ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Катодная защита металлических конструкций от коррозии в воде из "Коррозионная стойкость оборудования химических производств" Катодная защита от коррозии осуществляется путем катодной поляризации металла до потенциала, при котором замедляется процесс его ионизации. Поляризация может производиться постоянным током от внешнего источника или путем контакта защищаемого изделия со специальным жертвенным электродом-протектором, имеющим высокий катодный потенциал (2п, А1, Mg). Последний вариант называется протекторной защитой. [c.56] Принцип катодной защиты можно уяснить из коррозионной диаграммы (рис. 4.1). [c.57] Для полной защиты потенциал должен достигнуть значения Однако столь глубокая поляризация экономически нецелесообразна, так как идущее с большой скоростью выделение водорода требует повышенных затрат электроэнергии. Кроме того, выделяющийся водород способствует охрупчиванию металла и отслоению защитных покрытий. [c.57] На рис. 4.2, 4.3 изображены поляризационные кривые железа в нитратных и ацетатных растворах в широком диапазоне pH. Буферные свойства растворов обеспечивались добавками моно-и триэтаноламина (МЭА и ТЭЛ). На всех кривых наблюдаются четкие максимумы, после которых следует область пассивности, где плотность тока почти не зависит от потенциала [21. Потенциалы начала пассивации п отвечают началу отклонения кривых от усредненной общей огибающей. Примеры определения нп показаны на рис. 4.2, 4.3 стрелками. [c.58] На эту зависимость природа анионов электролита практически не влияет. Это показано в [3] для сульфатных растворов. Близкое соотношение получено для боратного электролита [4] и аэрированных небуферных растворов различного анионного состава [5]. [c.58] При pH 6 зависимость Ig /а от Е на участках, предшествующих началу пассивации, можно приближенно считать линейной (линии АВ на рис. 4.2 и 4.3). [c.59] Для небуферных растворов, к которым, как правило, относятся рассматриваемые коррозионные электролиты, в уравнение (4.7) следует подставлять значение pH не в глубине раствора, а в его тонком слое, непосредственно прилегающем к поверхности металла. [c.59] Вследствие повышения pH в приэлектродном слое катодная заш,ита приводит к изменению знака у индекса насыщения (см. гл. 1) и появлению на поверхности стали защитных карбонатнооксидных осадков (солевых катодных отложений — СКО). [c.61] Выбор критериев в зависимости от типа защищаемого объекта и уровня требований к защите проводится по табл. 4.2 [71. [c.61] При проектировании катодной защиты поверхностей, имеющих свежеполученные покрытия, для расчета размещения анодных систем и параметров основного режима защиты (защитного тока, мощности и т. д.) следует брать величину по п. 8 табл. 4.3. [c.62] Для начального периода эксплуатации следует предусмотреть временный переходный режим по п. 7. Если же защите подлежит конструкция в середине нормативного срока службы покрытия, то основной режим берется по п. 10, а переходный — по п. 9. [c.63] Расчет катодной защиты сводится к расчету распределения электрического поля, создаваемого гальванической системой катод (защищаемая поверхность) — аноды (система протяженных или точечных вспомогательных электродов). Алгоритмы и результаты расчетов для многих вариантов конструкций катодов и анодов приведены в [6]. Рассмотрим два важнейших частных случая — защиту плоских металлоконструкций и внутренней поверхности трубопроводов [7]. [c.63] Стержневые аноды располагают вдоль защищаемой поверхности, как показано на рис. 4.7. [c.63] Для расчета помимо величин Ь и у должны быть заданы длина и высота защищаемой поверхности и один из следующих параметров число анодов N и расстояние между ними 2а расстояние к между анодами и поверхностью суммарный ток /аащ, стекающий с анодов. [c.63] Результаты численного решения уравнений поля представлены в виде номограмм на рис. 4.8. Порядок расчета следующий. Рассчитав параметр К = Ьу, выбирают соответствующую ему номограмму и задают А /защ (на номограммах обозначен как А Умин)- Исходя из конструктивных и эксплуатационных соображений, задают величины N м а или к. По соответствующим кривым определяют А / акс/Д /мин и А 7м н//6, откуда находят ток /, стекающий с 1 м анода (в А/м). Допустимо первоначально задать А / аис/АС мин и один из параметров /, а, к, находя остальные по номограммам. [c.65] Затем находят так называемое сопротивление растеканию для анодов p — электрическое сопротивление данной системы электродов в среде заданной проводимости. [c.65] Второй важнейшей задачей являегся катодная защита внутренней поверхности трубопроводов. [c.70] В этом случае протяженные аноды в виде полос шириной 2сх устанавливают по образующим на внутренней поверхности трубы радиусом а с прокладкой изолирующих полос-экранов шириной 2са. Угловое расстояние между соседними анодами 2ф = 0 где N — число анодов. Координата 2ф = О отвечает средней линии первого анода. Расчет ведется с помощью номограмм, приведенных на рис. 4.9. [c.70] Расчет величин Rn, /аащ. V и Р следует вести по уравнениям (4.11—4.17). [c.71] Вернуться к основной статье