Коррозия заземлителей

Заземляющий электрод ЗКА-140 предназначен для устройства анодных заземлений в установках катодной защиты трубопроводов от подземной коррозии. Заземлитель представляет собой стальной электрод с подключенным к нему проводником, упакованный вместе [c.137]

Помимо всего прочего, для обеспечения долговечности заземляющих устройств необходимо также правильно проводить монтаж. Например, при засыпке траншей однородным, тщательно утрамбованным грунтом коррозия заземлителя меньше, а срок слу- [c.74]

Коррозии в наибольшей степени подвержены искусственные заземлители, находящиеся в непосредственном контакте с грунтом. Такие повреждения, как коррозионный разрыв заземляющего проводника или коррозия заземлителей выравнивающих потенциал, вызывают отказ заземляющей системы, предназначенной для обеспечения требуемого уровня напряжений прикосновения. Обрыв заземляющего проводника (заземляющего проводника от трансформаторов напряжения, короткозамыкателей, нейтралей силовых трансформаторов и т. п.) может привести также и к отказу в срабатывании защит и устройств автоматики. При возникновении внутренних или атмосферных перенапряжений, если вентильные или трубчатые разрядники не связаны с землей, возможен пробой изоляции оборудования электроустановки. В трансформаторах с ослабленной изоляцией нейтрали нарушение заземления последней может привести в коротком замыкании к повреждению изоляции трансформаторов. [c.39]

Для обеспечения долговечности заземляющих устройств необходимо также правильно проводить монтаж. Например, при засыпке траншей однородным, тщательно утрамбованным грунтом коррозия заземлителя меньше, а срок службы больше, чем заземлителя, уложенного в грунт, содержащий щебень и строительный мусор. При использовании поваренной соли или хлористого кальция для искусственной обработки грунта с целью улучшения проводимости заземляющего устройства коррозия усиливается. Если кабель нельзя удалить от заземлителя хотя бы на 1 м, то электрическую оболочку кабеля следует соединить с заземлителем. [c.42]

Помимо всего прочего, для обеспечения долговечности заземляющих устройств необходимо также правильно проводить монтаж. Например, при засыпке траншей однородным, тщательно утрамбованным грунтом коррозия заземлителя меньше, а срок службы больше, чем заземлителя, уложенного в грунт, содержащий щебень и строительный мусор. Использование для искусственной обработки грунта поваренной [c.44]

В качестве естественных заземлителей можно использовать проложенные в земле металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии), обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, шурфов и т. п. металлические конструкции и арматуру железобетонных конструкций, зданий и сооружений, имеющие соединение с землей свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. [c.161]

Прн выполнении защиты в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители проложенные под землей водопроводные металлические трубопроводы, металлические конструкции технологических установок, зданий и сооружений и другие, имеющие соединение с землей. Не допускается применять в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов, а также трубопроводы, покрытые изоляцией от коррозии. Естественные заземлители должны быть подсоединены к заземляющим магистральным газопроводам не менее чем в двух местах, [c.46]

Смешанные ингибиторы тормозят обе электродные реакции. Они менее опасны, чем чисто анодные заземлители, и в ряде случаев могут не приводить к росту интенсивности коррозии при недостаточной их концентрации. При преимущественном торможении катодного процесса их свойства приближаются к свойствам катодных ингибиторов, т.е. они становятся безопасными. [c.188]

Источниками блуждающих токов служат линии электрофицированных железных дорог, трамваев, метрополитена, линии передач постоянного тока, работающие по системе провод-земля , анодные заземлители установок катодной защиты не включенных в систему защиты рассматриваемого подземного металлического сооружения. Наиболее сильно коррозия под действием блуждающих токов проявляется вблизи электрофицированного рельсового транспорта. Процессы возникновения в земле блуждающих токов показаны на рис. 4. [c.21]

Недостатки высокая начальная стоимость монтажа катодной установки, необходимость периодического контроля и ремонта, вероятность усиления коррозии смежных незащищенных сооружений. Такая схема защиты сооружения 2 напоминает протекторную с той лишь разницей, что через анодный заземлитель 7 пропускается определенной величины ток в землю от постороннего источника постоянного тока 8, соединенного электрокабелем 3 с анодом и защищаемым сооружением, которое также поляризуется катодно. [c.13]

В настоящее время еще многие организации проектируют, строят и эксплуатируют протекторную защиту подземных резервуаров с двумя контурами заземления, несмотря на выход в свет нормативного документа СН 305-77, по которому в качестве заземлителей при прямых ударах молний заглубленных в землю резервуаров разрешается использовать протекторы, применяемые для защиты от коррозии, при соблюдении следующих условий а) стальной стержень, заделанный в протектор при его отливке, и присоединяемый к нему проводник токо-отвода должен иметь диаметр не менее 6 мм, а в коррозионно-опасных грунтах — не менее 8 мм и быть оцинкован б) соединение проводника токоотвода и стержня про- [c.29]

Из этого следует, что катодная защита большими токами изолированных сооружений в условиях плотной застройки от почвенной коррозии не всегда оправдывает себя и требует глубокого изучения. В этой связи целесообразно применять катодную установку для выполнения одновременно двух функций для защиты подземных сооружений от коррозии и ликвидации сырости подвальных помещений, фундаментов зданий (магазины, склады, мастерские, овощехранилища, гаражи и т. п.). Для этого, например, достаточно возле здания или на его дне во время строительства установить горизонтальный или вертикальный анодный заземлитель из малорастворимого материала. [c.34]

Приведены подробные сведения о применяемых в ФРГ протекторах, преобразователях станций катодной защиты и анодных заземлителях, используемых в установках катодной защиты с внешним источником тока. Описаны особенности катодной защиты от коррозии резервуаров-хранилищ, цистерн, промышленных объектов, кабелей телефонной и телеграфной связи, а также силовых кабелей. [c.14]

В последующих главах подробно рассматриваются свойства и применение протекторов, катодных преобразователей, специального оборудования для защиты от блуждающих токов и анодов (анодных заземлителей) с наложением внешнего тока. В числе областей применения рассматриваются подземные трубопроводы, резервуары-хранилища, цистерны, кабели систем связи, сильноточные кабели и кабели с оболочкой, заполненной сжатым газом, суда, портовое оборудование и внутренняя защита установок для питьевой воды и различных промышленных аппаратов. Отдельная глава посвящена проблемам защиты трубопровода и кабелей, подвергаемых действию высокого напряжения. В заключение рассматриваются затраты на защиту от коррозии и вопросы экономичности. В приложении даны справочные таблицы и дан вывод математических формул, представлявшихся необходимыми для практического применения способов защиты и для более полного понимания излагаемого материала. [c.18]

Имеется два вида анодных заземлителей для систем катодной защиты они могут быть изготовлены либо из анодно стойкого благородного металла, например платины, либо же анодно пассивируемых материалов, на поверхности которых формируются проводящие оксидные покрытия. В обоих случаях анодная окислительно-восстановительная реакция протекает при гораздо более отрицательных потенциалах, чем те, при которых теоретически возможна коррозия таких анодных заземлителей. [c.198]

Рис. 8.1. Потеря массы анодных заземлителей от коррозии

Однако в механическом отношении этот материал очень непрочен и при экономичном расходовании может выдерживать только небольшие плотности тока. Обычно потеря материала графитовых анодных заземлителей с увеличением токовой нагрузки сначала несколько уменьшается [4,5] и составляет в грунте при плотностях тока 20 А-м около 1—1,5 кг-А -год- (рис. 8.1). В морской воде расход графита от коррозии меньще, чем в пресной или солоноватой, потому что здесь углерод графита реагирует не с кислородом [образовавшимся по реакции (8.1)] согласно уравнению. [c.201]

Зп, остальное свинец. Он не только допускает несколько более высокую токовую нагрузку, чем сплав 1, но и имеет несколько меньшую скорость коррозии. Допустимая токовая нагрузка для этих сплавов составляет в среднем соответственно 50—200 и 100—250 А-м- , а максимальная достигает 300—350 А-м- . Скорость коррозии материала этих анодных заземлителей равна 45—90 и 30—80 г-А -год-. Кроме того, применяют анодные заземлители и из свинца с встроенными в него платиновыми штифтами [II]. Литературные данные о такой конструкции противоречивы. При допустимой токовой нагрузке до 500 А-м- коррозионные потери могут колебаться в пределах от 2 до 60 г-А- -год-. Такой согласно фирменным данным нерасходуемый анодный заземлитель должен иметь срок службы при полной нагрузке всего в 20 лет, и то только при условии, что платиновые штифты останутся в материале, что не всегда может быть обеспечено. [c.203]

В случае анодных заземлителей станций катодной защиты, изготовленных из пассивируемых материалов, к качеству накладываемого постоянного тока особых требований не предъявляется при платинированных анодах положение получается несколько иным. Результаты прежних исследований [23—25], по которым при остаточной пульсации выпрямленного постоянного тока свыше 5 % потеря платины значительно увеличивается, пока продолжают обсуждаться, но не во всех случаях подтверждены. Всестороннего исследования причин и проявлений коррозии платины до настоящего времени, очевидно, еще не проведено. В принципе требования к величине коэффициента остаточной пульсации выпрямленного тока по-видимому должны повышаться с увеличением действующего напряжения и должны зависеть также и от эффективности удаления продуктов электролиза или от обтекания анодов. Однако повышенная скорость коррозии при низкочастотной остаточной пульсации (менее 50 Гц) может считаться доказанной. Уже начиная с частоты 100 Гц влияние остаточной пульсации невелико. Между тем именно в этом диапазоне частот получается остаточная пульсация тока мостовых преобразователей, работающих на переменном токе 50 Гц после трехфазных преобразователей эта частота намного выше (300 Гц), а величина остаточной пульсации выпрямленного тока по условиям схемы составляет 4 %. Опыт показал, что при оптимальных условиях работы анодов влияние остаточной пульсации невелико. [c.205]

Анодные заземлители с наложением тока от внешнего источника должны быть размещены электрически изолировано от защищаемой поверхности. Места подвода тока к заземлителю тоже необходимо тщательно изолировать, потому что иначе концы кабеля подвергнутся коррозии и разрушатся. [c.206]

Для станций катодной защиты от коррозии изготовляют защитные установки номинальной выходной мощностью примерно от 10 Вт для цистерн (бензоколонок) и коротких трубопроводов до 20 кВт для крупных подводных стальных сооружений. Защитные установки для трубопроводов обычно имеют выходную мощность в пределах 100—600 Вт. Рекомендуется принимать номинальный ток защитной установки примерно вдвое большим, чем требуемый защитный ток по расчету, чтобы иметь достаточный запас на будущее расширение системы, в случае возможного снижения сопротивления изоляции, увеличения блуждающих токов и других изменений. Требуемое номинальное напряжение на выходе определяется по величине необходимого защитного тока и сопротивлению цепи анодный заземлитель—грунт — объект защиты, которое принимается по оценке или мод ет быть измерено после окончательной установки анодных заземлителей. По напряжению на выходе тоже необходимо предусматривать достаточный запас. По номинальным значениям тока и напряжения на выходе может быть получено номинальная выходная мощность. [c.219]

При использовании платинированных титановых анодных заземлителей пульсирующий ток может вызвать слишком сильную коррозию материала анода и соответственно преждевременное разрущение. В этом случае остаточная пульсация выпрямленного тока не должна превышать 5 /о (см. раздел 8.2.2). [c.220]

При работе систем катодной защиты через землю течет постоянный ток, стекающий с анодных заземлителей и натекающий на объект с катодной защитой. Поэтому такие системы согласно D1N 57150 и VDE 0150 являются установками постоянного тока, представляющие собой источники блуждающих токов, которые могут вызвать коррозионные явления на других подземных металлических сооружениях например на трубопроводах и кабелях [12]. Защитный ток создает воронку напряжений в области анодных заземлителей. При этом потенциал грунта получается более высоким по отношению к потенциалу далекой земли. Над дефектами изоляции трубопровода защитный ток создает катодные воронки напряжений. Здесь потенциал грунта снижается по отношению к потенциалу далекой земли. На другие металлические подземные сооружения, находящиеся в области анодных заземлителей, тоже натекают токи, уходящие в отрицательные участки катодных воронок напряжения таким образом, эти сооружения приобретают в первом случае катодную поляризацию, а во втором — анодную (см. рис. 10.1). В местах стекания (выхода) тока происходит анодная коррозия. [c.237]

Наибольшее влияние на потенциал других трубопроводов и кабелей обычно оказывают воронки напряжения над анодными заземлителями в системах катодной защиты, в которых имеется высокая плотность защитного тока и большой градиент потенциалов в грунте. Поскольку при этом происходит смещение потенциалов только в отрицательную сторону, опасности анодной коррозии не возникает. Однако в коррозионных системах группы II (см. раздел 2.4), например для алюминия и свинца в грунте, все же может произойти катодная коррозия. Величина натекающих токов зависит от влияющего напряжения, т. е. от потенциала в воронке напряжения над сооружением, испытывающим влияние СКЗ (или местом), по отношению к далекой земле, и от сопротивления изоляции этого сооружения. В принципе при анализе влияния, оказываемого катодной воронкой напряжений, следует различать два случая [c.238]

Еще один способ, ставший известным в последнее время [9], открывает возможность катодной защиты крупных топливных хранилищ и топливозаправочных станций от наружной коррозии без электрического разъединения сооружений, связанных с топливом, от систем заземлителей и т. п. Этот способ основывается на том, что для систем заземлителей, которые должны укладываться на территории топливного склада, в качестве меры защиты от прикосновения к деталям, находящимся под электрическим напряжением, и для целей грозозащиты применяют материалы с достаточно отрицательным потенциалом. Так, полосовые стальные заземлители с толстым цинковым покрытием имеют стационарный потенциал по медносульфатному электроду сравнения около —1,1 В. При помощи станции катодной защиты от коррозии потенциал защищаемых резервуаров и трубопроводов снижается до стационарного по- [c.278]

На рис. 13.2 показано примерное расположение анодных заземлителей для локальной катодной защиты от коррозии на электростанции. Трубопроводы для охлаждающей воды имеют условный проход 2000 и 2500 мм и проложены на глубине до 6 м пожарные водопроводы с условным проходом (диаметром) 100 мм заглублены в грунт на 1 м. На тех и других трубопроводах применено битумное покрытие. [c.290]

Рис. 32. Схема растекания тока ла одиночное вьртика.г1Ьном анодном заяемлителе, установленном в грунт (а), засыпку в маловлажном грунте (6), грунт насыщенной влажности (в) и образование очагов коррозии заземлителя г)

Если для катодной защиты от коррозии требуется лищь небольшой защитный ток порядка 10 мА, то плюсовую клемму преобразователя защитной установки можно подключить к заземлению станции Е, при условии, что нет оснований опасаться существенной анодной коррозии заземлителя и подключенного к нему оборудования. Такой случай наблюдается тогда, когда потенциал заземлителя станции при включении защитной установки изменяется в положительную сторону не более чем на 10 мВ [5]. При большем требуемом защитном токе на станциях (подстанциях) могут быть предусмотрены дополнительные защитные установки с анодными заземлителями А, которые устраняют анодную нагрузку на заземлители станции. Анодные заземлители станций катодной защиты целесообразно выполнять глубинными (см. разделы 10.1.3. и 13.3). [c.311]

Рис. 8. Схема растекания тока на единичном вертикальном анодном заземлите-ле, установленном непосредственно в грунт (а), в засыпку в маловлажном грунте (б), в грунте насыщенной влажности (в) и образование очагов коррозии заземлителя(г) / - заземлитель 2 - засыпка 3 соединительный провод 4 - очаги разрушения заземлителя 5 частицы засыпки 6 - грунтовый электролит

Степень интенсивности коррозии элементов электроустановок, находящихся в грунте, в зависимости от грунтово-климати-ческих зон различна. Максимальная коррозия заземлителей на- [c.39]

Коррозия заземлителей приводит не только к их разрушению, но и к изменению электрических характеристик. Скорость коррозии незащищенной стали заземлителей в земле составляет примерно 2,5 мм за Шлет. Следовательно, угловая сталь толщиной 5 мм (50x50x5), ржавеющая с обеих сторон, в течение этого срока придет полностью в негодность, а за 5 лет потеряет половину своей толщины и массы. При толщине полосовой стали 4 мм такая потеря произойдет за 4 года, при толщине 6 мм — за 6 лет и т. д. Так же будут ржаветь и полки угловой стали и стенки труб. Если грунт переувлажнен и в нем имеется много солей и кислот, если протекают блуждающие токи, то коррозия будет сильнее и готовиться к замене электродов нужно раньше. [c.40]

Это общее утверждение впрочем не означает, что сплавы со сте-хиометрической потерей материала от коррозии совершенно непригодны для изготовления заземлителей на станциях катодной защиты. Иногда в качестве материала для анодных заземлителей применяют даже железный лом кроме того, при электролитической обработке воды используют алюминиевые аноды (см. раздел 21.3). Цинковые сплавы находят применение как материал для анодов лри электролитическом травлении для удаления ржавчины, чтобы предотвратить образование гремучего хлорного газа на аноде. Для внутренней защиты резервуаров при очень низкой электропроводности содержащейся в них воды на магниевые протекторы иногда накладывают ток от внешнего источника с целью увеличить токоотдачу (в амперах) (см. раздел 21.1). По так называемому способу Кателько наряду с алюминиевыми анодами (протекторами) намеренно устанавливают медные, чтобы наряду с защитой от коррозии обеспечить также и предотвращение обрастания благодаря внедрению токсичных соединений меди в поверхностный слой. Впрочем, все такие области применения являются сугубо специальными. На практике число материалов, пригодных для изготовления анодных заземлителей, сравнительно ограничено. В основном могут применяться следующие материалы графит, магнетит, ферросилид с различными добавками, сплавы свинца с серебром, а также так называемые вентильные металлы с покрытиями из благородных металлов, например платины. Вентильными называют металлы с пассивными поверхностными слоями, не имеющими электронной проводимости и сохраняющими стойкость даже при очень положительных потенциалах, например титан, ниобий, тантал и вольфрам. [c.198]

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]

Поскольку анодное растворение железа происходит почти со 100 %-ным полезным использованием тока при образовании соединений двухвалентного железа, 1 кг железа имеет токоотдачу около 960 А-ч. Ввиду такой большой потери массы приходится применять большие количества железного лома ГП- Д- я защитной установки (сила тока 10 А) из расчета на 20 лет эксплуатации требуется не менее 2 т железного лома. Железные анодные заземлители в грунте всегда укладывают с коксовой обсыпкой. Большая потеря материала заземлителя от коррозии компенсируется низкой его стоимостью и прочностью при транспортировке. [c.199]

Ферросилид представляет собой сплав железа с 14 % 81 и 1 % С. Он имеет плотность 7,0—7,2 г-см . При протекании анодного тока на поверхности формируются покрытия, содержащие кремнезем (двуокись кремния), которые затрудняют анодное растворение железа и способствуют образованию кислорода по реакции (8.1). В морской и солоноватой воде образование поверхностного слоя на ферросилиде оказывается недостаточным. Для улучшения стойкости при работе в соленых водах в сплав добавляют около 5 % Сг, 1 % Мп и (или) 1—3 % Мо. Ферросилидовые анодные заземлители ведут себя в воде с большим содержанием хлоридов хуже, чем графит, потому что ионы хлора разрушают пассивное покрытие на поверхности этого сплава. Поэтому предпочтительными областями применения таких сплавов являются грунт, солоноватая и пресная вода. Средняя допустимая токовая нагрузка составляет 10—50 А-м-2, причем потеря от коррозии в зависимости от условий эксплуатации не превышает 0,25 кг-Д- -год-. Ввиду малости коррозионных потерь материала ферросилидовые анодные заземлители нередко укладывают непосредственно в грунт [6] необходимо позаботиться об отводе образующихся газов, потому что иначе сопротивление растеканию тока с анодов получится слишком большим [7]. [c.202]

Рис. 11.1. Работа системы с наложением тока от постороннего источника для катодной защиты трубопровода (схема) I — анодные заземлители в коксовой обсыпке 2 — преобразователь СКЗ, питаемый от сети 220 В стрелками показано направление тока штриховые линии — потенциал труба — грунт до включения станции катодной защиты при свободной коррозии сплошные — потенциал включения Vири работе станции катодной защиты

В качестве примера на рис. 12.4 показана схема склада горючих материалов, имеющего катодную защиту, выполненную по описанному выше способу. Как видно на рисунке, защитный ток общей величиной около 9 А здесь подводится по двум цепям через 16 вертикальных ферросилидовых анодных заземлителей, расположенных в слое коксового активатора. Эти заземлители размещены так, чтобы получить приблизительно равномерное снижение потенциала в ряде мест топливозаправочной станции. На рис. 12.4 представлены также параметры преобразователя защитной станции и силы токов на отдельных анодных заземлителях. Анодные заземлители 4—6 специально установлены там, где ранее наблюдались повреждения от коррозии [hot spot prote tion— защита наиболее опасных мест (англ.)]. [c.278]

Согласно нормали ТКЬР 102, пункт 6.2, использование резервуаров-хранилищ и подключенных к ним трубопроводов в качестве заземлителей не разрешается [17]. Для снижения катодного сонротивления растеканию тока при одновременном предотвращении повышенной потребности в защитном токе оказалось целесообразным подсоединять к резервуарам-хранилищам в качестве заземлителей магниевые протекторы. Сопротивление растеканию тока с протекторов в грунт должно составлять 65 В//утечки. Величину защитного тока следует настроить так, чтобы получалось небольшое натекание тока (порядка нескольких миллиампер) в магниевые протекторы, с целью уменьшить нх коррозию. При защитной схеме с контролем аварийного потенциала (Р5), если вспомогательный заземлитель располагается в воронке напряжения над анодным заземлителем, возмол но срабатывание далее и при отсутствии аварийного потенциала. В таких случаях, которые впрочем можно предотвратить проведением соответствующих мероприятий при сооружении систем катодной защиты, может оказаться полезным включение конденсатора соответствующей емкости в подводящий кабель к вспомогательному заземлителю. Во взрывоопасных зонах нул<но также учитывать и соответствующие предписания и нормативы [16, 18—20]. [c.285]

Для подвода таких больших защитных токов обычно используют горизонтальные или глубинные анодные заземлители (см. раздел 10.1). Приведенные там рекомендации по сопротивлениям и распределению потенциалов относятся к анодным заземлнтелям в однородном грунте. В насыпных грунтах и поблизости от построек необходимо принимать в расчет значительные отклонения [2]. Это обычно и наблюдается при локальной катодной защите от коррозии. [c.288]

Рис. 13.4. Локальная катодная защита от коррозии на нефтеперерабатыпаю-щем заводе точки — глубинные анодные заземлители. Значения потенциалов (Л — стационарный потенциал перед пуском системы катод С<и / С<11

Рис. 13.6. Схема локальной катодной защиты от коррозии топливного склада, расположенного в грунте с высоким удельным электросопротивлением, при помощи анодных воронок напряжения вокруг рассредоточенных анодных заземлителей 1—16. (точки) жирными линиями показаны эквипотенциальные кривые, потенциал которых превышает на 0,5 В потенциал далекой земли двойные числа через косую черту означают потенциалы включения и выклю-

Справочник химика 21

Химия и химическая технология