Закрыть

Анодное заземление: виды, принцип работы, проектирование и установка

Содержание

виды, принцип работы, проектирование и установка

Анодное заземление — главный компонент установки катодной защиты и состоит из анодных электродов, размещенных в электролитической коррозионной среде. Заземление этого типа используется для защиты подземных металлических коммуникаций от коррозийных процессов.

Принципы работы анодных заземлителей

Примерно в середине XX века ученые осознали, что преодолеть развитие коррозии расположенных под землей металлических конструкций за счет одних только защитных покрытий не представляется возможным. По причине неоднородной структуры, высокой влажности и кислотности грунта на поверхности металла возникают участки с противоположными электродными потенциалами. В результате возникают гальванические коррозионные образования.

Принцип действия анодных заземлителейПринцип действия анодных заземлителей

Коррозионное разрушение металла дополнительно провоцируется воздействием блуждающих токов. Такие токи время от времени появляются в почве, на поверхности которой проходит электрический транспорт, расположены электроподстанции, сотовые вышки и т. п.

Чтобы избежать коррозионных процессов, используются установки катодной защиты. Объект оказывается в условиях отрицательной поляризации, где выступает в качестве катода. Роль анода отдается специальному заземлительному устройству.

Находясь в электролитной среде, разные виды металлы имеют отличные друг от друга электродные потенциалы. Если в стальном трубопроводе запустить минус от постоянного источника электричества, а рядом с трубой установить электрод из цинка, алюминия или магния с подведенным к нему плюсом, цветной металл выступит в качестве анода. Электролизная реакция на поверхности металла запускает восстановительные процессы, ржавление становится менее интенсивным, а анод подвергается разрушению. Такие аноды называют жертвенными электродами.

По указанной схеме защищаются всевозможные металлические конструкции, находящиеся под землей, в том числе емкости, колонны, трубопроводы. Для организации эффективной защиты важно не только правильно подобрать анодный заземлитель, но и безошибочно выполнить монтажные работы.

Защита трубопровода от коррозии с помощью анодного заземленияЗащита трубопровода от коррозии с помощью анодного заземления

В условиях плотной застройки в городах анодный заземлитель часто невозможно разместить по горизонтали. Существует вероятность его отрицательного воздействия на окружающие объекты. В связи с этим американские ученые выдвинули предложение возможности установки заземляющих устройств на большой глубине в вертикальном положении. Первое воплощение идеи увидело свет в 1952 году в США. Анодный заземлитель был установлен на глубину 90 метров.

В дальнейшем на практике было доказано, что глубинные заземлители подходят не только для городов, но и для использования на участках, где верхние пласты почвы отличаются повышенным удельным сопротивлением.

Удаляясь от поверхности, сопротивление должно сокращаться. Неприменима технология глубинного заземления только для скальных пород и заболоченной местности.

к содержанию ↑

Виды анодных заземлителей

Катодная защита объектов, изготовленных из металла, осуществляется не только глубинными, но и поверхностными заземлительными устройствами. Поверхностный анодный заземлитель находится на одном уровне с защищаемой конструкцией. Такие заземлители характерны компактностью и ограниченным радиусом действия. Поверхностная система — электрод, произведенный из цинкового или магниевого сплава, соединенный кабель с источником электропитания.

Чтобы получить более дешевую конструкцию и не потерять в качестве, современные устройства производятся из железокремниевого материала, отличающегося стойкостью к ржавлению. Поверхностные заземлительные системы чаще всего выглядят как стержень с круглой отливкой и заизолированными участками соединения контактного проводника с заземлителем.

Устройство анодного заземлителя

Устройство анодного заземлителя

 

Обратите внимание! Количество анодных заземляющих устройств определяется специалистом на основе анализа многочисленных факторов окружающей среды.

Стержни соединяют с магистралью с помощью термитного сварочного процесса или особыми зажимами. Срок службы поверхностного заземлителя достигает 35 лет, если его корпус присыпан смесью кокса и других минеральных веществ. Такая смесь замедляет процессы распада анода в грунте.

Глубинные заземлители используются с той же целью, что и поверхностные устройства. Однако монтаж и конструкция глубинных систем существенно отличаются. Глубинные аноды стоят значительно дороже, а потому их использование оправдано только в случае невозможности монтажа поверхностной системы.

Глубинные системы отличаются большой массой из-за дополнительного элемента — коксо-минеральной смеси, наносимой на анодный заземлитель. Глубина заземления достигает 40 и более метров. Это еще одна причина дороговизны монтажных работ: необходимо механизированное бурение с помощью буровых установок.

Несмотря на большую стоимость, заземление глубинного типа значительно эффективнее поверхностного, когда речь идет о защите больших территорий. В условиях плотной городской застройки часто проще установить один заземлитель глубокого заложения, чем создавать множество поверхностных систем. Еще один довод в пользу глубокого заземления — меньшие расходы на электроэнергию, что обеспечивается значительным радиусом действия системы.

Бурение скважины для устройства анодного заземленияБурение скважины для устройства анодного заземления

Обратите внимание! Сопротивление в анодном заземляющем устройстве не зависит от сезона. Электрод расположен на глубине, где исключено промерзания грунта. Стабильное сопротивление — веский аргумент для использования именно этой методики.

Глубинные заземлительные контуры характеризуются менее длительным сроком эксплуатации в сравнении с поверхностными. Объясняется это большим давлением почвы на конструкцию. В среднем система глубокого заложения функционирует в течение трех десятилетий.

к содержанию ↑

Особенности проектирования и установки

Проектирование и монтаж глубинного заземляющего устройства осуществляются в соответствии с определенными правилами:

  1. Электроды, входящие в гирлянду, устанавливают исключительно ниже уровня промерзания почвы. Особенно четко это условие следует соблюдать в регионах с многолетними мерзлыми грунтами.
  2. При превышении силы тока на катодной станции 25 Ампер понадобится установка на гирлянду перфорированной трубки для удаления газов, выделившихся в процессе работы оборудования. В противном случае газовая оболочка, возникающая возле анода, увеличивает сопротивление и сокращает радиус действия системы.
  3. Чтобы продлить срок службы электродов, скважину засыпают не землей, а коксовой крошкой.

к содержанию ↑

Популярные модели анодного заземления

На рынке есть множество моделей, предназначенных как для поверхностной установки, так и для глубинной. Техника поставляется в комплекте, содержащем от 10 до 20 заземлителей и один источник электропитания.

Среди поверхностных заземлителей отечественного производства стоит выделить такие модели:

  1. «Менделеевец-ММ». Поверхностная модель, эффективно предотвращающая деструктивные процессы в подземных конструкциях. Заземлитель используют для защиты нефтегазовых объектов, но и могут задействовать и для охраны любых других металлических коммуникаций, расположенных в грунте. Интенсивность растворения электрода — 300 граммов в год. Исходя из массы электрода — 43 килограмма, — его хватит более чем на столетие.
  2. «Менделеевец-МТП». Магниевый анодный заземлитель поверхностного типа, используемый для предотвращения коррозии на магистральных трубопроводах. Характеристики модификации позволяют работать в условиях особенно агрессивных сред. Например, «Менделеевец-МТП» часто используют для защиты портовых сооружений. В комплектацию устройства входит станция, поставляющая электропитание.

Распространенные глубинные модели:

  1. «ГАЗ-М». Рассчитано на защиту глубоко установленных конструкций всех типов. Работает с током 10 Ампер.
  2. «Менделеевец-МРКГ». Устройство малорастворимого типа, предназначенное для работы в почвах с повышенным уровнем удельного сопротивления. В комплектацию входит до 24 заземлителей.

Малорастворимые анодные заземлителиМалорастворимые анодные заземлители

Обе модели глубинного оборудования рассчитаны на тридцатилетний срок службы при условии соблюдения правил установки.

Анодное заземление: виды, принцип работы, проектирование и установка

Виды анодных заземлителей

Дата: 04.07.2017

Что такое анодные заземлители?

Анодные заземлители — это рабочие электроды, используемые для обеспечения антикоррозионной защиты подземных сооружений. Благодаря этому способу электрохимзащиты металла от окисления возможна эксплуатация различных металлических объектов под землей.

