из-за большого разнообразия геометрии, состава и архитектуры конструкций специализированным фирмам часто приходится разрабатывать системы катодной защиты для конкретных конструкций. Иногда для эффективной защиты морских сооружений требуется ретроактивная модификация. [29]

Сталь в бетоне

[ редактировать ]

Применение для бетона армирования немного отличается тем, что аноды и электроды сравнения обычно заделываются в бетон во время строительства, когда бетон заливают. Обычным методом для бетонных зданий, мостов и подобных конструкций является использование ICCP. [30] но существуют системы, которые также используют принцип гальвано-катодной защиты, [31] [32] [33] хотя, по крайней мере, в Великобритании, использование гальванических анодов для железобетонных конструкций, подвергающихся атмосферному воздействию, считается экспериментальным. [34]

Для ICCP принцип тот же, что и для любой другой системы ICCP. Однако в типичной бетонной конструкции, подвергающейся атмосферному воздействию, такой как мост, будет гораздо больше анодов, распределенных по конструкции, в отличие от массива анодов, который используется на трубопроводе. Это усложняет систему, и обычно используется автоматически управляемый источник питания постоянного тока, возможно, с возможностью удаленного мониторинга и управления. [35] Для подземных или затопленных сооружений обработка аналогична обработке любых других подземных или затопленных сооружений.

Гальванические системы имеют то преимущество, что их легче модернизировать, и они не требуют каких-либо систем управления, как ICCP.

Для трубопроводов, построенных из предварительно напряженных бетонных цилиндрических труб (PCCP), методы катодной защиты, как правило, такие же, как и для стальных трубопроводов, за исключением того, что приложенный потенциал должен быть ограничен, чтобы предотвратить повреждение проволоки предварительного напряжения. [36]

Стальная проволока в трубопроводе PCCP подвергается нагрузке до такой степени, что любая коррозия проволоки может привести к выходу из строя. Дополнительная проблема заключается в том, что любое избыточное количество ионов водорода в результате чрезмерно отрицательного потенциала может вызвать водородное охрупчивание проволоки, что также приведет к выходу из строя. Выход из строя слишком большого количества проводов приведет к катастрофическому выходу из строя PCCP. [37] Поэтому внедрение ICCP требует очень тщательного контроля для обеспечения удовлетворительной защиты. Более простой вариант — использовать гальванические аноды, которые являются самоограничивающимися и не требуют контроля. [38]

Внутренняя катодная защита

[ редактировать ]

Сосуды, трубопроводы и цистерны (в том числе балластные цистерны ), используемые для хранения или транспортировки жидкостей, также могут быть защищены от коррозии на их внутренних поверхностях путем использования катодной защиты. [39] [40] Могут использоваться ICCP и гальванические системы. [41] Обычно внутренняя катодная защита применяется в резервуарах для хранения воды и электростанций кожухотрубных теплообменниках .

Оцинкованная сталь

[ редактировать ]

Под цинкованием обычно понимают горячее цинкование , которое представляет собой способ покрытия стали слоем металлического цинка или олова. В ванну с расплавленным цинком часто добавляют свинец или сурьму. [42] а также были изучены другие металлы. [43] Оцинкованные покрытия весьма долговечны в большинстве сред, поскольку сочетают в себе барьерные свойства покрытия с некоторыми преимуществами катодной защиты. [44] Если цинковое покрытие поцарапано или иным образом локально повреждено и сталь обнажена, окружающие участки цинкового покрытия образуют гальванический элемент с обнаженной сталью и защищают ее от коррозии. [45] Это форма локализованной катодной защиты: цинк действует как жертвенный анод. [46]

Гальванизация, хотя и использует электрохимический принцип катодной защиты, на самом деле является не катодной, а жертвенной защитой. В случае цинкования защищаются только участки, очень близкие к цинку. Следовательно, большая площадь голой стали будет защищена только по краям.

