Аноды систем катодной защит

В системах катодной защиты используют два типа анодов растворимые (протекторы) и нерастворимые (в системах с наложенным током). [c.171]

Источниками блуждающих постоянных токов обычно являются пути электропоездов, заземления линий постоянного тока, установки для электросварки, системы катодной защиты и установки для нанесения гальванических покрытий. Источники блуждающих переменных токов — это обычно заземления линий переменного тока или токи, индуцированные в трубопроводах проложенными рядом электрическими кабелями. Пример возникновения блуждающего постоянного тока от трамвайной линии, где стальные рельсы используются для возвращения тока к генераторной станции, показан на рис. 11.1. Вследствие плохого контакта рельсов на стыках и недостаточной изоляции их от земли часть тока выходит в почву и находит пути с низким сопротивлением, например подземные газо- и водопроводы. В точке А труба попадает под воздействие катодной защиты и не подвергается коррозии, а в точке В, напротив, сильно корродирует, так как по отношению к рельсам является анодом. Если в точке В труба защищена неметаллическим покрытием, это усугубляет коррозионные разрушения, так как в этом случае все блуждающие токи выходят через дефекты в покрытии трубы, что вызывает увеличение плот-, ности тока на ограниченных участках поверхности и ускоряет разрушение трубы. [c.210]

Рис. 17.5. Крепление анодов системы катодной защиты (с наложением тока от постороннего источника) для трубчатых свай погрузочного моста / — анодный кабель 2 —растяжки 3 — защитная стальная труба 4 — анод в перфорированной пластмассовой защитной трубе NN — уровень воды

Катодная защита — способ противодействия коррозии путем предотвращения растворения железа по уравнению (7.31). Для защиты стальных конструкций используют либо приносимый в жертву гальванический анод, изготовленный из металла, расположенного левее защищаемого металла в ряду напряжений, либо электролитический анод, присоединенный к внешнему источнику постоянного тока. Магниевые или цинковые гальванические аноды взаимодействуют с железом наподобие аккумулятора таким образом, что они корродируют и постепенно разлагаются, тогда как стальная конструкция, с которой они соединены, оказывается защищенной от коррозии. Системы такого типа обычно применяют для защиты небольших нагревательных котлов. [c.215]

Рис. 17.3. Расположение анодов при катодноИ защите от коррозии установок в прибрежном шельфе о — протекторная защита б — система со станцией катодной защиты

Пример 1.1. Найти распределение защитного потенциала на плоской протяженной неокрашенной поверхности металла при поляризации ее током, стекающим с анода системы катодной защиты, наибольший габаритный размер которого (/ ) значительно меньше расстояния от анода до защищаемой поверхности (/ ). [c.32]

Лучшими характеристиками обладают системы катодной защиты по схеме, которая обеспечивая равномерное деление тока, предполагает уменьщение сопротивлений анодных ветвей, подключенных к одной магистральной линии удалением анодов от катодной станции. [c.202]

Пять работ были посвящены в основном методам катодной защиты нержавеющих сталей. В двух случаях предпочтение было отдано цинковым протекторам [252, 253]. В третьей работе проведено сравнение анодов из цинка, алюминия, железа и магния [254]. В четвертом случае рассмотрена система катодной защиты с наложенным током [255]. Наконец, в работе [256] было показано, что углеродистая сталь может слух ить эффективным протектором защита нержавеющей стали при полном погружении обеспечивалась в течение более 8 лет, а на среднем уровне прилива — в течение 16 лет. [c.204]

Кабели с алюминиевой оболочкой по возможности не следует соединять с кабелями других типов, поскольку алюминий имеет самый отрицательный потенциал среди всех материалов, применяемых для оболочек кабелей, из-за чего любой дефект в защитном покрытии становится анодом. При очень малом отношении площадей анода и катода плотность тока получается большой, и кабель с алюминиевой оболочкой из-за этого быстро разрушается. Алюминий может подвергаться также и катодной коррозии (см. рис. 2.16). Поэтому при подключении кабелей с алюминиевой оболочкой к системам катодной защиты потенциал кабеля (по медносульфатному электроду сравнения) нельзя снижать до более отрицательных значений, чем —1,3 В (см. раздел 2.4). Кабели с алюминиевой оболочкой прокладывают лишь в исключительных случаях, и то только тогда, когда грунт не содержит большого количества солей, а блуждающие токи отсутствуют. [c.299]

Крупные стальные конструкции в системах водоснабжения обеспечиваются катодной защитой при помощи электролитических анодов. Аноды могут быть изготовлены из самых различных материалов, например из графита, угля, платины, алюминия, железа или стальных сплавов. Они заряжаются путем присоединения к положительной клемме источника постоянного тока, обычно выпрямителя, в то время как защищаемая конструкция соединяется с отрицательной клеммой. Электрический ток переносит электроны к защищаемой стальной конструкции, предотвращая ионизацию и, следовательно, коррозию. На рис. 7.27 показано применение катодной защиты для внутренних поверхностей приподнятого над землей резервуара для хранения воды. В некоторых случаях (в зависимости от состояния резервуара и химических. свойств воды) гальванические аноды используются вместо выпрямителя или в комбинации с ним. Наружные поверхности подземных резервуаров защищают от коррозии, помещая аноды в окружающий резервуар грунт. За исключением особых случаев, системы катодной защиты не применяются для защиты труб водораспределительной сети из-за своей высокой стоимости. [c.215]

Системы катодной защиты от коррозии следует проектировать всегда с большим запасом. Затраты на завышенную мощность станции катодной защиты в сравнении со стоимостью всего объекта невелики к тому же и срок службы анодов (анодных заземлителей) увеличится, если имеющиеся резервы мощности не будут использоваться. Более мощная защитная установка дает возможность осуществлять предварительную поляризацию в случае объектов без покрытия. В случае поверхностей с покрытием запас мощности позволит компенсировать повреждения или старение защитного слоя. Далее описываются некоторые примеры катодной защиты сооружений, соприкасающихся с морской водой. [c.345]

Катодная защита, открытая Деви, известна с 1824 г. Она заключается в уменьшении скорости электрохимической коррозии путем катодной поляризации или с помощью вспомогательных электродов (протекторов), являющихся анодами по отношению к корродирующей системе. Катодная защита применяется в основном для подводных или подземных сооружений — морских конструкций, пирсов, трубопроводов. Она может быть осуществлена с помощью внешних источников тока или с помощью жертвенных анодов — протекторов. [c.127]

Аноды (анодные узлы). Аноды представляют собой конструкции, состоящие из элемента, подвергаемого анодной поляризации (материала анода), и вспомогательных элементов, служащих для конструктивного оформления анода. Аноды являются наиболее ответственными элементами систем катодной защиты, так как от их технических характеристик зависит эффективность системы катодной защиты. Являясь вспомогательными электродами в системах катодной защиты, аноды должны допускать высокий ток нагрузки, отличаться невысокой поляризуемостью и иметь небольшую скорость растворения. [c.70]

Аноды для систем катодной защиты с наложенным током. В последнее время для защиты многих конструкций, погружаемых в морскую воду, все чаще применяют системы с наложенным током, использующие местные источники энергии. Действие таких систем основано на пропускании тока от низковольтного источника через морскую воду между защищаемой конструкцией и нерастворимым анодом, расположенным на определенном расстоянии от нее. Применяемые аноды представлены в табл. 71. Преимуществом систем защиты с наложенным током является возможность регулирования тока защиты с учетом изменяющихся условий (скорость и удельное сопротивление воды, содержание кислорода, состояние защитного покрытия). [c.174]

Платиновые аноды имеют наилучшие технические характеристики и позволяют создавать системы катодной защиты практически с любым сроком службы, большим интервалом токовых нагрузок и широкой зоной защитного действия. Однако их применение обосновано только [c.70]

Число разделов проекта может измениться в зависимости от конкретных условий. Так, в случае выбора системы катодной защиты с гальваническими анодами в значительной степени изменяется весь проект. В этом случае расчет сводится к определению дальности действия. каждого анода и необходимого количества анодов для отдельных участков. В разделе о выборе и проекте источника тока рассматривается состав материала анода и метод его установки в почву. Раздел питающих и соединительных линий отпадает, так же как и раздел анодного заземления. Если источником тока будет служить ветродвигатель, то в проект включается раздел о выборе места для его установки и данные о повторяемости и средней скорости ветра. Во всех случаях в раздел об исходных данных необходимо включать обоснование выбора минимального и максимального защитных потенциалов. [c.239]

Кремнистые чугуны используют в качестве анодов в системах катодной защиты. [c.73]

Для защиты погруженных конструкций (в морской или солоноватой воде) нельзя применять неорганические цинковые покрытия в сочетании с системами катодной защиты (без дополнительных покровных слоев другого состава). Это относится также к окраске трюмной части судов, защищаемых протекторными анодами. [c.322]

Степень повреждения покрытия при реакциях, названных в пунктах а и 6, для имеющейся системы зависит от состава коррозионной среды и от потенциала или плотности тока. В принципе вышеназванные процессы возможны и без катодной поляризации при свободной коррозии, если образуется коррозионный элемент. При этом поверхность с покрытием является катодом, а металл без покрытия, например на участках повреждений покрытия и наличия пор —анодом ([1,3] см. также раздел 4.2 и рис. 2.6). По этим причинам для оценки покрытий нужно учитывать и электрохимические влияющие факторы — независимо от того, применяется ли катодная защита или нет [4]. [c.164]

Аноды постороннего источника тока обычно используются в зонах с низким удельным электросопротивлением грунта. Это позволяет снизить требуемое анодное напряжение и связанные с ним затраты на энергию для катодной защиты. Используемые для этих целей выпрямители должны быть рассчитаны на определенное сопротивление и длительный срок службы. Напряжение обычно устанавливается на вторичной обмотке трансформатора или через регулировочный трансформатор на первичной обмотке. Система должна быть оснащена амперметром и высокоомным вольтметром для измерения потенциала с целью контроля основных параметров. При влиянии тока утечки рекомендуются выпрямители с регулированием потенциала. [c.129]

Катодная защита водоподогревателей из углеродистой стали получила широкое развитие, потому, что она представляет собой экономически выгодную альтернативу применению материалов повышенной коррозионной стойкости. В настоящем разделе более подробно рассматриваются две системы, нашедшие наибольшее применение на практике катодная защита эмалированных водоподогревателей с применением магниевых протекторов и комбинированная защита резервуаров и трубопроводов при помощи алюминиевых анодов с наложением тока от постороннего источника. Эти способы могут быть применены и для внутренней защиты от коррозии резервуаров с холодной водой. [c.401]

Когда катодный ток подается к поверхности защищаемого объекта от внешнего источника тока (например, системы трансформатор -выпрямитель) и вспомогательного анода (рис. 65) защиту называют электрохимической или внешней. [c.65]

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]

Рис. 17.7. Катодная защита мостового перегружателя руды —IV — станции катодной защиты I — бетонный фундамент 2 — доставоч-ный мост 3 — электрод сравнения е — аноды системы катодной защиты

В частности, в системах с пластмассовым защитным покрытием рационально использовать катодную защиту с гальваническими анодами из магния или цинка. Для защиты протяженных систем с высокой величиной потребляемого защитного то-ка повсеместно используется катодная защита с внешним источником тока. Схема использования такой защиты приведена на рис. 1.4.46. [c.129]

Если катод находится в среде, в которой его самопроизвольная пассивация при периодической поляризации либо затруднена, либо невозможна вследствие больших значений и , то потенциал катода смещается в область активного растворения. При наличии эффективной зоны катодной защиты возможно смещение и поддержание потенциала в этой области. Для этого необходимо изменить вид поляризации — периодическую заменить непрерывной. Это приводит к удорожанию средств регулирования потенциала и уменьшению надежности системы анодной защиты. Возможно принудительное возвращение потенциала катода из области активного растворения в устойчивое пассивное состояние, т. е. анодная защита катода при периодической поляризации. Для этого необходимо во время пауз замыкать катод на анод, и катод будет иметь такой же потенциал, как на аноде, т. е. соответствовать области устойчивого пассивного состояния. [c.90]

