Perlindungan Katodik: Aplikasi dan Standar

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Korosi adalah reaksi kimia dan elektrokimia suatu logam dengan lingkungannya yang menyebabkan kerusakan pada logam tersebut. Mengalir pada kecepatan yang berbeda, yang dapat dikurangi. Dari sudut pandang praktis, perlindungan katodik anti korosi dari struktur logam yang kontak dengan tanah, air dan media yang diangkut sangat menarik. Permukaan luar pipa sangat rusak karena pengaruh tanah dan arus yang menyimpang.

Korosi bagian dalam tergantung pada sifat medium. Jika itu adalah gas, itu harus dibersihkan secara menyeluruh dari kelembaban dan zat agresif: hidrogen sulfida, oksigen, dll.

Prinsip kerja

Objek dari proses korosi elektrokimia adalah lingkungan, logam dan antarmuka di antara mereka. Media, yang biasanya tanah atau air lembab, memiliki konduktivitas listrik yang baik. Reaksi elektrokimia terjadi pada antarmuka antara itu dan struktur logam. Jika arusnya positif (elektroda anoda), ion besi masuk ke larutan di sekitarnya, mengakibatkan hilangnya massa logam. Reaksi tersebut menyebabkan korosi. Dengan arus negatif (elektroda katoda), kerugian ini tidak ada, karena dielektron dipindahkan ke larutan. Metode ini digunakan dalam elektroplating untuk melapisi baja dengan logam non-ferrous.

Perlindungan korosi katodik tercapai ketika potensial negatif diterapkan pada benda besi.

Untuk melakukan ini, elektroda anoda ditempatkan di tanah dan potensial positif dihubungkan ke sana dari sumber listrik. Minus diterapkan pada objek yang dilindungi. Perlindungan katodik-anodik mengarah pada penghancuran korosi aktif hanya pada elektroda anoda. Oleh karena itu, harus diubah secara berkala.

Efek negatif dari korosi elektrokimia

Korosi struktur dapat terjadi dari aksi arus nyasar dari sistem lain. Mereka berguna untuk objek target, tetapi menyebabkan kerusakan signifikan pada struktur di dekatnya. Arus liar dapat menyebar dari rel kendaraan listrik. Mereka melewati gardu induk dan memasuki jaringan pipa. Saat meninggalkannya, bagian anoda terbentuk, menyebabkan korosi yang intens. Untuk perlindungan, drainase listrik digunakan - pemindahan arus khusus dari pipa ke sumbernya. Perlindungan katodik pipa terhadap korosi juga dimungkinkan di sini. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengetahui nilai arus nyasar, yang diukur dengan perangkat khusus.

Menurut hasil pengukuran listrik, metode perlindungan pipa gas dipilih. Obat universal adalah metode pasif untuk mengisolasi pipa dari kontak dengan tanah menggunakan lapisan isolasi. Proteksi katodik pipa gas mengacu pada metode aktif.

Perlindungan jaringan pipa

Desain di dalam tanah terlindung dari korosi jika Anda menghubungkan minus dari sumber DC ke sana, dan plus ke elektroda anoda yang terkubur di dekatnya di dalam tanah. Arus akan mengalir ke struktur, melindunginya dari korosi. Dengan cara ini, proteksi katodik pipa, tangki atau pipa yang terletak di dalam tanah dilakukan.

Elektroda anoda akan rusak dan harus diganti secara berkala. Untuk tangki berisi air, elektroda ditempatkan di dalamnya. Dalam hal ini, cairan akan menjadi elektrolit yang melaluinya arus akan mengalir dari anoda ke permukaan wadah. Elektroda dikontrol dengan baik dan mudah diganti. Di lapangan, ini lebih sulit dilakukan.

Power supply

Di dekat pipa minyak dan gas, di jaringan pemanas dan pasokan air yang membutuhkan perlindungan katodik, stasiun dipasang dari mana tegangan disuplai ke objek. Jika ditempatkan di luar ruangan, tingkat perlindungannya harus setidaknya IP34. Any cocok untuk kamar kering.

Stasiun untuk proteksi katodik pipa gas dan struktur besar lainnya memiliki kapasitas 1 sampai 10 kW.

Parameter energi mereka terutama bergantung pada faktor-faktor berikut:

• resistensi antara tanah dan anoda;
• konduktivitas tanah;
• panjang zona proteksi;
• tindakan isolasi lapisan.

Secara tradisional, konverter proteksi katodik adalah instalasi transformator. Sekarang digantikan oleh inverter yang memiliki dimensi lebih kecil, stabilitas arus yang lebih baik dan efisiensi yang lebih besar. Di area penting dipasang pengontrol yang berfungsi mengatur arus dan tegangan, menyamakan potensi proteksi, dll.

Peralatan disajikan di pasar dalam berbagai versi. Untuk kebutuhan khusus, desain individual digunakan untuk memastikan kondisi pengoperasian terbaik.

Parameter sumber daya

Untuk proteksi korosi besi, potensial proteksinya adalah 0,44 V. Dalam prakteknya, harus lebih besar karena pengaruh inklusi dan kondisi permukaan logam. Nilai maksimum adalah 1 V. Dengan adanya pelapis pada logam, arus antara elektroda adalah 0,05 mA/m². Jika isolasi gagal, naik menjadi 10mA/m^2.

Perlindungan katodik efektif dalam kombinasi dengan metode lain, karena lebih sedikit listrik yang dikonsumsi. Jika ada lapisan cat pada permukaan struktur, hanya bagian yang rusak saja yang dilindungi dengan metode elektrokimia.

Fitur proteksi katodik

1. Didukung oleh stasiun atau generator seluler.
2. Lokasi pentanahan anoda tergantung pada spesifikasi pipa. Metode penempatan dapat didistribusikan atau terkonsentrasi, serta terletak pada kedalaman yang berbeda.
3. Material anoda dipilih dengan kelarutan rendah untuk bertahan selama 15 tahun.
4. Potensi pelindungbidang untuk setiap pipa dihitung. Tidak diatur jika tidak ada lapisan pelindung pada struktur.

Persyaratan standar Gazprom untuk proteksi katodik

• Tindakan selama masa pakai peralatan pelindung.
• Perlindungan lonjakan.
• Penempatan stasiun dalam kotak blok atau dalam desain anti-perusak yang berdiri sendiri.
• Pembumian anoda dipilih di area dengan hambatan listrik minimal dari tanah.
• Karakteristik transduser dipilih dengan mempertimbangkan penuaan lapisan pelindung pipa.

Perlindungan tapak

Metode adalah jenis proteksi katodik dengan sambungan elektroda dari logam yang lebih elektronegatif melalui media konduktif listrik. Perbedaannya terletak pada tidak adanya sumber energi. Tapak menyerap korosi dengan melarutkannya ke dalam lingkungan yang konduktif secara elektrik.

Dalam beberapa tahun anoda harus diganti karena sudah aus.

Efek anoda meningkat dengan penurunan resistansi kontaknya dengan media. Seiring waktu, itu bisa ditutupi dengan lapisan korosif. Hal ini menyebabkan gangguan dalam kontak listrik. Dengan menempatkan anoda dalam campuran garam yang melarutkan produk korosi, efisiensi ditingkatkan.

Pengaruh pelindung terbatas. Rentang ditentukan oleh hambatan listrik medium dan beda potensial antara anoda dan katoda.

Perlindungan pelindung digunakan saat tidak ada sumber energi atau saat digunakansecara ekonomi tidak praktis. Ini juga tidak menguntungkan dalam aplikasi asam karena laju disolusi anoda yang tinggi. Pelindung dipasang di air, di tanah atau di lingkungan yang netral. Anoda biasanya tidak terbuat dari logam murni. Seng larut tidak merata, magnesium terkorosi terlalu cepat, dan lapisan oksida kuat terbentuk pada aluminium.

bahan tapak

Agar pelindung memiliki sifat kinerja yang diperlukan, pelindung tersebut dibuat dari paduan dengan aditif paduan berikut.

• Zn + 0,025-0,15% Cd+ 0,1-0,5% Al - perlindungan peralatan di air laut.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (fraksi dari persen) - pengoperasian struktur pada aliran air laut.
• Mg + 5-7% Al +2-5% Zn - perlindungan struktur kecil di tanah atau air dengan konsentrasi garam rendah.

Penggunaan beberapa jenis pelindung yang salah menyebabkan konsekuensi negatif. Anoda magnesium dapat menyebabkan peralatan retak karena pengembangan penggetasan hidrogen.

Kombinasi proteksi katodik pengorbanan dengan lapisan anti-korosi meningkatkan efektivitasnya.

Distribusi arus pelindung ditingkatkan dan secara signifikan lebih sedikit anoda yang dibutuhkan. Sebuah anoda magnesium tunggal melindungi pipa berlapis aspal sejauh 8 km, dan pipa tanpa lapisan hanya sejauh 30 m.

Melindungi bodi mobil dari korosi

Jika lapisannya rusak, ketebalan bodi mobil bisa berkurang hingga 1 mm dalam 5 tahun, mis.karat. Pemulihan lapisan pelindung itu penting, tetapi selain itu, ada cara untuk sepenuhnya menghentikan proses korosi menggunakan perlindungan pelindung katodik. Jika Anda mengubah tubuh menjadi katoda, korosi logam berhenti. Anoda dapat berupa permukaan konduktif apa pun yang terletak di dekatnya: pelat logam, loop tanah, badan garasi, permukaan jalan basah. Dalam hal ini, efisiensi perlindungan meningkat dengan peningkatan luas anoda. Jika anoda adalah permukaan jalan, "ekor" dari karet logam digunakan untuk menghubunginya. Itu ditempatkan di seberang roda sehingga percikan menjadi lebih baik. "Ekor" diisolasi dari tubuh.

Baterai plus dihubungkan ke anoda melalui resistor 1 kΩ dan sebuah LED dihubungkan secara seri dengannya. Ketika sirkuit ditutup melalui anoda, ketika minus terhubung ke tubuh, dalam mode normal, LED hampir tidak bersinar. Jika menyala terang, maka telah terjadi korsleting di sirkuit. Penyebabnya harus ditemukan dan dihilangkan.

Untuk perlindungan, sekering harus dipasang secara seri di sirkuit.

Saat mobil berada di garasi, mobil terhubung ke anoda pentanahan. Saat mengemudi, koneksi dibuat melalui "ekor".

Kesimpulan

Perlindungan katodik adalah cara untuk meningkatkan keandalan operasional jaringan pipa bawah tanah dan struktur lainnya. Pada saat yang sama, dampak negatifnya pada jaringan pipa tetangga dari pengaruh arus yang menyimpang harus diperhitungkan.