ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы катодной защиты из "Коррозия металлов Книга 1,2" Катодная защита состоит в применении тока для предотвращения или уменьшения скорости коррозии металла в электролите. Источник тока несущественен можно пользоваться выпрямителями, генераторами постоянного тока или током гальванического элемента. В последнем случае более активный металл (например, цинк) присоединяется к менее активному (например, железу). Находясь в электролите, они образуют элемент. Во всех случаях наложения тока защищаемый металл делается катодом. [c.963] На поверхности металла, корродирующего в данном электролите, возникают анодные участки, на которых идет растворение (окисление) этого металла, и катодные участки, на которых протекает реакция восстановления окислителя. [c.963] Потенциалам анодов и катодов на поверхности корродирующего металла можно приписать определенные значения Е и Е ), отнеся их, например, к потенциалу стандартного водородного электрода (рис. 1). [c.963] Применение принципа наложения к катодной защите поясняют рис. 2, 3 и 4. На этих рисунках дана схема защиты корродирующего образца током, протекающим от присоединенного вспомогательного анода. Аккумуляторы на рисунках изображают внешнюю э. д. с., создающую защитный ток. В некоторых случаях источником э. д. с. является сам вспомогательный анод (например, цинк). В любом случае важна сила тока, подводимого извне к корродирующему металлу, но не величина э. д. с., вызывающая этот ток. [c.964] На рис. 2 изображены силовые линии местного тока, идущие из обнаженного корродирующего металла к прилегающей окисной пленке, играющей роль катода. Пусть, например, в некоторых условных единицах м = 4. [c.964] ЛГ — корродирующий металл Д — анод К — катоды ВА — вспомогательный анод. Цепь внешней э. д. с. — разомкнута. [c.965] Если наложенный ток вызывает поляризацию и анодных и катодных участков, то изменяется сила местного тока, но не изменяется относительное распределение наложенного защитного тока. Однако изменение силы местного тока, конечно, изменяет требующуюся величину защитного тока. Если, как это иногда бывает, наложенный ток вызывает изменение сопротивления пленок на катодах и анодах, то это изменяет и распределение наложенного тока. Такие изменения в сопротивлении также влияют на величину г , даже если э. д. с. остаются постоянными. [c.966] Независимо от того, протекает процесс при анодном или катодном ограничении скорости коррозии, полная защита наблюдается тогда, когда местные токи на анодных участках становятся равными нулю. При этом условии в электролите вблизи анодов нет падения напряжения и измерение потенциала покажет — а (рис. 1). Во многих случаях падение напряжения в катодной пленке намного превышает падение напряжения, связанное с прохождением местных токов и защитного тока в электролите вблизи катодов. Таким образом, ясно, что если падение напряжения при прохождении тока через катодную пленку включается в величину потенциала поляризованного катода, то потенциал металла относительно раствора, измеренный около катода, будет примерно равен потенциалу анода. Этот способ измерения дал повод предложить [2] в качестве оценки полноты катодной защиты поляризацию катодов до величины потенциала, равной потенциалу анодов в отсутствие защитного тока. [c.966] Из рис. 1 видно, что если знать приблизительно величины Е и /Гк. то измерение Е покажет, подчиняется ли местный ток анодному или катодному ограничению. [c.966] На практике, когда имеется много анодных участков с различным сопротивлением, этот скачок часто (но не всегда) маскируется, потому что аноды не все одновременно меняют знак при данной величине защитного тока. Однако, если все анодные участки изменили знак, то потенциал корродирующего металла изменяется прямо пропорционально логарифму тока, как это и должно быть при разряде водородных ионов. [c.967] При коррозии с катодным ограничением, когда значительно больше, чем Е почти равна Е и до включения защитного тока. Интересно отметить, что в этом случае приближение к полной защите с ростом силы защитного тока не сопровождается существенным изменением потенциала Е всего корродирующего образца. Экспериментальная оценка величины защитного тока требует, однако, наблюдения тока достаточно большого, чтобы заметить значительное изменение Е , происходящее при изменении направления тока на анодных участках. [c.967] Плотность тока, требующегося для испытания полноты катодной защиты, условно вычисляется на основании общей площадн корродирующего образца, независимо от того, что действительная плотность тока на анодных участках, когда сопротивление катодной пленки велико, может быть в 10—1000 раз больше, чем плотность на катодных участках образца. Аппаратура должна позволять работать с плотностями тока —10 щсм . Более низкие значения связаны с оэразцами, корродирующими при анодном ограничении, большие же значения связаны с образцами, корродирующими при смешанном или катодном ограничении или в кислотах. [c.969] Из приведенной схемы видно также, что если кривая к относится к восстановлению Н , то выделение водорода происходит не после достижения защитной плотности тока, а все время, и при ср, и при Рраин- и при более отрицательных значениях ср, но, очевидно, с различной скоростью. Прим. ред. [c.969] При применении катодной защиты на практике наблюдается ряд побочных явлений на анодах и катодах некоторые из них благоприятны, другие же явно неблагоприятны для защиты катода. Установка катодной защиты может служить источником блуждающих токов. Это нужно учитывать при проектировании и обеспечивать безопасность соседних металлических сооружений. [c.971] Электроосмотические явления происходят на вспомогательном аноде и на защищаемом катоде. На аноде, особенно, если он зарыт в определенные сорта глины, электроосмотический перенос воды может высушить глину до такой степени, что ее проводимость сильно понизится. В таких случаях тепло, выделяемое при прохождении тока, еще больше сушит почву. Поэтому следует выбирать такое место для анода, которое бы всегда находилось под водой. Если анод расположен в непроницаемой глине и на сухом месте, то обработка почвы солью уменьшает падение напряжения, а следовательно и электроосмос. [c.971] На катодной поверхности наблюдается обратная картина, так как вода переносится в направлении катода. Если катод защищен изоляционным, но проницаемым покрытием, то оно может быть разрушено водой. [c.971] Влияние количества протекшего электричества сказывается на анодной и на катодной поверхностях. На вспомогательном аноде наибольшее значение имеет электролитическое окисление анода. Некоторые графитовые аноды медленно разрушаются при непрерывном электролизе причина этого явления до сих пор не выяснена. Обычные металлические электроды окисляются пропорционально количеству протекшего электричества. Многие аноды служат при такой высокой поляризации, что кроме окисления металла происходит и разряд анионов. Вследствие этого окисление анода становится меньше величины, вычисленной по закону Фарадея. Получающаяся при этом экономия анодного материала аннулируется большим расходом энергии в результате более высокой поляризации. [c.971] В некоторых условиях сила защитного тока никогда не достигает величины, достаточной для изменения площади, занятой окисными пленками на катодных поверхностях, и вследствие этого деятельность местных элементов возобновляется, а сила местного тока достигает первоначальной величины вскоре после любого перерыва защитного тока. Когда окисные пленки на катодных поверхностях изменяются, то вся поверхность металла, находящаяся под защитой, становится почти равномерно катодной. [c.972] Образование щелочи. В присутствии солей щелочных или щелочноземельных металлов у поверхности защищаемого катода увеличивается pH. [c.972] Увеличение pH в результате накопления щелочи на катоде влечет за собою много последствий. Одним из самых неприятных является растворение катодов из металлов, образующих амфотерные окислы. Поэтому катодная защита таких металлов, как свинец, цинк, алюминий, требует осторожности и точного расчета. Другим нежелательным следствием является нарушение связи между покрытиями из каменноугольной смолы или покрытиями асфальтового типа и покрытым ими сооружением неблагоприятно отражается это и на связи между бетоном и сталью [15]. [c.972] Вернуться к основной статье