Устройство

Металлы, расположенные в электролите, характеризуются разными электродными потенциалами. Поэтому они могут выполнять по отношению к обычной стали функцию анода. Происходит это следующим образом: по трубопроводу пускают «минус» от постоянного источника электричества, а рядом с трубой устанавливают электрод, который состоит из цинка, алюминия или магния. К последнему подводят «плюс», так что он превращается в анод. В результате анод саморазрушается в почве, принимая на себя губительное воздействие коррозии и отводя его от катода, т. е. газопроводной трубы, других коммуникаций или емкостей.

Виды

Чтобы обеспечить катодную защиту объектов из металла, используют анодное заземление на основе следующих видов заземлителей:

  • поверхностных;
  • глубинных.

Поверхностные

Данный заземлитель устанавливают на одной глубине с защищаемым сооружением. Он отличается компактными габаритами и небольшим радиусом действия. Представляет собой электрод, состоящий из магниевого или цинкового сплава, с кабелем для подключения к питающей станции. Современные модели изготавливаются из железокремниевого сплава, что удешевляет конструкцию без ущерба качеству.

Устройства для такого заземления выполняются в форме стержней с круглой отливкой и изолированными участками присоединения контактного кабеля. Каждый стержень подсоединяют к магистральной линии посредством термитной сварки или с помощью зажимов.

Глубинные

Эти заземлители решают те же задачи, что поверхностные аналоги, но отличаются особенностями монтажа и строения. Глубина установки их может доходить до 40 м.

Подобные приборы покрываются коксо-минеральным веществом, что значительно увеличивает их массу. Повышаются и затраты на их установку за счет необходимости использования механизированного бурения. Если бурение самоходными машинами невозможно, монтаж осуществляют с использованием переносных буровых установок.

Несмотря на сложный процесс монтажа данное оборудование отличается эффективностью: с его помощью защищают металлоконструкции, расположенные в почве на значительном расстоянии. Этот метод особо актуален в условиях города, где многочисленные работы по установке поверхностного заземления затруднены или невозможны.

Глубинные устройства дают возможность сократить расходы на электричество благодаря большому радиусу действия. Их сопротивление не зависит от времени года. К тому же электроды находятся на такой глубине, где промерзание грунта исключено. Стоимость такого заземления выше, чем с устройствами предыдущего типа, а срок эксплуатации немного меньше и составляет в среднем 30 лет.

Лучшие модели анодного заземления

На рынке представлено множество различных моделей анодных заземлителей для размещения на поверхности или на значительной глубине. От качества устройств зависит эффективность электрохимической защиты. Изделия обычно реализуются в комплекте, включающем 10-20 заземлителей и 1 источник питания.

Наиболее востребованными среди современных заземлителей считаются следующие:

Электрод под названием «Менделеевец»-ММ позволяет предотвратить разрушение коммуникаций, расположенных под землей. Он используется в основном в сфере нефтегазовых коммуникаций, а также подходит для защиты других подземных объектов. Скорость анодного растворения этого электрода составляет 300 г в год, благодаря чему при массе в 43 кг устройство эффективно используется на протяжении 100 лет и более.

«ГАЗ-М» устанавливается на глубине и прекрасно справляется с задачей предохранения металлоконструкций от воздействия коррозии. Используется в тех случаях, когда монтаж более дешевого поверхностного аналога невозможен. Максимальный рабочий ток электрода составляет 10 А. Срок службы — от 30 лет.

Глубинный анодный заземлитель: особенности, применение

Ещё в первой половине XX века выяснилось, что практически невозможно победить коррозию трубопроводов, металлических свайных фундаментов и других, заглублённых в землю металлоконструкций одним лишь нанесением защитного покрытия. Из-за неоднородности структуры, влажности, кислотности грунта на поверхности трубопровода появляются области с противоположным электродным потенциалом, что приводит к возникновению гальванических коррозионных элементов.

Электрокоррозионное разрушение металла усиливается под действием блуждающих токов, неизбежно возникающих в грунте, по поверхности которого перемещается электротранспорт.

История создания глубинных анодных заземлителей

Для предотвращения коррозии металла применяются УКЗ – установки катодной защиты. Защищаемый объект отрицательно поляризуется, ему отводится роль катода, в качестве анода используется специальный заземлитель. В результате электролиза на поверхности объекта происходят восстановительные процессы, коррозия значительно замедляется, а анод постепенно разрушается (поэтому его называют жертвенным электродом).

Но в условиях плотной городской застройки сложно разместить анодный заземлитель горизонтально. К тому же, при таком его расположении возникает опасность негативного влияния на другие объекты. Поэтому американский учёный Роберт Кун предложил устанавливать заземлители на большой глубине и вертикально. Впервые идея была реализована в 1952 году в Новом Орлеане, где анод опустили в скважину глубиной 90 м.

Позднее выяснилось, что глубинный анодный заземлитель – оптимальный вариант не только для городов, но и в тех случаях, когда верхние пласты грунта характеризуются высоким удельным сопротивлением, а по мере удаления от поверхности оно уменьшается. Эта технология не подходит лишь для скальных пород и заболоченных участков.

Конструкция изделий

Глубинными называются те заземлители, которые устанавливаются вертикально в скважину глубиной более 15 м. Такое оборудование должно поддерживать уровень сопротивления растеканию анодного тока не выше 4 Ом.

Первые из заземляющих анодов представляли собой цельные чугунные трубы или старые рельсы. Однако обычный металл разрушается очень быстро, а для того, чтобы стоимость бурения и оборудования скважины окупалась, анод должен прослужить как можно дольше. Поэтому учёные постоянно экспериментируют с материалами и конструкцией заземлителей.

Современный глубинный анодный заземлитель – это гирлянда из электродов, объединённых при помощи кабелей. Длину кабелей рассчитывают при проектировании оборудования.

Для производства электродов используют:

  1. Металлосодержащие материалы: титаново-вольфрамовые сплавы, ферросилид, магнетит.
  2. Неметаллические материалы: графитированные, графитопласты.

Электроды из конструкционного графита выгодно отличаются от металлосодержащих высокой устойчивостью к действию агрессивных сред. Графит экологически безвреден, удобен в хранении и перевозке. При эксплуатации трубчатые графитовые электроды (ЭГТ) растворяются равномерно и очень медленно.

Чтобы анодное оборудование прослужило дольше, каждый электрод заключают в корпус из оцинкованной стали. Пространство между сердечником и цилиндром засыпают коксовой или графитной крошкой. Наполнитель защищает электрод от разрушения и продлевает срок его службы.

Особенности проектирования и монтажа

При проектировании и монтаже глубинного анодного заземлителя следует придерживаться нескольких правил:

  • все электроды в гирлянде должны располагаться ниже уровня промерзания грунта. Особенно важно соблюдать это условие для многолетнемёрзлых грунтов;
  • если сила тока катодной станции больше 25 А, необходимо оснастить гирлянду перфорированной трубкой для отвода газов, выделяющихся при эксплуатации оборудования. Газовая оболочка, образующаяся вокруг анода, повышает сопротивление среды и уменьшает радиус действия УЗК;
  • электроды прослужат дольше, если скважину заполнить не грунтом, а коксовой крошкой.

Установка катодной защиты с глубинным анодным оборудованием позволяет значительно продлить срок эксплуатации трубопроводов, промплощадок и других важных объектов.

Анодные заземлители: материалы, свойства и использование при электрохимической защите
Катодная электрохимическая защита — эффективный способ антикоррозионной борьбы на нефтегазопромысловых объектах. Надежность таких установок обеспечивается особенностями конструкции и материалом изготовления анодов. Так как анодные заземлители (АЗ) невозможно осмотреть и отремонтировать, они должны отличаться высокой прочностью. Организовать беспрерывное функционирование систем катодной защиты способны только АЗ, имеющие особые характеристики, основные из которых:
  • высокая электрохимическая устойчивость при анодной поляризации;
  • высокая электропроводность;
  • химическая стойкость к воздействию продуктов электролиза среды;
  • сочетание достаточной прочности и пластичности;
  • качество продукции;
  • технологичность производства.
Анодное заземление используется для введения тока в грунт при обеспечении защиты от коррозии трубопровода, проложенного под землей. На анодном заземлении протекают 2 вида реакций: образование кислорода из воды грунтового электролита — 2Н2О → О2 + 4е- + 4Н+, а также растворение анодного материала — Me → Меn+ + nе-. В зависимости от вклада второй реакции в процесс преобразования тока из электронного в ионный материалы АЗ делятся на несколько типов:
  • растворимые;
  • нерастворимые;
  • малорастворимые.
Эксплуатационные характеристики материалов анодных заземлителей влияют на сферу использования. АЗ могут быть выполнены из металла, графита или другого материала, проводящего ток. Нередко для удешевления конечных изделий в качестве материалов для анодов, предназначенных для установок катодной защиты, выбирают стальной лом. Рассмотрим, в чем отличия средств противокоррозионной защиты из различных материалов и какому варианту отдать предпочтение при выборе.

Виды материалов для анодных заземлителей

Железо

Сплавы на основе железа относятся к растворимым материалам для АЗ. Анодное растворение железа проходит на скорости около 10 кг/(А • год). Такая высокая скорость растворения анодов — существенный минус, который не позволяет широко использовать сплавы на основе железа для системы катодной защиты. Кроме того, растворимые материалы имеют немало других отрицательных факторов. Например, при применении подобных АЗ грунтовые воды сильно загрязняются ионами железа. А из-за неэлектропроводности продуктов растворения такие аноды быстро выходят из строя.

Графит

Графит относится к малорастворимым материалам. Анодные заземлители из графита имеют более продолжительный срок службы. Однако среди других малорастворимых материалов (графитсодержащих, ферросилида и магнетита) графит имеет наибольшую скорость анодного растворения — до 1 кг/(А • год). Графитовые аноды используются в электрохимической промышленности с давних пор и нашли применение в системах катодной защиты. Графит — стабильная модификация углерода, под действием электрохимического процесса он превращается в двуокись углерода. В том случае, если весь накладываемый на графитовый анод ток при катодной защите будет образовывать углекислый газ, такой анод начнет разрушаться со скоростью 1 кг/(А • год). Одна из причин, почему графит разрушается, заключается в выделении кислорода на его поверхности. Но при высокой концентрации хлора в грунтовых электролитах процесс разрушения графита под воздействием кислорода замедляется, поскольку хлор выделяется намного быстрее кислорода. Поэтому графитовые АЗ демонстрируют хорошие показатели в морской воде и прочих средах, содержащих хлор. Материалы, содержащие графит, также имеют ряд недостатков:
  • высокое продольное сопротивление графита;
  • отсутствие стойкости к влажности грунта;
  • подверженность так называемому холодному горению;
  • невысокая рабочая плотность тока.
Оценить скорость анодного растворения подобных материалов сложно из-за наличия в них неэлектродных связующих. С учетом добавленных связующих материалы подразделяют на 2 типа: жесткие — графитопласты, гибкие — графитонаполненная резина или полимеры.

Полимеры

Чтобы получить композицию полимерного электрода, производят пластификацию каучукоосновного связующего, а также вводят в смесь пластификатор и наполнитель, содержащий углерод. Полимерные аноды привлекательны с точки зрения стоимости, но имеют ряд существенных недостатков. Главный минус такой композиции в том, что электроды на основе подобных полимеров характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкими показателями максимально допустимого анодного тока. При повышении анодного тока электрод разогревается и на границе раздела фаз токоввод-полимерная электропроводная композиция образуется высокоомная оксидная пленка. В результате работа заземлителя полностью блокируется. Контактный узел электрода на основе полимеров по причине особенностей технологии производства невозможно выполнить при экструзии. Узел устанавливают в электрод, когда последний уже готов. Отсюда и недостатки:
  • невысокая механическая надежность;
  • увеличенное переходное сопротивление контактного узла.
Из-за таких недостатков заземлитель быстро выходит из строя. Вдобавок в процессе растворения полимерный анод оказывает отрицательное влияние на экологию: графит вырабатывается, а в почве остается чистый пластик, не разрушающийся веками.

Ферросилид

Ферросилид — сплав железа с кремнием. Для анодов его используют при обычных плотностях тока с малыми потерями металла. Потери ферросилида варьируются в диапазоне 0,08-0,5 кг/(А • год). Устойчивость этого сплава против электрохимического разрушения объясняется тем, что на его поверхности образуется проводящая, сцепляющаяся пленка диоксида кремния. Пленка образуется в результате соединения ионов кремния с кислородом. Со временем она покрывает всю поверхность АЗ и не дает ионам железа выйти, за счет чего препятствует растворению анода. Поскольку процессы, протекающие на анодном заземлении, осуществляются с участием электронов, скорость их протекания зависит от величины стекающего, т.е. защитного тока. Железокремнистые анодные заземлители в условиях преимущественного выделения кислорода на аноде работают лучше, чем графитовые. Применение ферросилида в разных грунтах продемонстрировало его высокую эффективность как материала изготовления точечных заземлителей: как поверхностных, так и глубинных.

Магнетит

Магнетит — перспективный материал для изготовления анодных заземлителей. Представляет собой сплав на основе оксидов железа. Магнетитовые изделия производят путем отливок при высокой температуре с использованием специальных добавок. Литой электрод получается гладким, плотным и твердым, напоминая стекло. Скорость растворения магнетита — 0,02 кг/(А•год). Анодное растворение магнетита проходит по такому же принципу, как у ферросилида, но есть несколько отличий. Магнетит обладает большей допустимостью плотности тока, поэтому подходит для широкого применения в различных грунтах и морской воде. Но у него как у материала для анодных заземлителей есть существенные недостатки: сложный технологический процесс и высокая стоимость конечных изделий.

Платина и платинированные металлы

Современный опыт катодной защиты включает использование в качестве материала анодных заземлителей платинированного титана. Такие аноды имеют трубчатую форму и сердечник из меди. Их диаметр составляет от 3 до 25,6 мм. Изделия покрыты платиновым слоем толщиной 20 мкм. У платинированного титана как анода есть не только преимущества, но и недостатки: хрупкость, ломкость, высокая цена. Скорость растворения металла находится на уровне 0,08-0,15 кг/(А•год). Аноды на основе покрытого платиной тантала целесообразно применять в условиях высокого рабочего напряжения в системах катодной з ащиты, в которых возможна авторегулировка потенциала. Поскольку пластина отличается высокой химической стойкостью, платинированные аноды допустимо использовать при плотности анодного тока в пределах 2000-3000 А/м2. Что касается применения чистой платины, то такая возможность ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью металла. По этим причинам платину используют только в двух видах: как тонкослойное покрытие на подложке из подверженных пассивации металлов тантала, титана, ниобия или в виде сетки (проволоки), укрепленной в диэлектрической основе. В процессе продолжительных испытаний при плотностях тока в пределах 4,4-40 А/м2 сплавов титана и никеля для анодов в системах катодной защиты было выявлено, что расход материала составляет 1-10 г/(А • год). Такие результаты были бы впечатляющими, не будь процесса образования питтингов. Если на поверхности анода выделяется кислород или хлор, скорость саморастворения анода возрастает из-за подкисления слоя при электроде пропорционально плотности тока. С учетом этого литые аноды из титана с никелем нельзя признать надежными в плане обеспечения работы катодной защиты.

Вывод

Проектируя системы электрохимзащиты, нужно учитывать все плюсы и минусы материалов заземлителей. Лишь правильное понимание протекающих на АЗ процессов позволяет проектировщикам ЭХЗ грамотно подобрать анодный заземлитель в соответствии со свойствами материала и среды, в которой он будет работать в дальнейшем, а также дать верный прогноз по поводу периода эксплуатации.
Анодные заземлители: материалы, свойства и использование при электрохимической защите
Катодная электрохимическая защита — эффективный способ антикоррозионной борьбы на нефтегазопромысловых объектах. Надежность таких установок обеспечивается особенностями конструкции и материалом изготовления анодов. Так как анодные заземлители (АЗ) невозможно осмотреть и отремонтировать, они должны отличаться высокой прочностью. Организовать беспрерывное функционирование систем катодной защиты способны только АЗ, имеющие особые характеристики, основные из которых:
  • высокая электрохимическая устойчивость при анодной поляризации;
  • высокая электропроводность;
  • химическая стойкость к воздействию продуктов электролиза среды;
  • сочетание достаточной прочности и пластичности;
  • качество продукции;
  • технологичность производства.
Анодное заземление используется для введения тока в грунт при обеспечении защиты от коррозии трубопровода, проложенного под землей. На анодном заземлении протекают 2 вида реакций: образование кислорода из воды грунтового электролита — 2Н2О → О2 + 4е- + 4Н+, а также растворение анодного материала — Me → Меn+ + nе-. В зависимости от вклада второй реакции в процесс преобразования тока из электронного в ионный материалы АЗ делятся на несколько типов:
  • растворимые;
  • нерастворимые;
  • малорастворимые.
Эксплуатационные характеристики материалов анодных заземлителей влияют на сферу использования. АЗ могут быть выполнены из металла, графита или другого материала, проводящего ток. Нередко для удешевления конечных изделий в качестве материалов для анодов, предназначенных для установок катодной защиты, выбирают стальной лом. Рассмотрим, в чем отличия средств противокоррозионной защиты из различных материалов и какому варианту отдать предпочтение при выборе.

Виды материалов для анодных заземлителей

Железо

Сплавы на основе железа относятся к растворимым материалам для АЗ. Анодное растворение железа проходит на скорости около 10 кг/(А • год). Такая высокая скорость растворения анодов — существенный минус, который не позволяет широко использовать сплавы на основе железа для системы катодной защиты. Кроме того, растворимые материалы имеют немало других отрицательных факторов. Например, при применении подобных АЗ грунтовые воды сильно загрязняются ионами железа. А из-за неэлектропроводности продуктов растворения такие аноды быстро выходят из строя.

Графит

Графит относится к малорастворимым материалам. Анодные заземлители из графита имеют более продолжительный срок службы. Однако среди других малорастворимых материалов (графитсодержащих, ферросилида и магнетита) графит имеет наибольшую скорость анодного растворения — до 1 кг/(А • год). Графитовые аноды используются в электрохимической промышленности с давних пор и нашли применение в системах катодной защиты. Графит — стабильная модификация углерода, под действием электрохимического процесса он превращается в двуокись углерода. В том случае, если весь накладываемый на графитовый анод ток при катодной защите будет образовывать углекислый газ, такой анод начнет разрушаться со скоростью 1 кг/(А • год). Одна из причин, почему графит разрушается, заключается в выделении кислорода на его поверхности. Но при высокой концентрации хлора в грунтовых электролитах процесс разрушения графита под воздействием кислорода замедляется, поскольку хлор выделяется намного быстрее кислорода. Поэтому графитовые АЗ демонстрируют хорошие показатели в морской воде и прочих средах, содержащих хлор. Материалы, содержащие графит, также имеют ряд недостатков:
  • высокое продольное сопротивление графита;
  • отсутствие стойкости к влажности грунта;
  • подверженность так называемому холодному горению;
  • невысокая рабочая плотность тока.
Оценить скорость анодного растворения подобных материалов сложно из-за наличия в них неэлектродных связующих. С учетом добавленных связующих материалы подразделяют на 2 типа: жесткие — графитопласты, гибкие — графитонаполненная резина или полимеры.

Полимеры

Чтобы получить композицию полимерного электрода, производят пластификацию каучукоосновного связующего, а также вводят в смесь пластификатор и наполнитель, содержащий углерод. Полимерные аноды привлекательны с точки зрения стоимости, но имеют ряд существенных недостатков. Главный минус такой композиции в том, что электроды на основе подобных полимеров характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкими показателями максимально допустимого анодного тока. При повышении анодного тока электрод разогревается и на границе раздела фаз токоввод-полимерная электропроводная композиция образуется высокоомная оксидная пленка. В результате работа заземлителя полностью блокируется. Контактный узел электрода на основе полимеров по причине особенностей технологии производства невозможно выполнить при экструзии. Узел устанавливают в электрод, когда последний уже готов. Отсюда и недостатки:
  • невысокая механическая надежность;
  • увеличенное переходное сопротивление контактного узла.
Из-за таких недостатков заземлитель быстро выходит из строя. Вдобавок в процессе растворения полимерный анод оказывает отрицательное влияние на экологию: графит вырабатывается, а в почве остается чистый пластик, не разрушающийся веками.

Ферросилид

Ферросилид — сплав железа с кремнием. Для анодов его используют при обычных плотностях тока с малыми потерями металла. Потери ферросилида варьируются в диапазоне 0,08-0,5 кг/(А • год). Устойчивость этого сплава против электрохимического разрушения объясняется тем, что на его поверхности образуется проводящая, сцепляющаяся пленка диоксида кремния. Пленка образуется в результате соединения ионов кремния с кислородом. Со временем она покрывает всю поверхность АЗ и не дает ионам железа выйти, за счет чего препятствует растворению анода. Поскольку процессы, протекающие на анодном заземлении, осуществляются с участием электронов, скорость их протекания зависит от величины стекающего, т.е. защитного тока. Железокремнистые анодные заземлители в условиях преимущественного выделения кислорода на аноде работают лучше, чем графитовые. Применение ферросилида в разных грунтах продемонстрировало его высокую эффективность как материала изготовления точечных заземлителей: как поверхностных, так и глубинных.

Магнетит

Магнетит — перспективный материал для изготовления анодных заземлителей. Представляет собой сплав на основе оксидов железа. Магнетитовые изделия производят путем отливок при высокой температуре с использованием специальных добавок. Литой электрод получается гладким, плотным и твердым, напоминая стекло. Скорость растворения магнетита — 0,02 кг/(А•год). Анодное растворение магнетита проходит по такому же принципу, как у ферросилида, но есть несколько отличий. Магнетит обладает большей допустимостью плотности тока, поэтому подходит для широкого применения в различных грунтах и морской воде. Но у него как у материала для анодных заземлителей есть существенные недостатки: сложный технологический процесс и высокая стоимость конечных изделий.

Платина и платинированные металлы

Современный опыт катодной защиты включает использование в качестве материала анодных заземлителей платинированного титана. Такие аноды имеют трубчатую форму и сердечник из меди. Их диаметр составляет от 3 до 25,6 мм. Изделия покрыты платиновым слоем толщиной 20 мкм. У платинированного титана как анода есть не только преимущества, но и недостатки: хрупкость, ломкость, высокая цена. Скорость растворения металла находится на уровне 0,08-0,15 кг/(А•год). Аноды на основе покрытого платиной тантала целесообразно применять в условиях высокого рабочего напряжения в системах катодной з ащиты, в которых возможна авторегулировка потенциала. Поскольку пластина отличается высокой химической стойкостью, платинированные аноды допустимо использовать при плотности анодного тока в пределах 2000-3000 А/м2. Что касается применения чистой платины, то такая возможность ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью металла. По этим причинам платину используют только в двух видах: как тонкослойное покрытие на подложке из подверженных пассивации металлов тантала, титана, ниобия или в виде сетки (проволоки), укрепленной в диэлектрической основе. В процессе продолжительных испытаний при плотностях тока в пределах 4,4-40 А/м2 сплавов титана и никеля для анодов в системах катодной защиты было выявлено, что расход материала составляет 1-10 г/(А • год). Такие результаты были бы впечатляющими, не будь процесса образования питтингов. Если на поверхности анода выделяется кислород или хлор, скорость саморастворения анода возрастает из-за подкисления слоя при электроде пропорционально плотности тока. С учетом этого литые аноды из титана с никелем нельзя признать надежными в плане обеспечения работы катодной защиты.

Вывод

Проектируя системы электрохимзащиты, нужно учитывать все плюсы и минусы материалов заземлителей. Лишь правильное понимание протекающих на АЗ процессов позволяет проектировщикам ЭХЗ грамотно подобрать анодный заземлитель в соответствии со свойствами материала и среды, в которой он будет работать в дальнейшем, а также дать верный прогноз по поводу периода эксплуатации.
Анодные заземлители: материалы, свойства и использование при электрохимической защите
Катодная электрохимическая защита — эффективный способ антикоррозионной борьбы на нефтегазопромысловых объектах. Надежность таких установок обеспечивается особенностями конструкции и материалом изготовления анодов. Так как анодные заземлители (АЗ) невозможно осмотреть и отремонтировать, они должны отличаться высокой прочностью. Организовать беспрерывное функционирование систем катодной защиты способны только АЗ, имеющие особые характеристики, основные из которых:
  • высокая электрохимическая устойчивость при анодной поляризации;
  • высокая электропроводность;
  • химическая стойкость к воздействию продуктов электролиза среды;
  • сочетание достаточной прочности и пластичности;
  • качество продукции;
  • технологичность производства.
Анодное заземление используется для введения тока в грунт при обеспечении защиты от коррозии трубопровода, проложенного под землей. На анодном заземлении протекают 2 вида реакций: образование кислорода из воды грунтового электролита — 2Н2О → О2 + 4е- + 4Н+, а также растворение анодного материала — Me → Меn+ + nе-. В зависимости от вклада второй реакции в процесс преобразования тока из электронного в ионный материалы АЗ делятся на несколько типов:
  • растворимые;
  • нерастворимые;
  • малорастворимые.
Эксплуатационные характеристики материалов анодных заземлителей влияют на сферу использования. АЗ могут быть выполнены из металла, графита или другого материала, проводящего ток. Нередко для удешевления конечных изделий в качестве материалов для анодов, предназначенных для установок катодной защиты, выбирают стальной лом. Рассмотрим, в чем отличия средств противокоррозионной защиты из различных материалов и какому варианту отдать предпочтение при выборе.

Виды материалов для анодных заземлителей

Железо

Сплавы на основе железа относятся к растворимым материалам для АЗ. Анодное растворение железа проходит на скорости около 10 кг/(А • год). Такая высокая скорость растворения анодов — существенный минус, который не позволяет широко использовать сплавы на основе железа для системы катодной защиты. Кроме того, растворимые материалы имеют немало других отрицательных факторов. Например, при применении подобных АЗ грунтовые воды сильно загрязняются ионами железа. А из-за неэлектропроводности продуктов растворения такие аноды быстро выходят из строя.

Графит

Графит относится к малорастворимым материалам. Анодные заземлители из графита имеют более продолжительный срок службы. Однако среди других малорастворимых материалов (графитсодержащих, ферросилида и магнетита) графит имеет наибольшую скорость анодного растворения — до 1 кг/(А • год). Графитовые аноды используются в электрохимической промышленности с давних пор и нашли применение в системах катодной защиты. Графит — стабильная модификация углерода, под действием электрохимического процесса он превращается в двуокись углерода. В том случае, если весь накладываемый на графитовый анод ток при катодной защите будет образовывать углекислый газ, такой анод начнет разрушаться со скоростью 1 кг/(А • год). Одна из причин, почему графит разрушается, заключается в выделении кислорода на его поверхности. Но при высокой концентрации хлора в грунтовых электролитах процесс разрушения графита под воздействием кислорода замедляется, поскольку хлор выделяется намного быстрее кислорода. Поэтому графитовые АЗ демонстрируют хорошие показатели в морской воде и прочих средах, содержащих хлор. Материалы, содержащие графит, также имеют ряд недостатков:
  • высокое продольное сопротивление графита;
  • отсутствие стойкости к влажности грунта;
  • подверженность так называемому холодному горению;
  • невысокая рабочая плотность тока.
Оценить скорость анодного растворения подобных материалов сложно из-за наличия в них неэлектродных связующих. С учетом добавленных связующих материалы подразделяют на 2 типа: жесткие — графитопласты, гибкие — графитонаполненная резина или полимеры.

Полимеры

Чтобы получить композицию полимерного электрода, производят пластификацию каучукоосновного связующего, а также вводят в смесь пластификатор и наполнитель, содержащий углерод. Полимерные аноды привлекательны с точки зрения стоимости, но имеют ряд существенных недостатков. Главный минус такой композиции в том, что электроды на основе подобных полимеров характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкими показателями максимально допустимого анодного тока. При повышении анодного тока электрод разогревается и на границе раздела фаз токоввод-полимерная электропроводная композиция образуется высокоомная оксидная пленка. В результате работа заземлителя полностью блокируется. Контактный узел электрода на основе полимеров по причине особенностей технологии производства невозможно выполнить при экструзии. Узел устанавливают в электрод, когда последний уже готов. Отсюда и недостатки:
  • невысокая механическая надежность;
  • увеличенное переходное сопротивление контактного узла.
Из-за таких недостатков заземлитель быстро выходит из строя. Вдобавок в процессе растворения полимерный анод оказывает отрицательное влияние на экологию: графит вырабатывается, а в почве остается чистый пластик, не разрушающийся веками.

Ферросилид

Ферросилид — сплав железа с кремнием. Для анодов его используют при обычных плотностях тока с малыми потерями металла. Потери ферросилида варьируются в диапазоне 0,08-0,5 кг/(А • год). Устойчивость этого сплава против электрохимического разрушения объясняется тем, что на его поверхности образуется проводящая, сцепляющаяся пленка диоксида кремния. Пленка образуется в результате соединения ионов кремния с кислородом. Со временем она покрывает всю поверхность АЗ и не дает ионам железа выйти, за счет чего препятствует растворению анода. Поскольку процессы, протекающие на анодном заземлении, осуществляются с участием электронов, скорость их протекания зависит от величины стекающего, т.е. защитного тока. Железокремнистые анодные заземлители в условиях преимущественного выделения кислорода на аноде работают лучше, чем графитовые. Применение ферросилида в разных грунтах продемонстрировало его высокую эффективность как материала изготовления точечных заземлителей: как поверхностных, так и глубинных.

Магнетит

Магнетит — перспективный материал для изготовления анодных заземлителей. Представляет собой сплав на основе оксидов железа. Магнетитовые изделия производят путем отливок при высокой температуре с использованием специальных добавок. Литой электрод получается гладким, плотным и твердым, напоминая стекло. Скорость растворения магнетита — 0,02 кг/(А•год). Анодное растворение магнетита проходит по такому же принципу, как у ферросилида, но есть несколько отличий. Магнетит обладает большей допустимостью плотности тока, поэтому подходит для широкого применения в различных грунтах и морской воде. Но у него как у материала для анодных заземлителей есть существенные недостатки: сложный технологический процесс и высокая стоимость конечных изделий.

Платина и платинированные металлы

Современный опыт катодной защиты включает использование в качестве материала анодных заземлителей платинированного титана. Такие аноды имеют трубчатую форму и сердечник из меди. Их диаметр составляет от 3 до 25,6 мм. Изделия покрыты платиновым слоем толщиной 20 мкм. У платинированного титана как анода есть не только преимущества, но и недостатки: хрупкость, ломкость, высокая цена. Скорость растворения металла находится на уровне 0,08-0,15 кг/(А•год). Аноды на основе покрытого платиной тантала целесообразно применять в условиях высокого рабочего напряжения в системах катодной з ащиты, в которых возможна авторегулировка потенциала. Поскольку пластина отличается высокой химической стойкостью, платинированные аноды допустимо использовать при плотности анодного тока в пределах 2000-3000 А/м2. Что касается применения чистой платины, то такая возможность ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью металла. По этим причинам платину используют только в двух видах: как тонкослойное покрытие на подложке из подверженных пассивации металлов тантала, титана, ниобия или в виде сетки (проволоки), укрепленной в диэлектрической основе. В процессе продолжительных испытаний при плотностях тока в пределах 4,4-40 А/м2 сплавов титана и никеля для анодов в системах катодной защиты было выявлено, что расход материала составляет 1-10 г/(А • год). Такие результаты были бы впечатляющими, не будь процесса образования питтингов. Если на поверхности анода выделяется кислород или хлор, скорость саморастворения анода возрастает из-за подкисления слоя при электроде пропорционально плотности тока. С учетом этого литые аноды из титана с никелем нельзя признать надежными в плане обеспечения работы катодной защиты.

Вывод

Проектируя системы электрохимзащиты, нужно учитывать все плюсы и минусы материалов заземлителей. Лишь правильное понимание протекающих на АЗ процессов позволяет проектировщикам ЭХЗ грамотно подобрать анодный заземлитель в соответствии со свойствами материала и среды, в которой он будет работать в дальнейшем, а также дать верный прогноз по поводу периода эксплуатации.
Анодные заземлители: материалы, свойства и использование при электрохимической защите
Катодная электрохимическая защита — эффективный способ антикоррозионной борьбы на нефтегазопромысловых объектах. Надежность таких установок обеспечивается особенностями конструкции и материалом изготовления анодов. Так как анодные заземлители (АЗ) невозможно осмотреть и отремонтировать, они должны отличаться высокой прочностью. Организовать беспрерывное функционирование систем катодной защиты способны только АЗ, имеющие особые характеристики, основные из которых:
  • высокая электрохимическая устойчивость при анодной поляризации;
  • высокая электропроводность;
  • химическая стойкость к воздействию продуктов электролиза среды;
  • сочетание достаточной прочности и пластичности;
  • качество продукции;
  • технологичность производства.
Анодное заземление используется для введения тока в грунт при обеспечении защиты от коррозии трубопровода, проложенного под землей. На анодном заземлении протекают 2 вида реакций: образование кислорода из воды грунтового электролита — 2Н2О → О2 + 4е- + 4Н+, а также растворение анодного материала — Me → Меn+ + nе-. В зависимости от вклада второй реакции в процесс преобразования тока из электронного в ионный материалы АЗ делятся на несколько типов:
  • растворимые;
  • нерастворимые;
  • малорастворимые.
Эксплуатационные характеристики материалов анодных заземлителей влияют на сферу использования. АЗ могут быть выполнены из металла, графита или другого материала, проводящего ток. Нередко для удешевления конечных изделий в качестве материалов для анодов, предназначенных для установок катодной защиты, выбирают стальной лом. Рассмотрим, в чем отличия средств противокоррозионной защиты из различных материалов и какому варианту отдать предпочтение при выборе.

Виды материалов для анодных заземлителей

Железо

Сплавы на основе железа относятся к растворимым материалам для АЗ. Анодное растворение железа проходит на скорости около 10 кг/(А • год). Такая высокая скорость растворения анодов — существенный минус, который не позволяет широко использовать сплавы на основе железа для системы катодной защиты. Кроме того, растворимые материалы имеют немало других отрицательных факторов. Например, при применении подобных АЗ грунтовые воды сильно загрязняются ионами железа. А из-за неэлектропроводности продуктов растворения такие аноды быстро выходят из строя.

Графит

Графит относится к малорастворимым материалам. Анодные заземлители из графита имеют более продолжительный срок службы. Однако среди других малорастворимых материалов (графитсодержащих, ферросилида и магнетита) графит имеет наибольшую скорость анодного растворения — до 1 кг/(А • год). Графитовые аноды используются в электрохимической промышленности с давних пор и нашли применение в системах катодной защиты. Графит — стабильная модификация углерода, под действием электрохимического процесса он превращается в двуокись углерода. В том случае, если весь накладываемый на графитовый анод ток при катодной защите будет образовывать углекислый газ, такой анод начнет разрушаться со скоростью 1 кг/(А • год). Одна из причин, почему графит разрушается, заключается в выделении кислорода на его поверхности. Но при высокой концентрации хлора в грунтовых электролитах процесс разрушения графита под воздействием кислорода замедляется, поскольку хлор выделяется намного быстрее кислорода. Поэтому графитовые АЗ демонстрируют хорошие показатели в морской воде и прочих средах, содержащих хлор. Материалы, содержащие графит, также имеют ряд недостатков:
  • высокое продольное сопротивление графита;
  • отсутствие стойкости к влажности грунта;
  • подверженность так называемому холодному горению;
  • невысокая рабочая плотность тока.
Оценить скорость анодного растворения подобных материалов сложно из-за наличия в них неэлектродных связующих. С учетом добавленных связующих материалы подразделяют на 2 типа: жесткие — графитопласты, гибкие — графитонаполненная резина или полимеры.

Полимеры

Чтобы получить композицию полимерного электрода, производят пластификацию каучукоосновного связующего, а также вводят в смесь пластификатор и наполнитель, содержащий углерод. Полимерные аноды привлекательны с точки зрения стоимости, но имеют ряд существенных недостатков. Главный минус такой композиции в том, что электроды на основе подобных полимеров характеризуются высоким электрическим сопротивлением и низкими показателями максимально допустимого анодного тока. При повышении анодного тока электрод разогревается и на границе раздела фаз токоввод-полимерная электропроводная композиция образуется высокоомная оксидная пленка. В результате работа заземлителя полностью блокируется. Контактный узел электрода на основе полимеров по причине особенностей технологии производства невозможно выполнить при экструзии. Узел устанавливают в электрод, когда последний уже готов. Отсюда и недостатки:
  • невысокая механическая надежность;
  • увеличенное переходное сопротивление контактного узла.
Из-за таких недостатков заземлитель быстро выходит из строя. Вдобавок в процессе растворения полимерный анод оказывает отрицательное влияние на экологию: графит вырабатывается, а в почве остается чистый пластик, не разрушающийся веками.

Ферросилид

Ферросилид — сплав железа с кремнием. Для анодов его используют при обычных плотностях тока с малыми потерями металла. Потери ферросилида варьируются в диапазоне 0,08-0,5 кг/(А • год). Устойчивость этого сплава против электрохимического разрушения объясняется тем, что на его поверхности образуется проводящая, сцепляющаяся пленка диоксида кремния. Пленка образуется в результате соединения ионов кремния с кислородом. Со временем она покрывает всю поверхность АЗ и не дает ионам железа выйти, за счет чего препятствует растворению анода. Поскольку процессы, протекающие на анодном заземлении, осуществляются с участием электронов, скорость их протекания зависит от величины стекающего, т.е. защитного тока. Железокремнистые анодные заземлители в условиях преимущественного выделения кислорода на аноде работают лучше, чем графитовые. Применение ферросилида в разных грунтах продемонстрировало его высокую эффективность как материала изготовления точечных заземлителей: как поверхностных, так и глубинных.

Магнетит

Магнетит — перспективный материал для изготовления анодных заземлителей. Представляет собой сплав на основе оксидов железа. Магнетитовые изделия производят путем отливок при высокой температуре с использованием специальных добавок. Литой электрод получается гладким, плотным и твердым, напоминая стекло. Скорость растворения магнетита — 0,02 кг/(А•год). Анодное растворение магнетита проходит по такому же принципу, как у ферросилида, но есть несколько отличий. Магнетит обладает большей допустимостью плотности тока, поэтому подходит для широкого применения в различных грунтах и морской воде. Но у него как у материала для анодных заземлителей есть существенные недостатки: сложный технологический процесс и высокая стоимость конечных изделий.

Платина и платинированные металлы

Современный опыт катодной защиты включает использование в качестве материала анодных заземлителей платинированного титана. Такие аноды имеют трубчатую форму и сердечник из меди. Их диаметр составляет от 3 до 25,6 мм. Изделия покрыты платиновым слоем толщиной 20 мкм. У платинированного титана как анода есть не только преимущества, но и недостатки: хрупкость, ломкость, высокая цена. Скорость растворения металла находится на уровне 0,08-0,15 кг/(А•год). Аноды на основе покрытого платиной тантала целесообразно применять в условиях высокого рабочего напряжения в системах катодной з ащиты, в которых возможна авторегулировка потенциала. Поскольку пластина отличается высокой химической стойкостью, платинированные аноды допустимо использовать при плотности анодного тока в пределах 2000-3000 А/м2. Что касается применения чистой платины, то такая возможность ограничивается дефицитностью и высокой стоимостью металла. По этим причинам платину используют только в двух видах: как тонкослойное покрытие на подложке из подверженных пассивации металлов тантала, титана, ниобия или в виде сетки (проволоки), укрепленной в диэлектрической основе. В процессе продолжительных испытаний при плотностях тока в пределах 4,4-40 А/м2 сплавов титана и никеля для анодов в системах катодной защиты было выявлено, что расход материала составляет 1-10 г/(А • год). Такие результаты были бы впечатляющими, не будь процесса образования питтингов. Если на поверхности анода выделяется кислород или хлор, скорость саморастворения анода возрастает из-за подкисления слоя при электроде пропорционально плотности тока. С учетом этого литые аноды из титана с никелем нельзя признать надежными в плане обеспечения работы катодной защиты.

Вывод

Проектируя системы электрохимзащиты, нужно учитывать все плюсы и минусы материалов заземлителей. Лишь правильное понимание протекающих на АЗ процессов позволяет проектировщикам ЭХЗ грамотно подобрать анодный заземлитель в соответствии со свойствами материала и среды, в которой он будет работать в дальнейшем, а также дать верный прогноз по поводу периода эксплуатации.

Проектирование и установка катодной защиты

Wt = масса одного анода

U = коэффициент использования анода

Ia = Анодный выходной ток

E = эффективность анода

Cr = норма расхода анода в кг / ампер-год

Ca = теоретическая емкость анода в Ампер-год / кг

Количество анодов = W / Wt, W - общий вес, а Wt - вес отдельного анода.

Необходимое количество анодов на основе общего тока

N = Icp / Ia Icp и Ia - общий ток CP, необходимый для выходного тока анода. Количество анодов должно соответствовать как массе, так и току

.

Напряжение питания системы и выход по току анодного слоя

Eap = потенциал поляризации анода - 1700 мВ для Mg Esp = защитный потенциал структуры - 850 мВ

Ecp = 1700 - 850 = 850 мВ

Ia = Ecp / Rt

Sa = общая площадь защищаемой поверхности N = количество анодов

Пример конструкции жертвенной анодной системы

Диаметр трубы 32.4 см, длина 6 км, трубопровод с покрытием FBE Удельное сопротивление почвы 5500 Ом · см

Плотность тока 30 мкА / м²

Удельное сопротивление покрытия r "= 10 Ом-м² Расчетный срок службы 15 лет

1000

= 183 мА

  • С учетом предварительно упакованных 17 фунтов (7.70 кг) (17 D3) Магниевый анод размером 30 ”, диаметром 6”, размещенный на глубине 1,2 метра от уровня сопротивления анода

Rah = 0,159 x ρ (ln 2L ), горизонтальный анод считается

Д д

= 265 Ом

Сопротивление трубопровода Rp = р = = 10 ? ? М²

Sa 3,14 x 0,32 x 6000 м²

= 1,64 Ом

Жертвенный анодный дизайн

= 1700-850 /26.5 + 1,64 = 30 мА

N = Icp = 183 = 6,1 или 6 анодов

,
магниевого заземляющего анода-ID товара :: 605105305-russian.alibaba.com

Магниевый заземляющий анод

Описание продукта

Они предназначены для использования на рыболовных судах, грузовых судах, траулерах и прогулочных судах.

Применение:

Цинковые аноды используются в тех случаях, когда в почвенных условиях требуется использование цинковых анодов, таких как солевой раствор ниже 120 F (50 C).Эти аноды будут защищать объекты под землей, такие как резервуары, контейнеры и подземные сооружения.

Наши аноды используются в прогулочных, коммерческих и военных судах.

Размещается на корпусах, карданных валах, рулях, тримперах, подвесных двигателях, штоковых приводах и в системе кодирования большинства внутренних двигателей для защиты металлических деталей от гальванической коррозии.

стандарт производства:

ASTM

0

Элементы

ASTM B418-95 США Милл 18001 K

Тип I (морская вода)

Тип II (грунт)

Al%

0.1-0,5

<0,005%

Cd%

0,025 - 0,07

<0,003%

<0,005

<0,004%

Pb%

<0,006

003%

Cu%

<0.005

<0.002%

Другие

<0,02%

Прочее Итого

<0,10

<0.10%

Zn

Оставшийся

Баланс

электрохимические характеристики

Вместимость

780 Ач / кг

740 Ач / кг

Близкий потенциал (Ag / AgCl)

-1,1 В

-10007 V

Упаковка и отгрузка

на поддонах со стальными пучками

000 вера: постоянные инновации

900 09

Наш дух: искренность, единство, самоотверженность, трудолюбие

Наша миссия: предоставлять самые передовые продукты и наиболее профессиональные технические решения.


Почему выбирают нас?

Мы являемся профессиональным поставщиком анодов более 16 лет, в основном поставляем:

* Магниевые аноды (ASTM-G97)

* Цинковые аноды (ASTM B418001K) США

* аноды Al-Zn-In (GAIII)

* аноды из высококремнистого чугуна (ASTM-A518-3, BS1591)

Наши аноды поставляются по всему миру, особенно в другие страны мира Америка, азия и т. Д.около 5000 тонн в год. Наши товары регулярно тестируются независимой сторонней лабораторией в США, чтобы обеспечить высокое качество анодов. Наш завод владеет сырьевыми запасами руды, поэтому мы можем предложить вам очень выгодную цену.

Мы также можем принять индивидуальные аноды с вашим логотипом в соответствии с вашим рисунком!

Что делают жертвенные аноды?

A. Все металлы, погруженные в электролит (например, морская вода), производят электрическое напряжение. Когда два разнородных металла находятся в контакте (электрически связаны), они образуют гальванический элемент (например, батарею), причем менее благородный металл (например, бронзовый винт) образует анод, а более благородный металл (вал из нержавеющей стали) образует катод. ,

Алюминиевый анодный сплав обеспечивает большую защиту и дольше, чем цинк.Он будет продолжать работать в пресной воде и безопасен для использования в соленой воде. Алюминий является единственным анодом, который безопасен для всех применений.

В. Когда мы решим использовать цинковые аноды?

A.

Экстерьер подземной или подводной трубы

Внутренняя часть трубопровода для обработки агрессивных вод и стоков

)

9 8 7 9 7 7 9 9 7 9 9 7 7 94 9лю. Прочий электрический кабель в металлической оболочке в подводных или подземных местах

Медные концентрические нейтрали кабеля URD

Контроль коррозии и / или заземление индуктивного переменного тока на подземной трубе

кольцевого пространства наружный стальной корпус и внутренняя труба глубоких скважин

Внутренние днища резервуаров для хранения нефти

Пространственное кольцевое пространство из изолированной стальной трубы под землей или под водой

Двойное дно балластных танков корабля

участки дна грузов / балластные цистерны нефтепродуктов носителей

Различные Cerification

Мы также производим:

Магниевый анод

Алюминиевый анод

Дополнительная информация

,
Системы катодной защиты | Гальванические и токовые аноды
Что такое катодная защита?

Катодная защита (CP) - это электрохимический процесс, который прикладывает постоянный ток к металлу, чтобы замедлить или остановить токи коррозии. При правильном применении CP предотвращает коррозию.

Как работает катодная защита?

Катодная защита работает путем помещения анода или анодов (внешних устройств) в электролит для создания цепи.Ток течет от анода через электролит к поверхности конструкции. Коррозия перемещается к аноду, чтобы остановить дальнейшую коррозию конструкции.

Cathodic Protection Illustration Иллюстрация катодной защиты

Пример катодной защиты трубопровода

На незащищенном трубопроводе потенциальные изменения происходят естественным образом. Куда бы вы ни пошли от незначительного положительного к незначительному отрицательному значению, протекают ток и коррозия гальванического трубопровода. Если вы применяете CP к этому трубопроводу - например, линейный анод MATCOR, который проходит параллельно трубопроводу - ток отводится от анода и на трубопровод, предотвращая коррозию.

Трубопровод без СР

Pipeline with no cathodic protection applied.

CP применяется к трубопроводу

Cathodic Protection Applied to Pipeline

Системы катодной защиты

Коррозия является основной причиной преждевременного разрушения металлических конструкций. Операторы могут продлить срок службы своих установок и оборудования, установив системы CP и регулярно проверяя их. Инженеры CP могут проектировать системы для максимального срока службы и простоты замены.

Широкий спектр применения в гражданской и промышленной сфере использует эти системы для предотвращения коррозии в течение многих лет.Они обычно устанавливаются во время первоначального строительства, крупных расширений или обновлений. MATCO обычно разрабатывает системы для работы в течение 30 лет или дольше.

CP Systems защищает инфраструктурные активы от коррозии. Эти структуры включают в себя:

  • Наземные резервуары
  • Заглубленные трубопроводы
  • Арматурная сталь в бетонных конструкциях
  • Теплообменники
  • Морские сваи
  • Листовые свайные стены
  • Другие металлические конструкции

Что такое два типа систем CP?

cathodic protection systems MATCOR Durammo® Глубокая анодная система катодной защиты

Катодная защита - это средство предотвращения реакции металлических конструкций, таких как трубопроводы и резервуары, на окружающую среду и коррозию.При воздействии окружающей среды углеродистая сталь и другие металлы разрушаются электрохимически и в конечном итоге выходят из строя. Системы CP предотвращают процесс окисления, создавая поток тока от системы к структуре.

CP 101 Video »

Существует два основных типа систем катодной защиты: гальванический и импрессированный ток.

Гальваническая катодная защита

Гальваническая коррозия - это электрохимический процесс, при котором один металл более подвержен коррозии, чем другой, когда оба металла связаны электрически.Гальванические (также называемые жертвенными) аноды, используемые для защиты стальных конструкций, являются примером гальванической коррозии, где гальванический анод корродирует для защиты конструкции.

Анод жертвенный анод представляет собой металлический анод, электрически связанный с защищаемой конструкцией, который более реагирует на окружающую агрессивную среду. Жертвенный анод разъедает, защищая металл защищаемой конструкции.

В гальванической системе аноды, соединенные с защищенной структурой, имеют природный потенциал, который является более отрицательным, чем потенциал структуры.При подключении ток течет от анода (больше отрицательного потенциала) к структуре (меньше отрицательного потенциала) в цепи постоянного тока.

Гальванические аноды (также называемые жертвенными анодами) при правильном применении могут защитить подземные стальные, морские, внутренние и промышленные конструкции от коррозии. Им не требуется внешний источник питания для работы, и поэтому они ограничены в использовании. При правильном применении они могут быть рассчитаны на длительный срок эксплуатации и простоту эксплуатации.

Гальванические аноды доступны в различных конфигурациях, в том числе:
  • Голые металлические аноды, включая магний, цинк, алюминий и другие сплавы
  • Упаковано в засыпку для подземного использования
  • Сделано с внешними стальными ремнями для крепления к конструкциям
  • Типы лент
  • Удочка и специальные формы

Импрессированный ток

Во многих применениях разность потенциалов между гальваническим / расходуемым анодом и стальной конструкцией недостаточна для генерации достаточного тока для обеспечения защиты.В этих случаях источник питания (выпрямитель) может генерировать большие разности потенциалов, позволяя большему току течь к защищаемой структуре. Это упоминается как система катодной защиты (ICCP) с подавлением тока.

Дизайн

Чтобы быть наиболее эффективными и экономичными, системы CP должны быть спроектированы надлежащим образом. CP дизайн является научной дисциплиной, включающей в себя:

  • Понимание условий окружающей среды и конструкции, подлежащей защите от коррозии
  • Обзор вариантов конструкции или приложения
  • Выбор соответствующей системы
  • Полный дизайн, включая подробные спецификации и чертежи с использованием новейшего программного обеспечения

Инженеры-проектировщики, обладающие необходимыми знаниями и знаниями о конструкции, подлежащей защите от коррозии, должны выполнять все этапы проектирования СР.

MATCOR Товары и услуги

MATCOR предлагает ряд решений для защиты активов инфраструктуры, в том числе:

  • Газопроводы
  • Наземные резервуары
  • Морские сооружения, такие как доки и пирсы
  • Завод трубопроводов
  • И больше…

MATCOR Системы катодной защиты включают в себя:

Дополнительные компоненты систем CP

Просмотреть все решения MATCOR CP


Чтобы связаться с нашей командой экспертов по катодной защите для получения дополнительной информации, чтобы задать вопрос или получить предложение, пожалуйста, нажмите ниже.Мы ответим по телефону или электронной почте в течение 24 часов. Для немедленной помощи, пожалуйста, звоните + 1-215-348-2974.

Свяжитесь с экспертом по коррозии ,
заземленный анод - это ... Что такое заземленный анод?
  • AKV - 1) äußerste Kraft voraus EN на полной скорости вперед (навигация) 2) Anzeige Kathodenverstärker EN дисплей заземленный анодный усилитель 3) Allgemeiner Knappschaftsverein EN Генеральная ассоциация шахтерских федераций 4) Allgemeine Kreditvereinbark EN Общая информация… в общем… der deutschsprachigen Presse Gebrauchtwagen

  • Клапанные передатчики - Большинство усилителей-передатчиков большой мощности имеют конструкцию клапана из-за высокой требуемой мощности.Анодные схемы Поскольку клапаны предназначены для работы с гораздо более высокими резистивными нагрузками, чем твердотельные устройства, наиболее распространенной анодной схемой является…… Wikipedia

  • РЧ-усилитель клапана - РЧ-усилитель клапана (Великобритания и Австрия) или ламповый усилитель (США) - это устройство для электрического усиления мощности электрических, обычно (но не исключительно) радиочастотных сигналов. Низкий и средний Усилители клапанов мощности для частот ниже… Википедия

  • Вакуумная трубка - Эта статья об электронном устройстве.Для экспериментов в эвакуированной трубе см. Свободное падение. Для транспортной системы см. Пневматическую трубку. Современные вакуумные лампы, в основном миниатюрный стиль. В электронике вакуумные лампы, электронные трубки (на севере…… Википедия

  • Pentode - Pentode - это электронное устройство, имеющее пять активных электродов. Этот термин чаще всего применяется к вакуумной трубке с тремя решетками, которая была изобретена голландцем Бернхардом Д. Х. Теллегеном в 1926 году.

  • Гнездо трубки - Слева направо: восьмеричные (вид сверху и снизу), локальные и миниатюрные (вид сверху и сбоку) гнезда.Раннее транзисторное гнездо и гнездо IC включены для сравнения. Гнездо для трубки - это электрическое гнездо, в которое помещаются вакуумные трубки (также известные как…… Wikipedia

  • Микроканальный пластинчатый детектор - от сепаратора отдачи Дарсбери Микроканальная пластина (MCP) - это плоский компонент, используемый для обнаружения частиц (электронов или ионов) и падающего излучения (ультрафиолетового излучения и рентгеновских лучей). Он тесно связан с множителем электронов… Википедия

  • Pentagrid преобразователь - Для других типов преобразователей частоты, пожалуйста, см. Преобразователь частоты.Пентагрид-преобразователь представляет собой радиоприемный клапан (вакуумную трубку) с пятью сетками, используемый в качестве ступени смесителя частоты супергетеродинного радиоприемника. Сетки 12SA7GT… Википедия

  • Диод - Рисунок 1: Макрофотография диода, показывающая полупроводниковый кристалл квадратной формы (черный объект слева)… Википедия

  • ускоритель частиц - ускоритель (определение 7). [1945 50] * * * Устройство, ускоряющее пучок быстро движущихся электрически заряженных атомов (ионов) или субатомных частиц.Ускорители используются для изучения строения атомных ядер (см. Атом) и природы субатомных…… Universalium

  • Фотоумножитель - трубки (фотоумножители или сокращенно ФЭУ), представители класса вакуумных трубок и, более конкретно, фототрубок, являются чрезвычайно чувствительными детекторами света в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра.… … Википедия

  • ,

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *