ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экономические аспектыкатодной защиты из "Коррозия и борьба с ней" На практике эффективность катодной защиты можно установить несколькими способами, и в прошлом для доказательства полноты защиты использовали ряд критериев. Можно, например, для действующего подземного трубопровода построить зависимость числа наблюдаемых сквозных разрушений от времени эксплуатации, на которой будет видно, что после начала использования катодной защиты число сквозных разрушений резко уменьшается или падает до нуля. При защите кораблей можно через определенные интервалы времени обследовать корпус для определения глубины образующихся язв. [c.225] Эффективность защиты возможно установить также с помощью ускоренных испытаний по следующим методикам. [c.225] Обе эти методики дают качественные результаты и не позволяют судить, имеет ли протекающий ток точно необходимое значение или превышает его. [c.225] ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА. Критерий степени защиты, включая и перезащиту, получают с помощью измерения потенциала защищаемой конструкции. Для практики эти измерения наиболее важны, они общеприняты и широко используются специалистами по коррозии. Такой подход основан на фундаментальном положении, что оптимум катодной защиты достигается, когда защищаемая конструкция поляризована до потенциала анодных участков в отсутствие тока. Этот эмпирически установлейный потенциал для стали равен —0,85 В по отношению к насыщенному медносульфатному электроду или —0,53 В. [c.225] Теоретически этот потенциал для железа можно рассчитать, исходя из предположения, что при равновесии активность ионов Ре , в соответствии с приведенными выше результатами обсуждения состава оксидных пленок на железе в водных средах (см. [c.225] Эмпирическое значение для свинца, оцененное лишь приблизительно [231, составляет примерно —0,78 В по насыщенному медносульфатному электроду, в то время как расчетное значение для пленки РЬ(ОН)а на свинце равно —0,59 В. В щелочных средах, где происходит образование плюмбитов, расчетное значение приближается к эмпирическому . Расчетные значения потенциалов для различных металлов представлены в табл. 12.1. [c.226] Для пассивных металлов критерий защиты иной. Поскольку такие пассивные металлы, как алюминий или нержавеющая сталь, при низких скоростях коррозии растворяются равномерно, а при высоких — с образованием питтингов, их катодная защита обеспечивается уже при поляризации до значений более отрицательных, чем критический потенциал питтингообразования (см. разд. 5.5.2). Последний лежит в пассивной области, и его значение тем ниже, чем выше концентрация С1 -ионов в 3 % растворе Na l его значение для алюминия составляет —0,45 В. [c.227] Следовательно, железо, имеющее в морской воде коррозионный потенциал около —0,4 В, непригодно для использования в качестве протектора для катодно защищаемого алюминия, в отличие от цинка, который имеет более подходящий коррозионный потенциал, близкий —0,8 В. Для нержавеющей стали 18-8 критический потенциал в 3 % растворе Na l равен 0,21 В, для никеля — около 0,23 В. Следовательно, контакт этих металлов с имеющими соответствующую площадь электродами из железа или цинка может обеспечить им в морской воде эффективную катодную защиту, предупреждающую питтинговую коррозию. Элементы создаваемых конструкций (например, кораблей и шельфовых нефтедобывающих платформ) иногда специально проектируют таким образом, чтобы можно было успешно использовать гальванические пары такого рода. [c.227] НЕДОСТОВЕРНЫЙ КРИТЕРИЙ. Иногда режим катодной защиты согласуют с критериями, основанными на эмпирических правилах, — например, стальные сооружения поляризуют до потенциала, лежащего на 0,3 В отрицательнее коррозионного потенциала. Этот критерий неточен и может привести к недостаточной или избыточной защите. Считается также, что поляризация сооружения должна проводиться до появления резкого подъема тока на поляризационной кривой. Однако такие подъемы могут происходить в некоторых средах не из-за роста скорости растворения, а в связи с восстановлением деполяризатора. В других случаях изменения могут быть обусловлены концентрационной поляризацией или ощутимым падением напряжения в рыхлых покровных пленках. Как показали Стерн и Гири [24], такого рода отклонения при поляризационных измерениях имеют различные причины, и их. наличие — ненадежный критерий для катодной защиты. [c.227] Иногда электрод сравнения помещают на довольно большом расстоянии от трубопровода. Потенциал, измеряемый на значительном удалении от электрода сравнения, имеет некоторое компромиссное значение между потенциалами поляризованного сооружения и поляризованного вспомогательного анода или протектора. Значения этих потенциалов отличаются на величину падения потенциала в почве и покрытиях. Следовательно, потенциалы, измеренные отдаленными электродами, имеют более отрицательное значение по сравнению с истинным потенциалом сооружения, и это может стать причиной недостаточной его защиты. [c.228] Для подземных трубопроводов стоимость катодной защиты намного ниже, чем при использовании любых других способов, обеспечивающих аналогичную степень защиты. Гарантия того, что в катодно защищенных подземных трубопроводах не происходит сквозных разрушений вследствие коррозии со стороны грунта, сделала экономически оправданным и применение высокого давления для транспортировки нефти и газа на большие расстояния, например через американский континент. [c.228] Благодаря фактическому отсутствию коррозии толщина труб определяется только внутренним давлением. Чрезмерное утолщение стенок как фактор безопасности на случай коррозии исключается. Связанный с этим экономический э( ект в ряде случаев компенсировал капитальные затраты и расходы на монтаж оборудования для катодной защиты [25]. [c.228] Ворота Панамского канала защищены внешней катодной поляризацией, причем капитальные затраты на оборудование защиты составили менее 0,5 % затрат, необходимых для замены ворот. Одно из важнейших преимуществ применения катодной защиты в данном случае заключается в том, что отпадает необходимость в длительных периодических перерывах для проведения ремонтов, обусловленных коррозионными разрушениями. Аналогично, катодно защищенный корабль может в принципе использоваться более долгое время между ремонтами в сухом доке, что приводит к ежегодной экономии в тысячи долларов. Кроме того, существенное экономическое преимущество заключается в предотвращении коррозионного растрескивания под напряжением, коррозионной усталости и питтинговой коррозии конструкционных материалов. [c.228] Вернуться к основной статье