Автомобили

[ редактировать ]

Несколько компаний продают электронные устройства, заявляя, что они уменьшают коррозию автомобилей и грузовиков. [47] Специалисты по борьбе с коррозией считают, что они не работают. [48] Не существует рецензируемых научных испытаний и проверок, подтверждающих использование этих устройств. В 1996 году Федеральная торговая комиссия обязала Дэвида Маккриди, человека, который продавал устройства, защищающие автомобили от коррозии, выплатить компенсацию и запретила названия «Rust Buster» и «Rust Evader». [49]

В соответствии с разделом 74.01(1) (b) Закона о конкуренции Канады , никакие заявления о характеристиках продукта или его эффективности не могут быть сделаны, если не будет доказано, что они основаны на адекватных и надлежащих испытаниях. [50] Бюро по конкуренции Канады приступило к расследованию деятельности нескольких компаний, продающих в Канаде электронные антикоррозионные устройства. Некоторые были вынуждены отозвать свой продукт с рынка, поскольку не могли научно обосновать свои утверждения. Однако по крайней мере две компании, находящиеся под следствием, смогли убедить Бюро по конкуренции в том, что их заявления о защите транспортных средств от коррозии основаны на адекватных и надлежащих испытаниях в соответствии с разделом 74.01(1) (b) Закона о конкуренции .

В ответ на расследование Бюро по конкуренции по поводу распространения модуля катодной защиты импрессионного тока на канадском рынке компания Auto Saver Systems, Inc. [51] отправила свой модуль на лабораторные испытания в лабораторию, сертифицированную по стандарту ISO. Методика испытаний состояла из Стандартной практики ASTM B117 для эксплуатации аппарата солевого тумана. [52] который эксперт по коррозии, нанятый Бюро по конкуренции, адаптировал для имитации условий эксплуатации автомобиля. Испытание отличалось от ASTM B117 тем, что оцинкованные автомобильные стальные панели не полностью подвергались воздействию солевого тумана. Вместо этого только голая сталь, обнаженная 12-дюймовой царапиной на одном конце панели, подвергалась воздействию соляных брызг, в то время как остальная часть панели оставалась в полностью сухом состоянии. [53]

Результаты испытаний, сообщенные и подтвержденные Бюро по конкуренции, [54] продемонстрировали, что тестируемый модуль Auto Saver способен вызвать сдвиг в отрицательном направлении потенциала электрохимической коррозии железа в стальных панелях, доказывая достижение катодной защиты и, как следствие, замедление процесса окисления железа. (образование ржавчины). [55] Визуальный осмотр как оцинкованных, так и не оцинкованных испытательных панелей показал значительное уменьшение появления ржавчины по сравнению с панелями управления (не подключенными к модулю защиты), что соответствует наблюдаемому катодному сдвигу при измерениях электрохимического потенциала, полученных на панелях. во время испытаний. [56]

Вторая компания, Canadian Auto Preservation Inc., также смогла удовлетворить Бюро по конкуренции, доказав, что испытания ее технологии контроля электромагнитной коррозии (EICCT) были адекватными и правильными. [57] Испытание этого модуля, основанное на методологии, очень похожей на ту, что использовалась Auto Saver, также привело к сдвигу в отрицательном направлении потенциала электрохимической коррозии оцинкованных автомобильных стальных панелей, что соответствует достижению катодной защиты. . [58] [59] В 2017 году была опубликована рецензируемая статья, в которой упоминается эффективность технологии Final Coat в борьбе с коррозией автомобилей. [60]

Результаты, достигнутые с помощью обоих этих электронных устройств-ингибиторов коррозии, указывают на необходимость дальнейших исследований и испытаний, чтобы лучше понять, как эти устройства способны генерировать сдвиг потенциала металлических панелей, то есть катодный эффект, в отсутствие непрерывного электролитического пути, необходимого для замыкания электрической цепи между положительным и отрицательным полюсами в соответствии с принятыми принципами катодной защиты.

Тестирование

[ редактировать ]

Электродный потенциал измеряют с помощью электродов сравнения . Медно-медные сернокислые электроды применяются для конструкций, контактирующих с почвой или пресной водой. электроды из серебра/хлорида серебра/морской воды или электроды из чистого цинка используются Для работы с морской водой . Методы описаны в EN 13509:2003 и NACE TM0497 вместе с источниками ошибок. [61] в напряжении, которое появляется на дисплее измерителя. Интерпретация измерений электродного потенциала для определения потенциала на границе между анодом коррозионной ячейки и электролитом требует обучения. [62] и нельзя ожидать, что они будут соответствовать точности измерений, выполненных в лабораторных работах.

Проблемы

[ редактировать ]

Производство водорода

[ редактировать ]

Побочным эффектом неправильного применения катодной защиты является образование атомарного водорода . [63] приводя к его впитыванию в защищаемый металл и последующему водородному охрупчиванию сварных швов и материалов высокой твердости. В нормальных условиях атомарный водород объединяется на поверхности металла с образованием газообразного водорода, который не может проникнуть в металл. Однако атомы водорода достаточно малы, чтобы проходить сквозь кристаллическую структуру стали, и в некоторых случаях могут привести к водородному охрупчиванию.

Катодное отслоение

[ редактировать ]

Это процесс отслоения защитных покрытий от защищаемой структуры (катода) за счет образования ионов водорода над поверхностью защищаемого материала (катода). [64] Рассоединение может усугубляться увеличением количества щелочных ионов и увеличением катодной поляризации. [65] Степень отслоения также зависит от типа покрытия: некоторые покрытия страдают больше, чем другие. [66] Системы катодной защиты должны эксплуатироваться так, чтобы структура не становилась чрезмерно поляризованной. [67] поскольку это также способствует разъединению из-за чрезмерно отрицательных потенциалов. Катодное отслоение происходит быстро в трубопроводах, содержащих горячие жидкости, поскольку этот процесс ускоряется тепловым потоком. [ нужна ссылка ]

Катодное экранирование

[ редактировать ]

Эффективность систем катодной защиты (CP) на стальных трубопроводах может быть снижена из-за использования диэлектрических покрытий на твердой пленочной основе, таких как полиэтиленовые ленты, термоусадочные муфты для трубопроводов, а также нанесенных на заводе одиночных или множественных твердых пленочных покрытий. Это явление возникает из-за высокого удельного электрического сопротивления этих пленочных подложек. [68] Защитный электрический ток от системы катодной защиты блокируется или экранируется от достижения нижележащего металла пленочной подложкой с высоким сопротивлением. Катодное экранирование впервые было определено в 1980-х годах как проблема, и с тех пор регулярно публикуются технические статьи по этому вопросу.

Отчет 1999 года [69] относительно 20 600 баррелей (3 280 м 3 ) разлив из трубопровода в Саскачеване сырой нефти содержит превосходное определение проблемы катодной защиты:

«Тройная ситуация отсоединения (коррозионного) покрытия, диэлектрической природы покрытия и уникальной электрохимической среды, создаваемой под внешним покрытием, которая действует как экран для электрического CP-тока, называется CP-экранированием. Комбинация Натяжение и отсоединение позволяет коррозионной среде вокруг внешней части трубы проникать в пустоту между внешним покрытием и поверхностью трубы. С развитием этого явления экранирования CP, подаваемый ток из системы CP не может получить доступ к открытому металлу под внешней поверхностью. покрытие для защиты поверхности труб от последствий агрессивной агрессивной среды. Явление экранирования КП вызывает изменения градиента потенциала системы КП по наружному покрытию, которые еще более выражены в зонах недостаточного или ненормированного тока КП, исходящего от. Это приводит к образованию зоны на трубопроводе с недостаточной защитой от потери металла, усугубляемой внешней агрессивной средой».

Катодное экранирование упоминается в ряде стандартов, перечисленных ниже. Недавно изданный регламент USDOT, раздел 49 CFR 192.112 , в разделе « Дополнительные требования к конструкции стальных труб, использующих альтернативное максимально допустимое рабочее давление», требует, чтобы «Труба должна быть защищена от внешней коррозии с помощью незащитного покрытия» (см. раздел «Покрытия» в стандарте). . Кроме того, стандарт NACE SP0169:2007 определяет экранирование в разделе 2, предостерегает против использования материалов, создающих электрическое экранирование, в разделе 4.2.3, предостерегает от использования внешних покрытий, создающих электрическое экранирование, в разделе 5.1.2.3 и инструктирует читателей принять «соответствующие меры» при обнаружении эффектов электрического экранирования тока катодной защиты на работающем трубопроводе, как указано в разделе 10.9.

