Katodinen suojaus

Katodinen suojaus  on sähkökemiallinen korroosiosuojaus, joka perustuu negatiivisen potentiaalin kohdistamiseen suojattuun osaan [1] . Katodinen suojaus yhdistetään yleensä suojapinnoitteiden levittämiseen.

Suojatun metalliesineen potentiaalinsiirto suoritetaan käyttämällä ulkoista tasavirtalähdettä ( katodisuojausasema ) tai yhdistämällä uhrausanodiin , joka on valmistettu metallista , joka on vähemmän elektronegatiivinen esineeseen nähden. Tässä tapauksessa suojatun näytteen pinta (rakenneyksityiskohdat) muuttuu ekvipotentiaaliseksi ja vain katodinen prosessi tapahtuu sen kaikissa osissa . Korroosiota aiheuttava anodinen prosessi on siirretty apuelektrodeille. Tästä johtuu nimi - uhrautuva anodi , uhrautuva elektrodi. Jos potentiaalinen siirtymä negatiiviseen suuntaan kuitenkin ylittää tietyn arvon, niin sanottu ylisuojaus on mahdollinen , joka liittyy vedyn kehittymiseen , lähielektrodikerroksen koostumuksen muutokseen ja muihin ilmiöihin, jotka voivat johtaa hajoamiseen. suojaava (eristävä) pinnoite ja katodisesti suojatun kohteen jännityskorroosioprosessi .

Löytöhistoria

Katodisen suojauksen kuvasi ensimmäisenä Sir Humphry Davy kirjoissa, jotka esitettiin Lontoon kuninkaalliselle yhdistykselle [2] luonnontiedon edistämiseksi vuonna 1824 . Laajan testauksen jälkeen katodisuojausta käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1824 HMS Samarangissa [3] . Rauta - anodisuojat asennettiin aluksen kuparirungon pinnoitukseen vesirajan alapuolelle , mikä vähensi huomattavasti kuparin korroosion nopeutta. Kupari, syöpyvä, vapauttaa kupari-ioneja, joilla on likaantumista estävä vaikutus. Rungon liiallisen likaantumisen ja aluksen suorituskyvyn heikkenemisen vuoksi kuninkaallinen laivasto päätti luopua kulutuspinnan suojauksesta hyödyntääkseen kuparin korroosion aiheuttamaa likaantumista estävää vaikutusta.

Sovellus

Katodisuojausta käytetään laajalti suojaamaan ulkopinnan korroosiolta:

• energiakompleksin suuret metalliintensiiviset tilat, kuten maanalaiset ja maanpäälliset öljy-, kaasu- ja öljytuotteiden pää- ja kenttäputket , lämpöverkot , suuret säiliöt jne. Jos katodisuojauksen käyttö pienten korroosiosuojaukseen on mahdotonta tai sopimatonta esineitä, katodisuojausta voidaan käyttää.
• metalliset paaluperustukset maahan.
• merilaiturit, öljy- ja kaasulauttojen jalustat, siltojen tuet tai muut metallirakenteet merivedessä sekä rakenteen eri kosketusvyöhykkeille meriveden kanssa (vaihtelevan kostutusvyöhyke, täydellisen upotusvyöhyke ja upotusvyöhyke mereen maaperä), katodisuojaukseen on sovellettava erilaisia ​​teknisiä ratkaisuja.
• laivoja korroosiolta merivedessä (pääasiassa kulutuspinnan suojaus).
• teräsraudoitus teräsbetonissa paaluille, perustuksille, tierakenteille (mukaan lukien vaakapäällysteet) ja rakennuksille.

Ei kovin tunnettu, mutta erittäin tehokas menetelmä sähkökemialliseen suojaukseen korroosiota vastaan ​​on aggressiivisen vesipitoisen elektrolyytin (teollisuuden jäteveden tai yksinkertaisesti veden ) kanssa kosketuksissa olevien putkistojen ja säiliöiden (astioiden) sisäpinnan katodisuojaus katodisella tavalla. sisältää runsaasti mineraalisuoloja ja happea ). Tässä tapauksessa katodisuojan käyttö mahdollistaa kohteen huoltovapaan toiminnan pidentämisen useita kertoja.

Sivuvaikutus

Suurin haitallinen seuraus maanalaisten rakenteiden (pääasiassa putkistojen) katodisuojausjärjestelmien toiminnasta, joka johtuu tällaisten järjestelmien suunnittelussa ja rakentamisessa tapahtuneista virheistä, voi olla suojan vieressä olevien metalliesineiden kiihtynyt sähkökorroosio ( hajavirtakorroosio ). Sen estämiseksi käytetään yleensä vedenpoistosuojausta päällekkäisellä (pakotettu) virtalähteellä ja laitteilla, joissa ei ole virtalähdettä (polarisoitu tyhjennys).

Standardit

• DNV-RP-B401 - Katodisuojaussuunnittelu - Det Norske Veritas
• EN 12068:1999 Katodisuojaus. Ulkoiset orgaaniset pinnoitteet katodisuojauksen yhteydessä käytettävien upotettujen tai upotettujen teräsputkien korroosiosuojaukseen. Nauhat ja kutistuvat materiaalit
• EN 12473:2000 — Meriveden katodisuojauksen yleiset periaatteet
• EN 12474:2001 Vedenalaisten putkien katodisuojaus
• EN 12495:2000 Kiinteiden offshore-teräsrakenteiden katodisuojaus
• EN 12499:2003 – Metallirakenteiden sisäinen katodisuojaus
• EN 12696:2000 Teräksen katodisuojaus betonissa
• EN 12954:2001 Haudattujen tai upotettujen metallirakenteiden katodisuojaus. Putkilinjojen yleiset periaatteet ja sovellukset
• EN 13173:2001 Katodisuojaus teräksisille offshore- kelluville rakenteille
• EN 13174:2001 Katodinen suojaus satamalaitteistoille
• EN 13509:2003 - Katodisuojauksen mittaustekniikat
• EN 13636:2004 Haudattujen metallisäiliöiden ja niihin liittyvien putkien katodisuojaus
• EN 14505:2005 Monimutkaisten rakenteiden katodisuojaus
• EN 15112:2006 - Kaivon kotelon ulkoinen katodisuojaus
• EN 50162:2004 - Suojaus tasavirtajärjestelmien hajavirran aiheuttamalta korroosiolta
• BS 7361-1:1991 Katodisuojaus
• NACE SP0169:2007 - Ulkoisen korroosion torjunta maanalaisissa tai upotetuissa metalliputkijärjestelmissä
• NACE TM 0497 - Mittaustekniikat, jotka liittyvät katodisuojauksen kriteereihin maanalaisissa tai upotetuissa metalliputkijärjestelmissä
• GOST 26251-84 - Suojat korroosiolta. Tekniset tiedot
• GOST 9.056-75 - Yhtenäinen suojajärjestelmä korroosiota ja ikääntymistä vastaan. Laivojen ja laivojen teräsrungot. Yleiset vaatimukset sähkökemiallisesta suojauksesta pitkäaikaisen seisokin aikana
• GOST R 51164-98 - Pääteräsputket. Yleiset vaatimukset korroosiosuojalle
• GOST 9.602-2016 - Yhtenäinen suojajärjestelmä korroosiota ja ikääntymistä vastaan. Maanalaiset rakenteet. Yleiset vaatimukset korroosiosuojalle

Muistiinpanot

1. ↑ Metallien suojaus korroosiolta (GRIGORIEV V.P., 1999), KEMIA . Käyttöpäivä: 20. tammikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 8. joulukuuta 2008. (määrätön)
2. ↑ Davy, H., Phil. Trans. Roy. Soc., 114 151 242 ja 328 (1824)
3. ↑ Ashworth V., Corrosion Voi. 2, 3. painos, 1994, 10:3