Защищаемая поверхность

Если вспомогательный катод сделан не из того металла, что защищаемая конструкция, то к найденному защитному напряжению Е'3 нужно еще прибавить разность начальных (без тока) потенциалов вспомогательного катода Увк и защищаемой конструкции Vx, т. е. (Увк - У,).

защищаемая конструкция, а к положительному полюсу (т.е. в качестве анода) присоединяется дополнительный электрод, схематично показана для случая защиты подземного трубопровода на рис. 202, а. От отрицательного полюса источника тока /через провод 2 отрицательные заряды поступают в пункте дренажа 3 па защищаемую трубу 4 и текут по ней, попадая через дефектные места изолирующего покрытия 5 в грунт. Из грунта ток переходит па анодное заземление 6, откуда по проводу 7 возвращается к положительному полюсу своего источника. Поверхность металлической трубы при этом поляризуется катодно и защищается от коррозионного разрушения, а анодное заземление, /ля которого обычно применяются ненужные стальные бал-

ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА. Критерий степени защиты, включая и перезащиту, получают с помощью измерения потенциала защищаемой конструкции. Для практики эти измерения наиболее важны, они общеприняты и широко используются специалистами по коррозии. Такой подход основан на фундаментальном положении, что оптимум катодной защиты достигается, когда защищаемая конструкция поляризована до потенциала анодных участков в отсутствие тока. Этот эмпирически установленный потенциал для стали равен —0,85 В по отношению к насыщенному медносульфатному электроду или —0,53 В.

. Катодная поляризация осуществляется с помощью наложенного тока от внешнего источника, обычно выпрямителя 1, который преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный. Защищаемая конструкция 2 соединяется с отрицательным полюсом выпрямителя тока и действует в качестве катода.

Второй электрод 3 (анодное заземление) соединяется с положительным полюсом источника тока и действует в качестве анода. Катодная защита возможна только в том случае, когда защищаемая конструкция и анодное заземление находятся в электрическом и электролитическом контакте: первое достигается с помощью металлических проводников, а второе благодаря наличию электролитической среды 5 (грунт), в которую нагружена защищаемая конструкция и анодное заземление.

- Защищаемая конструкция

СКЗ - станция катодной защиты; г/ - сопротивление соединительного провода СКЗ - защищаемая конструкция; гг - сопротивление защищаемой конструкции; Гз - переходное сопротивление между защищаемой конструкцией и коррозионной средой; /v - сопротивление вспомогательного электрода (анода); г* - сопротивление соединительного провода анод - СКЗ

Рис. 46. Схема анодной защиты химического аппарата с центральным расположением катода: 1 - источник питания (регулятор потенциала); 2 - защищаемая конструкция (анод); 3 - катод; 4 - электрод сравнения

В обоих случаях защищаемая конструкция подвергается катодной поляризации, которая смещает ее потенциал к отрицательным значениям, а рН электролита, контактирующего непосредственно с металлом, сдвигается в щелочную область. Благодаря высокому рН на поверхности металла осаждаются гидроокись магния, карбонаты кальция и магния, образуя пленку подобно накипи. Эта пленка экранирует металлическую поверхность и затрудняет диффузию кислорода. Плотность защитного тока можно уменьшить за счет увеличения толщины защитной пленки.

Защищаемая конструкция

СКЗ - станция катодной защиты, г/ - сопротивление соединительного провода; СКЗ - защищаемая конструкция; г? - сопротивление защищаемой конструкции; г3 - переходное сопротивление между защищаемой конструкцией и коррозионной средой; т4 - сопротивление вспомогательного электрода (анода); г$ - сопротивление соединительного провода анод - СКЗ

Электрохимическая защит;! металлов от коррозии основана на уменьшении скорости коррозии металлических конструкций путем их катодной или анодной поляризации. Наибольшее распространение иашла так называемая катодная защита металлов, которая может осуществляться присоединением защищаемой металлический конструкции или к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока (т.е. в качестве катода), или к металлу, имеющему CKVHV отрицательный потенциал Первый способ защиты металлов, осуществляемый подачей постоянного тока от внешнего источника, получил название катодной защиты, а второй, осуществляемый путем присоединения защищаемой конструкции к электроду, обладающему потенциалом, более отрицательным, чем защищаемая поверхность,— протекторной защиты.

Комплексное применение изоляции и катодной защиты дает высокий экономический и технический эффект. Иногда для внутренней поверхности днища и нижних боковых поясов вертикальных стальных резервуаров, кожухов трубопроводов, выполняемых методом продавливания, применяет только катодную защиту, так как защищаемая поверхность не столь велика, как у трубопроводов.

Эффективность полимерной пленки как защитного покрытия в значительной мере определяется ее герметичностью. Процесс проникновения влаги через покрытие состоит из сорбции (поглощения) ее покрытием, диффузии в покрытии и десорбции (выделении) на границе раздела покрытие — защищаемая поверхность. При слабом взаимодействии влаги с покрытием скорость прохождения ее через покрытие определяется в основном скоростью диффузии и описывается законом Фика

Выясним, насколько эффективно могут выполнять роль диффузионного барьера полимерные покрытия, практически не поглощающие пары воды, т. е. имеющие W да 10~10 — 10~? г/см-ч-мм рт.ст. В формуле (2.16) dp/dx можно приближенно заменить на р/х, где х — толщина защитной пленки; р — давление паров над ней. Предположим, что покрытие имеет толщину х = 0,2 мм и находится при 20° С в насыщенных парах воды (р = 2400 Па). Подсчитаем время t, в течение которого через покрытие пройдет количество паров воды Q»6-10~8 г, которое необходимо для образования монослоя на 1 см2 границы раздела полимер — защищаемая поверхность. Результаты расчета приведены во второй строке табл. 2.2. Из данных этой таблицы видно, что даже для такого низкопроницаемого полимера, как фторопласт-4, уже примерно часовая выдержка в насыщенных парах воды при 20° С приводит к скоплению у защищаемой поверхности целого монослоя воды. Для покрытий из эпоксидной смолы это происходит примерно за полминуты.

Следовательно, создание прочных, но достаточно редких связей покрытия с подложкой, способных обеспечить высокую адгезию, является необходимым, но недостаточным условием для защиты поверхности изделия от воздействия влаги. Поэтому антикоррозионные защитные покрытия наносятся в несколько слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию. Верхние, кроющие слои играют роль диффузионного барьера и придают изделию товарный вид. Они наносятся на нижний слой, непосредственно касающийся защищаемой поверхности; этот слой называют грунтом. Функция •его состоит в предотвращении или по крайней мере в торможении процессов, приводящих к коррозии. Для выполнения таких функций грунт должен, во-первых, состоять из пленкообразующего вещества* имеющего высокую адгезию к защищаемой поверхности, во-вторых, содержать специальные добавки, способные тормозить коррозию. В качестве таковых используют обычно пигменты, обладающие окислительными или щелочными свойствами — окислы свинца, хроматы, окись цинка и др. Растворяясь в воде, проникшей через покрытие, они пассивируют защищаемую поверхность, делая ее коррозионно более стойкой. Часто в грунты вводят порошки металлов, химически более активных, чем защищаемая поверхность. Эти порошки выполняют в грунте ту же роль, какую выполняет цинковое покрытие на железе: окисляясь сами, они предотвращают от коррозии поверхность изделия. Хорошие результаты дает сочетание предварительного анодирования или фосфатирования поверхности с последующим нанесением на нее полимерной защиты.

В частном случае, когда защищаемая поверхность является плоской, а размеры протекторов или анодов малы (по сравнению с размерами зоны защиты) , зона защиты близка к круговой и эффективность систем электрохимической защиты характеризуется ее радиусом (г защ) •

Рассматриваемые коррозионные пары могут быть представлены двумя наиболее типичными расчетными моделями (рис. 2.12 и 2..13) . В том и в другом случае поверхность s2 (основная или защищаемая поверхность) предполагается плоской, а поверхность st (какого-либо включения на основной поверхности или протектора на защищаемой поверхности) считается совпадающей с плоскостью s2 (см. рис. 2.12) или выступающей над ней (см. рис. 2.13).

Расчет катодной защиты сводится к расчету распределения электрического поля, создаваемого гальванической системой: катод (защищаемая поверхность) — аноды (система протяженных или точечных вспомогательных электродов). Алгоритмы и результаты расчетов для многих вариантов конструкций катодов и анодов приведены в [6]. Рассмотрим два важнейших частных случая — защиту плоских металлоконструкций и внутренней поверхности трубопроводов [7].

—> защищаемая поверхность; 2 — слой лакокрасочного покрытия;

нанесению. Защищаемая поверхность предварительно должна быть очищена от грязи и масла. Каркас или проволочная сетка должны быть надежно укреплены. Проволоку иногда отжигают, чтобы сделать ее более мягкой.

соотношении SBTI-O: SNI-P = 1:1 защищаемая поверхность и

Рекомендуем ознакомиться:

Защитными свойствами

Заготовки требуемой

Заготовки устанавливаются

Заготовку нагревают

Заготовку предварительно

Заготовок используют

Заготовок необходимо

Заготовок подвергаемых

Заготовок позволяет

Меню:

Главная страница Термины