Стандарты

[ редактировать ]
  • 49 CFR 192.451 – Требования к борьбе с коррозией – Транспортировка природного и другого газа по трубопроводу: минимальные федеральные стандарты безопасности США.
  • 49 CFR 195.551 – Требования к борьбе с коррозией – Транспортировка опасных жидкостей по трубопроводам: минимальные федеральные стандарты безопасности США.
  • AS 2832 - Австралийские стандарты катодной защиты
  • АСМЭ Б31К 0001-0191
  • ASTM G 8, G 42 – Оценка устойчивости покрытий к катодному отслоению
  • DNV-RP-B401 — Конструкция катодной защиты — Det Norske Veritas
  • EN 12068:1999 – Катодная защита. Наружные органические покрытия для защиты от коррозии заглубленных или погружённых стальных трубопроводов, используемые в сочетании с катодной защитой. Ленты и термоусадочные материалы
  • EN 12473:2000 – Общие принципы катодной защиты в морской воде.
  • EN 12474:2001 – Катодная защита подводных трубопроводов.
  • EN 12495:2000 – Катодная защита стационарных стальных морских сооружений.
  • EN 12499:2003 – Внутренняя катодная защита металлических конструкций.
  • EN 12696:2012 – Катодная защита стали в бетоне.
  • EN 12954:2001 – Катодная защита заглубленных или погруженных в воду металлических конструкций. Общие принципы и применение для трубопроводов
  • EN 13173:2001 – Катодная защита стальных морских плавучих конструкций.
  • EN 13174:2001 – Катодная защита для портовых сооружений.
  • EN 13509:2003 – Методы измерения катодной защиты.
  • EN 13636:2004 – Катодная защита подземных металлических резервуаров и связанных с ними трубопроводов.
  • EN 14505:2005 – Катодная защита сложных конструкций.
  • EN 15112:2006 – Внешняя катодная защита обсадной колонны скважин.
  • EN 15280-2013 - Оценка вероятности коррозии переменного тока подземных трубопроводов.
  • EN 50162:2004 – Защита от коррозии, вызванной блуждающими токами систем постоянного тока.
  • BS 7361-1:1991 - Катодная защита.
  • NACE SP0169:2013 - Контроль внешней коррозии в подземных или погружных металлических трубопроводных системах
  • NACE TM 0497 — Методы измерений, относящиеся к критериям катодной защиты подземных или погружных металлических трубопроводных систем

См. также

[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, посвященные катодной защите .