Рнс. 8,5. Насаживаемый анод системы катодной защиты (размеры — в миллиметрах) а — стальной лист б — окраска в — нластмассова пластина г — щиток д — титаио вый лист (титановый палец, ти тан + пластина) / и 2 — сальнико вые втулки 3—стенка корпуса судна 4 — предохранительная коробка (коффердам) [c.212]

Сплавы кремний—железо стойки в крепких кислотах серной, азотной, фосфорной (чистой), уксусной, муравьиной и молочной— при всех концентрациях вплоть до температуры кипения. Их применяют также в качестве коррозионностойких анодов при электролитическом получении меди и в системах катодной защиты. Они недостаточно стойки в галогенах, расплавах щелочей растворах НС1, НР, Н3РО4, загрязненной НР, а также в Н БО РеС18, гипохлоритах и царской водке. Сплав обычно являете [c.384]

Недавно разработанные (преимущественно для электрохимических технологических процессов) аноды с поверхностными слоями из окиси металла на вентильном металле, имеющими электронную проводимость, для техники катодной защиты пока не имеют практического значения. По-видимому, это обусловливается тем, что они в большинстве случаев рассчитаны на сравнительно низкие напряжения. При существенно более высоких действующих напряжениях в системах катодной защиты происходит превышение потенциала электрической прочности (потенциала пробоя), вследствие чего начинается анодная транспассивная коррозия (см. раздел 2.3.1.2). Так называемые аноды стабильных размеров (ОЗА), имеющие активную поверхность пз окислов рутения или титана (КиОг, ТЮг) образуют в средах с низким содержанием хлоридов при действующих напряжениях, превышающих примерно 1,4 В, все большее количество ионов ЕиО , отводимых в окружающую среду, что влечет за собой быстрое расходование покрытия КиОа. Другие анодные заземлители такого рода имеют лишь тонкие покрытия, выдерживающие незначительную механическую нагрузку, и для работы в трудных практических условиях часто оказываются непригодными. Их стойкость (срок службы порядка нескольких тысяч часов) для систем катодной защиты тоже слишком мала. Однако в особых случаях, например для внутренней защиты резевуаров при наличии специальных сред, такие аноды могут оказаться пригодными. [c.199]

На крупных резервуарах для питьевой воды тоже была применена катодная защита от коррозии с наложением тока от постороннего источника. На башенном резервуаре емкостью 1500 м после 10 лет эксплуатации были обнаружены дефекты в хлоркаучуковом покрытии в виде коррозионных язв глубиной до 3 мм. После тщательного ремонта с нанесением нового покрытия в виде двухкомпонентной грунтовки с цинковой пылью и двух покрывных слоев из хлоркаучука была смонтирована система катодной защиты с наложением тока от постороннего источника [7]. С учетом требуемой плотности защитного тока для стали без покрытия в 150 мА-м и доли площади пор 1 % защитная установка была настроена на отдачу тока в 4 А. Чтобы учесть изменения в потребляемом защитном токе в зависимости от уровня воды в резервуаре, предусмотрели два контура с наложением защитного тока. Один, предназначаемый для подвода тока к донному аноду, можно было настраивать на постоянное значение тока вручную. Другой контур обеспечивал питание электродов у стен и работал с регулированием потенциала. В качестве материала для ан да была применена титановая проволока с платиновыми покрытиями и медным подводящим проводом. Донный кольцевой анод имел длину 45 м. Аноды у стен были размещены на высоте 1,8 м, причем анод у внутренней стены имел длину 30 м, а анод у наружной стены — 57 м. Для регулирования потенциала использовали электроды сравнения из чистого цинка, которые имеют в питьевой воде сравнительно стабильный потенциал. Крепежные штыри для анодов и электродов сравнения были изготовлены из поливинилхлорида. [c.387]

Анодное заземление служит для создания электрической цепи в системе катодной защиты характеризуется сопротивлением, стабильностью его в течение всего срока службы, сроком службы, стоимостью сооружения и надежностью эксплуатации. Сопротивление анодного заземления зависит от удельного сопротивления грунта, геометрических размеров отдельных электродов и выбранных расстояний между ними. Н бодее важный фактор, определяющий срок непрерывной работы зм МЛЩИ ,, — х0Я1Ш эпёктрБлитическому разрушению. Поэтому при сооружении анод- [c.135]

Цинк. Системы катодной защиты с цинковыми протекторами очень эффективны. К достоинствам таких систем относятся простота, доступность анодов с высоким коэффициентом полезного использования снлава и, что особенно важно, способность к саморегуляции. Контур, в котором используется цинковый протектор, должен обладать малым сопротивлением, с тем чтобы через анод мог протекать достаточно сильный ток, необходимый для поляризации. Для цинковых протекторов характерна высокая токоотдача (А-ч на единицу объема). Лакокрасочные и другие защитные покрытия не испытывают воздействия высоких локальных потенциалов в отличие от систем, использующих магниевые протекторы. [c.171]

Технология получения МС (как правило это лента толщиной до 60 мкм) не позволяет надеяться на их широкое использование в качестве защитного материала. Но в системе мелиорации они могут найти применение в качестве анода в системах катодной защиты. Разветвленность поверхности МС позволяет создавать на них большую токовую нагрузку, чем на кристаллических сплавах того же веса. В то же емя при одинаковой токовой нагрузке аноды из МС растворяются с меньшими скоростями и по ряду параметров более предпочтительны, чем аноды из широко применяемых железо-кремни-евых сплавов. Проведенные во ВНШЖе на Небит-Дагском йодном заводе опытные испытания показали возмояность использования МС как малорастворимых анодов в катодной защите. [c.56]

К пункту 3 относятся три специфические геометрические ситуации, котор е шшвляют роль геометрических конфигурахщй и шкалы размеров в двух системах катодной защиты с применением расходуемых анодов и полщ)изацией внешним током. Данные системы принципиально представлены на хшс. 2 и 3. [c.63]

Водосборники конденсаторов до последнего времени изготовляли из незащищенного (или слабо защищенного) чугуна, что являлось и мерой катодной защиты трубных досок и трубных выводов. Этот положительный эффект был утрачен с началом повсеместного использования водосборников, полностью покрытых резиной или другим непроницаемым слоем или изготовленных из коррозионностойких материалов, таких как пушечная и алюминиевая бронза, медноникелевые сплавы и сталь плакированная медноникелевым сплавом или сплавом монель. В этих новых условиях для предупреждения коррозии весьма желательно применение подходящей системы катодной защиты протекающим током [80] или протекторных анодов из мягкого железа или малоуглеродистой стали. Дополнительное преимущество, связанное с использованием железных расходуемых пластинок, заключается в том, что продукты коррозии железа, попадающие в охлаждающую воду, способствуют формированию хороших защитных пленок по всей длине трубок. Это особенно важно при использовании трубок из алюминиевой латуни более того, в качестве дополнительной защитной меры при использовании такого материала может оказаться полезным периодическое введение в охлаждающую воду подходящей растворимой соли железа (например, сульфата). Об успешном применении такой обработки воды в конденсаторах электростанции сообщалось в работах Бостуика [81], Локхарта [82] и других [79, 83], изучавших влияние растворенного сульфата железа на коррозию труб. [c.101]

Сплавы Si—Fe стойки в крепких кислотах, таких как H2SO4, HNO3, Н3РО4 (чистая), а также в уксусной, муравьиной и молочной при всех концентрациях и температурах вплоть до кипения. Этот сплав также применяется для изготовления нерастворимых анодов при электролитическом получении меди и в системах катодной защиты. Его стойкость не удовлетворительна в галогенах, [c.305]

Следует избегать применения чрезмерно малого количества протекторных анодов с высокой токоотдачей относительно плохое распределение к. п. д. приводит к возрастанию требований в отношении тока (это относится как к системам катодной защиты с протекторами, так и к системам катодной защиты при наложении тока). [c.322]

