パイプラインの陰極腐食防止：機器、動作原理

腐食保護 手段は、金属構造の耐用年数を延ばすことができ、また、動作中にその技術的および物理的特性を保存することができる。 腐食防止作用を提供する様々な方法にもかかわらず、ごくまれにしか錆の被害から物体を完全に保護することは可能である。

このような保護の有効性は、保護技術の品質だけでなく、その適用条件にも左右されます。 特に、パイプラインの金属構造の保存のために、カソードの動作に基づく電気化学的腐食保護によって、その最良の特性が実証される。 このような通信での錆の発生を防ぐことはもちろん、この技術の適用範囲ではありませんが、特性の組み合わせに関して、この方向は電気化学的保護に最も関連があると考えることができます。

電気化学的保護に関する一般的な情報

電気化学的作用による錆からの金属の保護は、材料の電極電位が腐食プロセスの速度に依存することに基づいている。 金属構造は、その陽極溶解が許容限度を下回る可能性のある範囲で操作しなければならない。 ところで、後者は、構造の操作に関する技術文書によって決定されます。

実際には、電気化学的腐食保護は、定電流源の完成品への接続を含む。 表面上および保護対象物の構造内の電界は、腐食損傷のプロセスも制御する電極の分極を形成する。 本質的に、金属構造上のアノード領域は陰極となり、負のプロセスをシフトさせ、対象物の構造の安全性を保証する。

陰極保護の原理

電気化学的タイプの陰極および陽極保護がある。 パイプラインを保護するために使用される最初の概念は、依然として最大の人気を得ました。 一般的な原理により、この方法を実施する場合、電流は、外部源からの負極を有する物体に印加される。 特に、このようにして、鋼または銅パイプを保護することができ、アノード状態への電位の遷移とともにカソードセクションの分極が生じる。 その結果、保護された構造の腐食活性はほぼゼロに減少する。

同時に、陰極保護は異なるバージョンを有することができる。 外部からの上述の分極技術は広く実用化されているが、陰極プロセスの速度の低下および保護バリアの生成を伴う電解液の脱気方法が有効である。

外部電流源のために陰極保護の原理が実現されていることは既に一度以上注目されている。 実際には、その作業では、 防食保護の 主な機能です 。 これらのタスクは、通常、パイプラインの保守の一般的なインフラストラクチャに含まれる特殊ステーションによって実行されます。

陰極腐食防止ステーション

陰極ステーションの主な機能は、陰極分極方法によるターゲット金属物体の安定した電流供給である。 彼らは、地下のガスおよび石油パイプライン、給水管、熱ネットワークなどのインフラストラクチャにこのような装置を使用しています。

そのような供給源には多くの種類があり、陰極保護のための最も一般的な装置は、

• 電流変換装置;
• 保護されるべき物体への接続のためのワイヤー;
• アノード接地。

この場合、インバータと変圧器との間に局が分離されている。 他の分類もあるが、それらは植物の分割または用途、または入力データの技術的特性およびパラメータによって指向される。 動作の基本原理は、2つのタイプのカソードステーションを最も明確に示している。

陰極保護のための変圧器の設置

すぐにこのタイプのステーションは廃止されていることに注意してください。 これは、プラスとマイナスの両方を有するインバータアナログに置き換えられる。 とにかく、変圧器モデルは電気化学的保護の新しいポイントでさえ使用されます。

このような物体の基礎は、50Hzの低周波変圧器と サイリスタ変換器である。 サイリスタ制御システムの場合、最も簡単な装置が使用され、その中で位相インパルス電力コントローラが使用される。 管理タスクを解決するためのより責任あるアプローチには、幅広い機能を備えたコントローラの使用が含まれます。

このような装置を使用したパイプラインの腐食に対する現代の陰極防食により、出力電流、電圧値、さらに保護電位のパラメータを調整することができます。 変圧器機器の欠点は、出力が低い力率で高い電流リップルに低減されます。 この欠陥は、正弦波の電流では説明されていません。

ある程度脈動の問題を解決することで、システムに低周波チョークを導入することができますが、その寸法は変圧器自体の寸法に対応しており、常にそのような追加を可能にするわけではありません。

陰極保護用インバータステーション

インバータ型の設置は、パルス状の高周波コンバータに基づいています。 このタイプのステーションを使用する主な利点の1つは、95％に達する高効率です。 比較のために、変圧器プラントでは平均して80％に達する。

時々他の尊厳が前面に来る。 例えば、インバータ局の寸法が小さいことは、複雑な領域での適用の可能性を拡大する。 また、そのような機器を使用する実践を確認する財務上の利点もあります。 したがって、パイプラインのインバータ陰極腐食保護は迅速に成果を上げ、技術的な内容への投資を最小限に抑えます。 しかし、これらの品質は変圧器の設置と比較して明らかにしかわかりませんが、今日ではより効果的な新しいパイプライン電流の手段があります。

陰極ステーションの構成

このような装置は、異なる建物、形状および寸法で市場に提示される。 もちろん、そのようなシステムの個々の設計の慣行が広がっており、特定のニーズに対する最適設計を得ることだけでなく、必要な動作パラメータを提供することも可能になる。

ステーションの特性を厳密に計算することで、設置、輸送、保管のコストをさらに最適化できます。 例えば、小さな物体の場合、10-15kgの質量および1.2kWの力を有するインバータベースのパイプラインの腐食に対する陰極保護が極めて適切である。 これらの特性を備えた装置は乗用車でサービスすることができますが、大規模なプロジェクトでは、トラック、クレーン、組立チームの接続が必要なより大規模で重いステーションを使用できます。

保護機能

陰極ステーションの開発における特別な注意は、装置自体の保護に与えられる。 この目的のために、システムが統合されて、ステーションの短絡および破壊を防止します。 第1のケースでは、特別なヒューズが使用され、ユニットの緊急動作に対応できます。

電圧の急上昇や中断については、陰極保護ステーションが深刻な影響を受けることはまずありませんが、感電の危険があります。 例えば、ノーマルモードでは、機器が低電圧で動作している場合、ブレーク後にインジケータのジャンプが120Vになることがあります。

他の種類の電気化学的保護

陰極保護に加えて、電気的排水技術と腐食防止のための保護方法の両方が実践されている。 最も有望な方向は、腐食からの特別な保護と考えられています。 この場合、能動素子もまた、対象物に接続され、電流による陰極による表面の変換を提供する。 例えば、ガスパイプライン内の鋼管は、亜鉛またはアルミニウムのシリンダによって保護することができる。

結論

電気化学的保護の方法は、新しい、特に革新的なものに起因するものではない。 このような技術を錆のあるプロセスとの戦いに使用することの有効性は、長い間習得されてきました。 しかしながら、この方法の広範な普及は、一つの重大な欠陥によって妨げられている。 事実、パイプラインの腐食に対する陰極防護は、必然的にいわゆる 回り込み電流を発生させる。 それらはターゲットデザインにとって危険ではありませんが、近くのオブジェクトに悪影響を与える可能性があります。 特に、回り込む電流は、隣接するパイプの金属表面上で同じ腐食の発生に寄与する。