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Пибоди стр.6
  2. ^ Дэви, цитируется по Эшворту, 1994 г.
  3. ^ Эшворт, 10:3
  4. ^ Бекманн, Швенк и Принц, стр.12.
  5. ^ Шерер, 38 (27), 179, цитируется по делу Бекмана.
  6. ^ Пибоди, AW; Бьянкетти, Рональд Л.; Пибоди, AW (2001). Контроль Пибоди над коррозией трубопроводов (2-е изд.). Хьюстон, Техас: NACE International, Общество по коррозии. ISBN  978-1-57590-092-6 .
  7. ^ Роберт Дж. Кун, Катодная защита подземных трубопроводов от почвенной коррозии, API Proceedings, ноябрь 1933 г., Vol. 14, с157
  8. ↑ Natural Resources Canada. Получено 23 января 2012 г. ( [1] ). Архивировано 6 января 2013 г., в Wayback Machine.
  9. ^ Роберж стр.871
  10. ^ ASTM B418-16 Стандартные спецификации для литых и кованых гальванических цинковых анодов.
  11. ^ ASTM B843-13 Стандартные спецификации для анодов из магниевого сплава для катодной защиты
  12. ^ ASTM F1182-07 (2013) Стандартные спецификации для анодов, жертвенного цинкового сплава
  13. ^ Пибоди стр.304
  14. ^ Эшворт 10:10
  15. ^ Роберж стр.880
  16. ^ Пибоди стр.158
  17. ^ Бекманн, Швенк и Принц, стр.233
  18. ^ Стоун, Кристиан; Донадио, Мишель; Христодулу, Кристиан; Дэвисон, Найджел (2019). «Примеры гибридных и гальванических систем на мостовых конструкциях» . Сеть конференций Matec . 289 : 03013. doi : 10.1051/matecconf/201928903013 .
  19. ^ «Катодная защита: контроль коррозии и срок службы» . 23 августа 2023 г.
  20. ^ «Индустрия катодной защиты – NACE» . www.nace.org . Проверено 24 апреля 2019 г.
  21. ^ Пибоди стр.22
  22. ^ Пибоди стр.132
  23. ^ Пибоди стр.32
  24. ^ BS 7361-1:1991, разд. 6.2
  25. ^ BS 7361-1:1991, разд. 6.2.1.2
  26. ^ CP-2 Руководство для техников по катодной защите и студентов морских судов NACE International, июль 2009 г., стр. 3-11
  27. ^ EN 12473:2000, раздел. 8.3.1
  28. ^ Роберж стр.876
  29. ^ Бриттон стр.1
  30. ^ Эшворт и др. 10:82
  31. ^ Ковино и др.
  32. ^ Ежедневно
  33. ^ Секция дорожного агентства. 4,8
  34. ^ Секция дорожного агентства. 2.1
  35. ^ Секция дорожного агентства. 4,5
  36. ^ NACE RP0100-2000, разд. 5.2.5
  37. ^ Гаммоу
  38. ^ NACE RP0100-2000, разд. 5.4
  39. ^ «Руководство по балластным цистернам на судах» . Морское понимание . 16 мая 2021 г. Проверено 11 марта 2022 г.
  40. ^ ЕН 12499:2003.
  41. ^ Эшворт и др. 10:112
  42. ^ Сере, PR; Кулкаси, доктор медицинских наук; Элснер, CI; Ди Сарли, Арканзас (15 декабря 1999 г.). «Взаимосвязь между текстурой и коррозионной стойкостью горячеоцинкованных стальных листов» . Технология поверхностей и покрытий . 122 (2): 143–149. дои : 10.1016/S0257-8972(99)00325-4 . ISSN   0257-8972 .
  43. ^ Конидарис, С.; Пистофидис, Н.; Вурлиас, Г.; Павлиду, Э.; Стергиу, А.; Стергиудис, Г.; Полихрониадис, ЕК (23 апреля 2007 г.). «Микроструктурное исследование цинковых горячеоцинкованных покрытий с добавками титана в расплаве цинка» . Материалы конференции AIP . 899 (1): 799. Бибкод : 2007AIPC..899..799K . дои : 10.1063/1.2733540 . ISSN   0094-243X .
  44. ^ Маэда, Сигэёси (1 августа 1996 г.). «Химия поверхности оцинкованных стальных листов, влияющая на адгезию» . Прогресс в области органических покрытий . 28 (4): 227–238. дои : 10.1016/0300-9440(95)00610-9 . ISSN   0300-9440 .
  45. ^ «11 причин, почему вам необходимо гальванизировать сталь, оцинкованную сталь, оцинкованную сталь» . Ассоциация гальванизаторов . 23 марта 2022 г. Проверено 22 августа 2022 г.
  46. ^ Третеви, Кеннет Р.; Чемберлен, Джон (1988). Коррозия для студентов естественных и инженерных специальностей . Харлоу, Эссекс, Англия: Longman Scientific & Technical. стр. 264–266. ISBN  0582450896 . ОСЛК   15083645 .
  47. ^ CounterAct в розничном магазине Canadian Tire
  48. ^ «Международная статья NACE «Предотвращение ржавчины в электронике» . Архивировано из оригинала 14 июля 2014 г. Проверено 22 апреля 2014 г.
  49. ^ Пресс-релиз Федеральной торговой комиссии
  50. ^ «Закон о конкуренции Канады» . Закон о конкуренции Канады . 10 января 2022 г.
  51. ^ «Электронная защита от ржавчины | Система AutoSaver» . Автосохранитель OBD . Проверено 10 марта 2023 г.
  52. ^ «ASTM B117-11» (PDF) .
  53. ^ «Отчет об испытаниях ITS-05015-4 Ред.0» (PDF) .
  54. ^ «Письмо – Бюро по конкуренции – Канада» (PDF) .
  55. ^ выше, ссылка 51.
  56. ^ Там же.
  57. ^ «Технология окончательного нанесения покрытия» (PDF) .
  58. ^ «Отчет об испытаниях CC Technologies» (PDF) .
  59. ^ «Технология контроля коррозии с помощью электромагнитной индукции (EICCT)» (PDF) .
  60. ^ Макдональд, Дигби Д.; Льюис, Майкл; Маклафферти, Джейсон; Майя-Визуэт, Энрике; Пик, Рэнди (2018). «Технология контроля коррозии с помощью электромагнитной индукции (EICCT)» . Материалы и коррозия . 69 (4): 436–446. дои : 10.1002/maco.201709522 . S2CID   102977903 .
  61. ^ NACE TM0497, раздел 5.8.
  62. ^ NACE TM0497, раздел 1.2.
  63. ^ Основы электрохимической коррозии , с. 174, в Google Книгах.
  64. ^ Секта Робержа. 11.4.1, стр.886
  65. ^ Бекманн, Швенк и Принц, стр.167.
  66. ^ Бекманн, Швенк и Принц, стр.168.
  67. ^ Пибоди стр.37
  68. ^ Международный документ NACE 09043
  69. ^ Совет по безопасности на транспорте Канады

Публикации и дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • А.В. Пибоди, Контроль Пибоди над коррозией трубопроводов, 2-е изд., 2001 г., NACE International. ISBN   1-57590-092-0
  • Дэви, Х., Фил. Пер. Рой. Соц., 114,151,242 и 328 (1824)
  • Эшворт В., Коррозия Том. 2, 3-е изд., 1994 г., ISBN   0-7506-1077-8
  • Бекманн, Швенк и Принц, Справочник по катодной защите от коррозии, 3-е издание, 1997 г. ISBN   0-88415-056-9
  • Шерер, Л. Ф., Журнал «Нефть и газ», (1939).
  • ASTM B843-07 Стандартные спецификации для анодов из магниевого сплава для катодной защиты
  • ASTM B418-09 Стандартные спецификации для литых и кованых гальванических цинковых анодов
  • Роберж, Пьер Р., Справочник по коррозионной инженерии, 1999 г. ISBN   0-07-076516-2
  • NACE International Paper 09043 Покрытия, используемые в сочетании с катодной защитой – экранирующие и неэкранирующие покрытия
  • NACE International TM0497-2002, Методы измерений, связанные с критериями катодной защиты подземных или погружных металлических трубопроводных систем
  • Совет по безопасности на транспорте Канады, номер отчета P99H0021, 1999 г. [2]
  • Ковино, Бернард С. и др. , Эффективность цинковых анодов для катодной защиты железобетонных мостов, Департамент транспорта и Федеральное управление шоссейных дорог штата Орегон, март 2002 г.
  • Агентство автомобильных дорог Великобритании BA 83/02; Руководство по проектированию дорог и мостов, том 3, раздел 3, часть 3, Катодная защита для использования в железобетонных конструкциях автомобильных дорог. [3] Архивировано 24 сентября 2015 г. в Wayback Machine (Проверено 4 января 2011 г.).
  • Дейли, Стивен Ф. Использование катодной защиты для борьбы с коррозией железобетонных конструкций в морской среде (опубликовано в Port Technology International)
  • Гаммоу Р.А. «Контроль коррозии муниципальной инфраструктуры с использованием катодной защиты». Конференция NACE, октябрь 1999 г., NACE «Эффективность материалов», февраль 2000 г.
  • EN 12473:2000 – Общие принципы катодной защиты в морской воде.
  • EN 12499:2003 – Внутренняя катодная защита металлических конструкций.
  • NACE RP0100-2000 Катодная защита предварительно напряженных бетонных цилиндрических трубопроводов
  • BS 7361-1:1991 - Катодная защита.
  • Международный документ SAE № 912270 Роберт Бабоян, Современные достижения в области катодной защиты автомобилей, Материалы 5-й конференции по автомобильной коррозии и предотвращению, P-250, Уоррендейл, Пенсильвания, США, август 1991 г.
  • Инженерный корпус армии США, Инженерное руководство 1110-2-2704, 12 июля 2004 г.
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cathodic_protection&oldid=1237886786"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 2a7e26ba74154cccdc8465c98fc7c8c4__1722460320
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/2a/c4/2a7e26ba74154cccdc8465c98fc7c8c4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Cathodic protection - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)