Разработана новая система автоматической катодной защиты с регулируемыми анодами применительно к водяной охладительной системе. В отличие от старых схем, где корректировался лишь анод главного конденсатора, регулируемые аноды устанавливаются на всех участках охладительной системы, что устраняет возможность их недозащи-ты или перезащиты. При локальном изменении агрессивной среды (температура, скорость и соленость воды) соответствующий анод автоматически регулируется от других анодов. [c.228]

В США Э. Камберленд использовал в 1905 г. катодную защиту внешним током, чтобы не допустить коррозии парового котла и его системы трубопроводов (рис. 1.3) [30]. Для защиты от коррозии паровых котлов несколько паровозов Чикагской железнодорожной компании были оборудованы в 1924 г. катодной защитой. Прежде жаровые трубы парового котла приходилось заменять через каждые 9 месяцев, а после внедрения защиты расходы на ремонт и обслуживание были сокращены до минимума . Датчанин А. Гульдагер применял, начиная с 1924 г., алюминиевые аноды с наложением постоянного электрического тока для внутренней защиты водоподогревательных установок. Основной эффект этого способа сводится не к катодной защите, а к образованию вторичного защитного покрытия. [c.34]

Катодная защита с помощью протектора обеспечивается при правильном ее выполнении обычно без больших технических затрат. Однажды смонтированная система защиты работает без обслуживания, нуждаясь лищь в эпизодическом контроле потенциала. Системы защиты с протекторами (гальваническими анодами) независимы от сети электроснабжения и ввиду низкого движущего напряжения обычно не создают помех для близлежащих объектов. Ввиду малости напряжений обычно не возникает проблем и по технике безопасности электрооборудования. Системы с протекторами поэтому можно размещать на взрывоопасных участках. Для защиты от грунтовой коррозии протекторы могут быть размещены вплотную к защищаемому объекту в той же траншее (в том же котловане), так что практически не требуется никаких дополнительных земляных работ. Благодаря подсоединению протекторов к объектам, испытывающим влияние других источников, в области катодной воронки напряжения от внешних источников можно обеспечить, например при ремонтных работах, ограниченную защиту этих опасных мест (защиту горячих участков ). На органические покрытия для пассивной защиты от коррозии протекторная защита не влияет или оказывает лишь незначительное влияние (см. раздел 6). Поскольку защитные системы с протекторами ввиду низкого движущего напряжения должны выполняться возможно более низкоомными (см. рис. 7.2), потенциал получается сравнительно постоянным. Если потенциал объекта защиты становится более положительным, то отдаваемый ток защиты увеличивается, и наоборот. Поэтому можно говорить и о саморегулируемости (потенциала). [c.197]

В качестве примера на рис. 20.5 показано применение внутренней катодной защиты резервуара из углеродистой стали с покрытием каменноугольный пек — эпоксидная смола, имеющего жестко закрепленную крышу и предназначенного для хранения частично обессоленной котловой питательной воды с температурой 60 °С (электропроводность к=100 мкСм-см ). Резервуар после 10 лет эксплуатации без катодной защиты имел поражения язвенной коррозией глубиной до 2,5 м. Поскольку по условиям эксплуатации уровень воды в резервуаре колеблется, были применены две независимо работающие системы защиты. В области дна был установлен кольцевой анод, закрепленный на пластмассовых поддерживающих стержнях (штырях), подключенный к защитной установке с регулированием потенциала. Боковые стены были защищены тремя анодами, установленными в резервуаре вертикально и подключенными к защитным установкам с постоянной настройкой (нерегулируемым). [c.383]

Катодная защита достаточно широко и успешно используется в практике. Система для осуществления катодной защиты состоит иэ собственно защищаемого металлического объекта и анода. В качестве анодов обычно используются вышедшие из употребления стальные балки, рельсы и тому подобный лом. С грицательный полюс источника постоянного тока (обычно выпрямитель) подсоединяется к защищаемому объекту, положительный полюс — к аноду (анодам). Для осуществления катодной защиты выпускаются стационарные установки - катодные станции. Катодная защита используется для предотвращения коррозии подземных сооружений во влажных грунтах, а также для защиты подводных объектов (корпуса морских судов, морские эстакады и портовые сооружения, подземные трубопроводы и др.). [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология