Perlindungan korosi katodik pipa: peralatan, prinsip operasi

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

Cara perlindungan terhadap korosi memungkinkan untuk memperpanjang masa pakai struktur logam, serta mempertahankan sifat teknis dan fisiknya selama operasi. Meskipun berbagai metode untuk memberikan tindakan anti-korosi, adalah mungkin untuk sepenuhnya melindungi objek dari kerusakan karat hanya dalam kasus yang jarang terjadi.

Efektivitas perlindungan tersebut tidak hanya bergantung pada kualitas teknologi tapak, tetapi juga pada kondisi penerapannya. Secara khusus, untuk melestarikan struktur logam pipa, perlindungan korosi elektrokimia berdasarkan operasi katoda menunjukkan sifat terbaiknya. Pencegahan pembentukan karat pada komunikasi semacam itu, tentu saja, bukan satu-satunya ruang lingkup teknologi ini, tetapi dalam hal kombinasi karakteristik, arah ini dapat dianggap sebagai yang paling relevan untuk perlindungan elektrokimia.

Informasi umum tentang perlindungan elektrokimia

Perlindungan logam dari karat melalui aksi elektrokimia didasarkan pada ketergantungan potensial elektroda bahan pada laju proses korosi. Struktur logam harus digunakan dalam hal iturentang potensial di mana pelarutan anodiknya akan berada di bawah batas yang dapat diterima. Omong-omong, yang terakhir ditentukan oleh dokumentasi teknis untuk pengoperasian fasilitas.

Dalam praktiknya, perlindungan korosi elektrokimia melibatkan penyambungan sumber dengan arus searah ke produk jadi. Medan listrik di permukaan dan dalam struktur benda yang dilindungi membentuk polarisasi elektroda, yang juga mengontrol proses kerusakan korosi. Intinya, zona anoda pada struktur logam menjadi katodik, yang memungkinkan proses negatif dipindahkan, memastikan struktur objek target dipertahankan.

Prinsip operasi proteksi katodik

Ada proteksi katodik dan anoda dari tipe elektrokimia. Namun demikian, konsep pertama, yang digunakan untuk melindungi jaringan pipa, telah menerima popularitas terbesar. Menurut prinsip umum, ketika menerapkan metode ini, arus dengan kutub negatif disuplai ke objek dari sumber eksternal. Secara khusus, pipa baja atau tembaga dapat dilindungi dengan cara ini, sebagai akibatnya polarisasi bagian katoda akan terjadi dengan transisi potensinya ke keadaan anoda. Akibatnya, aktivitas korosif dari struktur yang dilindungi akan berkurang menjadi hampir nol.

Pada saat yang sama, proteksi katodik dapat memiliki versi yang berbeda. Teknik polarisasi dari sumber eksternal yang dijelaskan di atas banyak dipraktekkan, tetapi metode deaerasi elektrolit dengan penurunan laju proses katodik, serta pembuatan penghalang pelindung, juga bekerja secara efektif.

Telah dicatat lebih dari sekali bahwa prinsip proteksi katodik diterapkan oleh sumber arus eksternal. Sebenarnya fungsi utama proteksi anti korosi terletak pada kerjanya. Tugas-tugas ini dilakukan oleh stasiun-stasiun khusus, yang biasanya merupakan bagian dari infrastruktur pemeliharaan pipa umum.

Stasiun Perlindungan Korosi Katodik

Fungsi utama stasiun katoda adalah memberikan arus yang stabil ke objek logam target sesuai dengan metode polarisasi katoda. Peralatan tersebut digunakan dalam infrastruktur pipa gas dan minyak bawah tanah, pipa pasokan air, jaringan pemanas, dll.

Ada banyak jenis sumber seperti itu, sedangkan perangkat proteksi katodik yang paling umum menyediakan keberadaan:

• peralatan konverter arus;
• kabel untuk menghubungkan ke objek yang dilindungi;
• elektroda arde anoda.

Pada saat yang sama, ada pembagian stasiun menjadi inverter dan transformator. Ada klasifikasi lain, tetapi mereka difokuskan pada segmentasi instalasi baik berdasarkan aplikasi atau karakteristik teknis dan parameter input data. Prinsip dasar operasi paling jelas diilustrasikan oleh dua jenis stasiun katoda yang ditunjukkan.

Instalasi trafo untuk proteksi katodik

Perlu dicatat bahwa stasiun jenis ini sudah usang. Itu digantikan oleh analog inverter, yang memiliki plus dan minus. Bagaimanapun,model transformator digunakan bahkan pada titik perlindungan elektrokimia baru.

Dasar dari objek tersebut adalah transformator frekuensi rendah 50 Hz dan konverter thyristor. Untuk sistem kontrol thyristor, perangkat paling sederhana digunakan, termasuk pengontrol daya fase-pulsa. Pendekatan yang lebih bertanggung jawab untuk memecahkan masalah kontrol melibatkan penggunaan pengontrol dengan fungsionalitas yang luas.

Perlindungan korosi katodik modern pada pipa dengan peralatan tersebut memungkinkan Anda untuk menyesuaikan parameter arus keluaran, indikator tegangan, serta menyamakan potensi pelindung. Adapun kerugian dari peralatan transformator, mereka turun ke tingkat riak arus yang tinggi pada output pada faktor daya yang rendah. Cacat ini tidak dijelaskan oleh bentuk sinusoidal dari arus.

Untuk mengatasi masalah dengan riak, sampai batas tertentu, dimungkinkan untuk memasukkan choke frekuensi rendah ke dalam sistem, tetapi dimensinya sesuai dengan dimensi transformator itu sendiri, yang tidak selalu membuat tambahan mungkin.

Stasiun inverter proteksi katodik

Instalasi tipe inverter didasarkan pada konverter frekuensi tinggi berdenyut. Salah satu keuntungan utama menggunakan stasiun jenis ini adalah efisiensi tinggi, mencapai 95%. Sebagai perbandingan, untuk instalasi trafo, angka ini rata-rata mencapai 80%.

Terkadang kebajikan lain muncul. Misalnya, dimensi kecil stasiun inverter mengembangpeluang untuk digunakan di area yang sulit. Ada juga keuntungan finansial, yang dikonfirmasi oleh praktik penggunaan peralatan tersebut. Dengan demikian, perlindungan korosi katodik inverter pada jaringan pipa dengan cepat terbayar dan membutuhkan investasi minimal dalam pemeliharaan teknis. Namun, kualitas ini hanya terlihat jelas jika dibandingkan dengan instalasi transformator, tetapi saat ini ada cara baru yang lebih efektif untuk menyediakan arus untuk jaringan pipa.

Desain stasiun katoda

Peralatan tersebut tersedia di pasaran dalam berbagai kasus, bentuk, dan dimensi. Tentu saja, praktik desain individual dari sistem semacam itu juga tersebar luas, yang memungkinkan tidak hanya untuk mendapatkan desain yang optimal untuk kebutuhan spesifik, tetapi juga untuk menyediakan parameter operasional yang diperlukan.

Perhitungan ketat dari karakteristik stasiun memungkinkan Anda untuk lebih mengoptimalkan biaya pemasangan, transportasi, dan penyimpanannya. Misalnya, perlindungan katodik terhadap korosi pipa berdasarkan inverter dengan massa 10-15 kg dan daya 1,2 kW cukup cocok untuk benda kecil. Peralatan dengan karakteristik seperti itu dapat diservis dengan mobil, namun, untuk proyek skala besar, stasiun yang lebih besar dan berat dapat digunakan, memerlukan koneksi truk, derek, dan tim pemasangan.

Fungsi pelindung

Perhatian khusus dalam pengembangan stasiun katoda diberikan pada perlindungan peralatan itu sendiri. Untuk melakukan ini, kami mengintegrasikansistem yang memungkinkan melindungi stasiun dari korsleting dan pemutusan beban. Dalam kasus pertama, sekering khusus digunakan untuk menangani operasi darurat instalasi.

Mengenai lonjakan dan pemutusan daya, stasiun proteksi katodik kemungkinan tidak akan terpengaruh secara serius olehnya, tetapi mungkin ada bahaya sengatan listrik. Misalnya, jika dalam mode normal peralatan dioperasikan dengan tegangan kecil, maka setelah putus, lonjakan indikator dapat mencapai 120 V.

Jenis perlindungan elektrokimia lainnya

Selain proteksi katodik, teknologi drainase listrik juga dipraktikkan, serta metode tapak untuk mencegah korosi. Arah yang paling menjanjikan dianggap sebagai perlindungan khusus terhadap pembentukan korosi. Dalam hal ini, elemen aktif juga terhubung ke objek target, yang memastikan transformasi permukaan dengan katoda melalui arus. Misalnya, pipa baja sebagai bagian dari pipa gas dapat dilindungi oleh silinder seng atau aluminium.

Kesimpulan

Metode perlindungan elektrokimia tidak dapat diklasifikasikan sebagai baru dan, terlebih lagi, inovatif. Efektivitas penggunaan teknik seperti itu dalam memerangi proses karat telah dikuasai sejak lama. Namun, satu kelemahan serius mencegah distribusi luas dari metode ini. Faktanya adalah bahwa perlindungan korosi katodik pada pipa pasti menghasilkan apa yang disebut arus nyasar. Mereka tidak berbahaya untuk struktur target, tetapi mungkin memiliki efek negatif padabenda-benda di dekatnya. Secara khusus, arus nyasar berkontribusi pada perkembangan korosi yang sama pada permukaan logam dari pipa yang berdekatan.