Quvurlarni korroziyadan katodik himoya qilish printsipi. Magistral quvur tarmoqlarining korroziyaga moyilligi. Galvanik himoya qurilmalari

Plastmassa qanchalik mashhur bo'lmasin, erga yotqizilgan (ko'milgan) ko'pchilik avtomobil yo'llari po'lat yoki quyma temir namunalaridan o'rnatiladi. Bunday quvurlarning muhim kamchiliklari, ularning barcha inkor etilmaydigan afzalliklariga qaramay, materiallarning korroziyaga moyilligi hisoblanadi. Turi qanday bo'lishidan qat'i nazar (elektron/kimyoviy, adashgan oqim yoki boshqa omillar tufayli) xizmat muddatini sezilarli darajada qisqartiradi. muhandislik kommunikatsiyalari yoki uning alohida qismi.

Mahalliy sharoitga va iqtisodiy maqsadga muvofiqligiga qarab, amalda quvurlarni himoya qilishning bir necha usullari qo'llaniladi. Ularning barchasi 2 guruhga bo'lingan - faol va passiv. Katodik himoya birinchisiga tegishli. Ushbu material uning xususiyatlariga, tartibga solish texnologiyasiga va ishlash printsipiga bag'ishlangan.

Quvurlarni katodli himoya qilish sxemasi

Murakkab

• Sanoat/kuchlanish manbai.
• Oqim konvertori (AC/DC).
• Anodli topraklama o'tkazgichi (bitta yoki estrodiol).
• O'chirishni ulash elementlari (metall o'tkazgichlar).

Qo'shimcha

• Voltmetr.
• Nazorat elektrodi (mis sulfat).

Ishlash printsipi

Ulanish

Ushbu sxemada katodning rolini quvur liniyasining o'zi bajaradi. U "-" rektifikatoriga ulanadi. Shunga ko'ra, anod uning "+" ga to'g'ri keladi.

Ishlash holati

Elektrolitik muhitning mavjudligi (in Ushbu holatda– tuproq) va o‘tkazuvchan materialdan tayyorlangan anod. Bu metall bo'lishi shart emas.

Himoya qilishning ishlash tartibi

Zanjirga kuchlanish qo'llanilganda, a elektr maydoni, quvur liniyasi qismida katod polarizatsiyasini yaratish. Davom etayotgan jarayonlarning murakkabligiga kirmasdan, shuni aytish kifoyaki, natijada quvur liniyasi emas, balki anod vayron bo'ladi, chunki u aniq "+" kuchlanish hududida hosil bo'ladi. Muayyan vaqtdan so'ng, marshrutdagi bir yoki bir nechta quvurlarga qaraganda, tuproq elektrodini almashtirish ancha oson va arzonroq.

Katodik himoya sxemalarining xususiyatlari

• Elektr manbai sifatida ham statsionar liniyalardan, ham mobil generatorlardan foydalanish mumkin.
• Maxsus qoplamaga ega bo'lmagan quvurlar uchun himoya maydonining maksimal salohiyati tartibga solinmaydi. Boshqa hollarda (masalan, marshrut elementlari polimer izolyatsiyasiga ega bo'lsa) har bir sxema uchun alohida hisoblab chiqiladi.
• Quvur liniyasining o'ziga xos xususiyatlariga ko'ra, anodli topraklama elektrodlari joylashtirish usuli (tarqatilgan, kontsentratsiyalangan) va er sathiga (cho'zilgan, chuqur) nisbatan joylashuvida farq qilishi mumkin.
• Anod materiali kamida 15 yil davomida almashtirilmasdan ishlashga asoslangan ma'lum bir tuproq uchun tanlanadi. Tuproq elektrodi har qanday muhitga joylashtirilsa, bu muddat sun'iy ravishda oshirilishi mumkin. Masalan, maydalangan koksga.

Quvurlarni himoya qilish usullari tashqi korroziya passiv va faolga bo'linadi .

Passiv himoya usullari trubaning tashqi yuzasini er osti suvlari bilan aloqa qilishdan va adashgan elektr toklaridan izolyatsiya qilishni ta'minlash, bu suv o'tkazmaydigan, metallga kuchli yopishish va mexanik kuchga ega bo'lgan korroziyaga qarshi dielektrik qoplamalar yordamida amalga oshiriladi. Quvurlarni izolyatsiya qilish uchun bitum, polimerlar va laklar asosidagi qoplamalar qo'llaniladi.

Bitumli qoplama mastikasida uning issiq viskozitesini oshirish va qoplamaning mexanik kuchini oshirish uchun mineral plomba yoki maydalangan kauchuk mavjud. Bitum qoplamalarining mustahkamligi va chidamliligini oshirish uchun brizol va shisha tolali materiallar qo'llaniladi.

Polimer asosidagi qoplamalar elim yordamida polietilen yoki polivinilxlorid lentalardir. Lenta tozalangan va astarlangan quvur liniyasiga o'raladi.

Laklar er usti quvurlarini atmosfera korroziyasidan himoya qilish uchun ishlatiladi.

Faqat izolyatsion qoplama bilan himoyalangan quvur liniyalarining uzoq muddatli ishlashi paytida korroziya natijasida shikastlanishlar quvurlarni erga yotqizishdan keyin 5-8 yil ichida tuproqning korroziyasi tufayli yuzaga keladi, chunki izolyatsiya vaqt o'tishi bilan mustahkamlik xususiyatlarini yo'qotadi va tashqi elektrokimyoviy jarayonlarning intensiv jarayonlari. uning yoriqlarida korroziya boshlanadi. Elektrokimyoviy korroziya jarayonlarining mohiyati quyidagicha.

Elektrokimyoviy korroziya (korroziv vayronagarchilik) korroziy muhit ta'sirida yuzaga keladi, tabiatan xilma-xil bo'lib, quvur liniyalari va asbob-uskunalarning korroziya shikastlanishining aksariyat qismini keltirib chiqaradi. Elektrokimyoviy korroziya ikki jarayonda sodir bo'ladi - katod va anodik. Elektrokimyoviy korroziya jarayonlari elektrokimyoviy kinetika qonunlariga muvofiq davom etadi, bunda umumiy reaksiya reaktsiyasini quyidagi, asosan mustaqil elektrod jarayonlariga bo'lish mumkin:

a) anodik jarayon - metallning ekvivalent miqdordagi elektronni qoldirib, ionlar (suvli eritmalarda, odatda gidratlangan) shaklida eritmaga o'tishi;

b) katod jarayon - metallda paydo bo'ladigan ortiqcha elektronlarning depolyarizatorlar tomonidan o'zlashtirilishi.

Shunga ko'ra, elektrokimyoviy korroziyadan himoya qilish uchun elektrokimyoviy himoyaning faol usullari qo'llaniladi.

Faol himoya usullari tashqi korroziyaga qarshi quvurlar shunday elektr tokini yaratishni ta'minlaydi, bunda quvur liniyasining butun metalli, uning qo'shimchalarining heterojenligiga qaramay, katodga aylanadi va anod qo'shimcha ravishda erga joylashtirilgan metalldir. Ikkita tur mavjud faol himoya tashqi korroziyadan quvurlar - qurbonlik va katodik .

Qurbonlik himoyasi bilan quvur liniyasiga izolyatsiyalangan o'tkazgich bilan ulangan quvur liniyasi yonida yanada faolroq metall (himoyachi) qo'yiladi. Himoyachilar sink, alyuminiy yoki magniy qotishmalaridan tayyorlanadi.

Katodik himoya bilan, to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai (katod stantsiyasi) yordamida (13.24-rasm) quvur liniyasi va quvur liniyasi yonida joylashgan metall qismlari (odatda eski quvurlar, metall parchalari) o'rtasida potentsial farq hosil bo'ladi, shunda salbiy zaryad quvur liniyasiga, metall qismlariga esa - musbat. Shunday qilib, qurbonlik va katodik himoyada qo'shimcha ravishda erga qo'yilgan metall anod bo'lib, vayron bo'ladi va quvur liniyasining tashqi korroziyasi sodir bo'lmaydi.

Ishlash printsipi protektor himoyasi galvanik elementning ishlashiga o'xshash (13.25-rasm).

Ikki elektrod (truba va po'latdan ko'ra elektromanfiyroq metalldan yasalgan himoyachi) tuproq elektrolitiga botiriladi va o'tkazgich bilan bog'lanadi. Himoya qiluvchi material ko'proq elektronegativ bo'lganligi sababli, potentsial farqning ta'siri ostida elektronlarning protektor bo'ylab protektordan quvur liniyasiga yo'naltirilgan harakati mavjud. Shu bilan birga, himoya materialining ion atomlari eritma ichiga kiradi, bu uning yo'q qilinishiga olib keladi. Joriy quvvat nazorat ustuni yordamida nazorat qilinadi.

Shunday qilib, metallni yo'q qilish hali ham sodir bo'ladi, lekin quvur liniyasi emas, balki himoyachi.

Quvurlarni adashgan oqimlar ta'sirida yo'q qilishdan himoya qilish, ularni himoyalangan tuzilmadan tuzilishga - adashgan oqim manbaiga yoki maxsus topraklamaga olib tashlashni (drenaj qilishni) ta'minlaydigan usul deyiladi. elektr drenajini himoya qilish .

To'g'ridan-to'g'ri, polarizatsiyalangan va mustahkamlangan drenaj ishlatiladi (13.26-rasm).

To'g'ridan-to'g'ri elektr drenaji - Bu drenaj qurilmasi ikki tomonlama o'tkazuvchanlik. To'g'ridan-to'g'ri elektr drenaj sxemasi quyidagilarni o'z ichiga oladi: reostat (R), kalit (K), sug'urta (Pr) va signal o'rni (Cp). Quvur liniyasi-rels pallasida oqim kuchi reostat tomonidan boshqariladi. Agar oqim qiymati ruxsat etilgan qiymatdan oshsa, sug'urta yonib ketadi va oqim o'rni o'rashidan o'tadi, bu yoqilganda tovush yoki yorug'lik signalini keltirib chiqaradi.

To'g'ridan-to'g'ri elektr drenaji quvur liniyasining potentsiali temir yo'l tarmog'ining potentsialidan doimiy ravishda yuqori bo'lgan hollarda qo'llaniladi, bu erda adashgan oqimlar chiqariladi. Aks holda, drenaj quvur liniyasiga adashgan oqimlarning oqishi uchun kanalga aylanadi.

Polarizatsiyalangan elektr drenaji bir tomonlama o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan drenaj qurilmasi. Polarizatsiyalangan drenaj bir tomonlama o'tkazuvchanlik elementi (valf elementi) VE mavjudligi bilan to'g'ridan-to'g'ri drenajdan farq qiladi. Polarizatsiyalangan drenaj bilan oqim faqat quvur liniyasidan temir yo'lga oqadi, bu drenaj simi orqali quvur liniyasiga adashgan oqimlarning oqimini yo'q qiladi.

Kengaytirilgan drenaj U nafaqat quvur liniyasidan adashgan oqimlarni olib tashlash, balki unga kerakli miqdordagi himoya potentsialini ta'minlash uchun zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Kuchaytirilgan drenaj - an'anaviy katod stantsiyasi bo'lib, u salbiy qutb bilan himoyalangan strukturaga, musbat qutb esa anodik topraklamaga emas, balki elektrlashtirilgan transportning relslariga ulanadi.

Shuni ta'kidlash kerakki, kompressor stantsiyalari, gaz taqsimlash stantsiyalari, neft nasos stantsiyalari va boshqa shunga o'xshash ob'ektlarda joylashgan texnologik uskunalarning himoya topraklama konturlari er osti kommunikatsiyalarini elektrokimyoviy himoya qilish tizimiga ekranlovchi ta'sir ko'rsatmasligi kerak.

Elektrokimyoviy himoya vositalarining konstruktsiyasi keng ko'lamli ish hajmi, magistral quvurning ko'p kilometrlari bo'ylab cho'zilganligi, g'ildirakli transport vositalarining o'tishi qiyin bo'lgan joylarning mavjudligi, shuningdek, qurilish-montaj ishlarining ko'pligi bilan tavsiflanadi.

Elektrokimyoviy himoyaning samarali ishlashi faqat bilan mumkin yuqori sifatli hammasini o'rnatish strukturaviy elementlar. Buning uchun ishni ilmiy asoslangan tashkil etish, maksimal mexanizatsiyalash va yuqori malakali qurilish-montaj ishchilari talab qilinadi. Quvurlarni himoya qilish uchun cheklangan miqdordagi o'rnatish turlari qo'llanilganligi va elektrokimyoviy himoya elementlari asosan standart bo'lganligi sababli, asosiy yig'ish birliklari va bloklari zavodda oldindan tayyorlanishi kerak.

Magistral quvurlarni korroziyadan elektrokimyoviy himoya qilish uchun katod, elektr drenaj vositalari va qurilmalari, qurbonlik himoyasi, elektr o'tkazgichlar, nazorat o'lchash punktlari va namunaviy dizayndagi konstruktiv birliklardan foydalaniladi.

Elektrokimyoviy himoyani qurish bo'yicha ishlar ikki bosqichda amalga oshirilishi kerak. Birinchi bosqichda quyidagi ishlarni bajarish kerak:

Ish joyining marshrutlarini, elektr uzatish liniyalarini va kabellarni belgilash, qurilish maydonchasini tayyorlash;

Uskunalar, yig'ish birliklari, ehtiyot qismlar, apparatlar, asboblar va materiallar uchun saqlash joylarini tanlash va tartibga solish;

Uskunalar, mashinalar va mexanizmlarni yetkazib berish;

Saytni ishga tayyorlash;

O'rnatish uskunalarini yetkazib berish katodik himoya, yig'ish birliklari, ehtiyot qismlar, apparatlar, asboblar, armatura va materiallar;

Xandaqlar va chuqurlarda tuproqning rivojlanishi. Uskunalar va kabellarni ishchi hujjatlarda ko'rsatilgan darajaga o'rnatgandan so'ng, siqishni bilan to'ldirish;

Anodik va himoya topraklama qurilishi, himoya vositalarini o'rnatish va yotqizish;

er osti kommunikatsiyalarini yotqizish;

Quvurlardan katod va boshqaruv elektr simlarini, shuningdek anodik, himoya topraklama va himoya simlarning kontaktli ulanishlarini o'rnatish;

Qurilayotgan poydevorlarga uskunani o'rnatish uchun yuk ko'taruvchi tayanch konstruktsiyalarni o'rnatish va yotqizish.

Ishning birinchi bosqichi quvur liniyasining texnologik qismida asosiy qurilish ishlari bilan bir vaqtda amalga oshirilishi kerak.

Ikkinchi bosqichda uskunani o'rnatish, unga elektr kabellari va simlarini ulash va elektr aloqalari va o'rnatilgan uskunalarni individual sinovdan o'tkazish bo'yicha ishlarni bajarish kerak.

Ikkinchi bosqichning ishi, qoida tariqasida, asosiy turlar tugagandan so'ng bajarilishi kerak qurilish ishlari va bir vaqtning o'zida elektrokimyoviy himoya vositalari va qurilmalarini birlashtirilgan jadval bo'yicha ishga tushirish, sinovdan o'tkazish va sozlashni amalga oshiradigan ixtisoslashtirilgan tashkilotlarning ishi bilan.

Elektrokimyoviy himoya vositalari va qurilmalarini ishga tushirish, sinovdan o'tkazish va sozlash alohida ECP vositalari va qurilmalari va elektrokimyoviy himoya tizimining ishlashini tekshirish, uni ishga tushirish va loyihada nazarda tutilgan rejimni o'rnatish uchun amalga oshiriladi. joriy me'yoriy-texnik hujjatlarga muvofiq er osti quvurlari uchastkasini tashqi korroziyadan elektrokimyoviy himoya qilish.

Elektrokimyoviy korroziyadan himoya qilish katod va drenaj himoyasidan iborat. Quvurlarni katodik himoya qilish ikkita asosiy usul bilan amalga oshiriladi: metall himoya anodlaridan foydalanish (galvanik himoya usuli) va tashqi manbalardan foydalanish to'g'ridan-to'g'ri oqim, uning minuslari quvurga ulangan va ortiqcha anodli topraklama (elektr usuli).

Guruch. 1. Katodik himoyaning ishlash printsipi

Korroziyaga qarshi galvanik protektor himoyasi

Elektrolitik muhit bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qiladigan metall konstruktsiyani elektrokimyoviy himoya qilishning eng aniq usuli bu galvanik himoya usuli bo'lib, u quyidagilarga asoslanadi. turli metallar elektrolitlarda turli elektrod potentsiallari mavjud. Shunday qilib, agar siz ikkita metalldan galvanik juft hosil qilsangiz va ularni elektrolitga joylashtirsangiz, u holda metall ko'proq bo'ladi. salbiy potentsial anod-protektorga aylanadi va yo'q qilinadi, kamroq salbiy potentsialga ega bo'lgan metallni himoya qiladi. Himoyachilar asosan ko'chma elektr manbalari bo'lib xizmat qiladi.

Himoyachilarni ishlab chiqarish uchun asosiy materiallar sifatida magniy, alyuminiy va sink ishlatiladi. Magniy, alyuminiy va sinkning xossalarini taqqoslashdan ko'rinib turibdiki, ko'rib chiqilayotgan elementlardan magniy eng katta elektromotor kuchga ega. Shu bilan birga, himoyachilarning eng muhim amaliy xususiyatlaridan biri bu koeffitsientdir foydali harakat, foydali olish uchun ishlatiladigan protektor massasining ulushini ko'rsatadi elektr energiyasi zanjirda. Samaradorlik magniy va magniy qotishmalaridan tayyorlangan himoyachilar samaradorligi bilan Zn va Al asosidagi himoyachilardan farqli o'laroq, kamdan-kam hollarda 50% dan oshadi. 90% yoki undan ko'p.

Guruch. 2. Magniy himoyachilariga misollar

Odatda, himoya qurilmalari mavjud bo'lmagan quvurlarni katodli himoya qilish uchun ishlatiladi elektr kontaktlari qo'shni kengaytirilgan kommunikatsiyalar, quvurlarning alohida uchastkalari, shuningdek, tanklar, po'lat bilan himoya qoplamalari(patronlar), er osti tanklari va konteynerlari, po'lat tayanchlar va qoziqlar va boshqa konsentrlangan narsalar.

Shu bilan birga, protektorli o'rnatishlar ularni joylashtirish va sozlashdagi xatolarga juda sezgir. Noto'g'ri tanlov yoki protektor birliklarini joylashtirish ularning samaradorligini keskin pasayishiga olib keladi.

Katodik korroziyadan himoya qilish

Er osti korroziyasidan elektrokimyoviy himoya qilishning eng keng tarqalgan usuli metall konstruktsiyalar- bu himoyalangan metall yuzaning katodik polarizatsiyasi orqali amalga oshiriladigan katodik himoya. Amalda, bu himoyalangan quvur liniyasini katodik himoya stantsiyasi deb ataladigan tashqi to'g'ridan-to'g'ri oqim manbaining salbiy qutbiga ulash orqali amalga oshiriladi. Manbaning ijobiy qutbi metall, grafit yoki Supero'tkazuvchilar kauchukdan tayyorlangan tashqi qo'shimcha elektrodga kabel orqali ulanadi. Ushbu tashqi elektrod, er osti dala quvurlari bo'lsa, tuproqda, himoya qilinadigan ob'ekt bilan bir xil korroziy muhitga joylashtiriladi. Shunday qilib, yopiq elektr davri hosil bo'ladi: qo'shimcha tashqi elektrod - tuproq elektrolitlari - quvur liniyasi - katod kabeli - DC manbai - anod kabeli. Buning bir qismi sifatida elektr zanjiri quvur liniyasi katod bo'lib, shahar manbaining musbat qutbiga ulangan qo'shimcha tashqi elektrod anodga aylanadi. Ushbu elektrod anodli topraklama deb ataladi. Quvurga ulangan oqim manbaining manfiy zaryadlangan qutbi, tashqi anodik topraklama mavjud bo'lganda, quvur liniyasini katodik polarizatsiya qiladi, anod va katod uchastkalarining potentsiali amalda tenglashtiriladi.

Shunday qilib, katodik himoya tizimi himoyalangan struktura, to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai (katodik himoya stantsiyasi), anodni topraklama, birlashtiruvchi anod va katod liniyalari, atrofdagi elektr o'tkazuvchan muhit (tuproq), shuningdek monitoring tizimining elementlari - boshqaruvdan iborat. va o'lchash nuqtalari.

Drenajni korroziyadan himoya qilish

Quvurlarni adashgan oqimlar tomonidan korroziyadan drenajdan himoya qilish ushbu oqimlarni manbaga yoki erga yo'naltirilgan drenajlash orqali amalga oshiriladi. Drenaj himoyasini o'rnatish bir necha turdagi bo'lishi mumkin: tuproqli, to'g'ridan-to'g'ri, polarizatsiyalangan va mustahkamlangan drenaj.

Guruch. 3. Drenajni himoya qilish stantsiyasi

Tuproqni drenajlash quvurlarni anod zonalari joylarida qo'shimcha elektrodlar bilan erga ulash orqali amalga oshiriladi, to'g'ridan-to'g'ri drenaj quvur liniyasi va adashgan oqim manbaining salbiy qutbi o'rtasida elektr o'tkazgichni yaratish orqali amalga oshiriladi, masalan, elektrlashtirilgan temir yo'l tarmog'i. temir yo'l. Polarizatsiyalangan drenaj, to'g'ridan-to'g'ri drenajdan farqli o'laroq, faqat bir tomonlama o'tkazuvchanlikka ega, shuning uchun relslarda ijobiy potentsial paydo bo'lganda, drenaj avtomatik ravishda o'chiriladi. Kengaytirilgan drenajda oqim konvertori qo'shimcha ravishda sxemaga kiritilgan bo'lib, drenaj oqimini oshirishga imkon beradi.

Elektrokimyoviy himoya qilishning tez-tez ishlatiladigan usullaridan biri turli dizaynlar Zanglashdan metallar orasida katodik himoya mavjud. Ko'pgina hollarda, u metall yuzalarga maxsus qoplamalarni qo'llash bilan birgalikda qo'llaniladi.

1 Katodik himoya haqida umumiy ma'lumot

Metalllarning bunday himoyasi birinchi marta 1820-yillarda Humphry Davy tomonidan tasvirlangan. Uning hisobotlariga asoslanib, 1824 yilda HMS Samarang kemasida taqdim etilgan nazariya sinovdan o'tkazildi. Kemaning mis qoplamasiga temir anod himoyachilari o'rnatildi, bu misning zanglash tezligini sezilarli darajada pasaytirdi. Texnika ishlab chiqila boshlandi va bugungi kunda barcha turdagi metall konstruktsiyalarning katodi (quvurlar, avtomobil elementlari va boshqalar) eng samarali va keng qo'llaniladigan deb tan olingan.

Ishlab chiqarish sharoitida metallarni bunday himoya qilish (ko'pincha katod polarizatsiyasi deb ataladi) ikkita asosiy usul yordamida amalga oshiriladi.

1. Yo'q qilishdan himoyalangan struktura tashqi oqim manbaiga ulangan. Bunday holda, metall mahsulot katod vazifasini bajaradi. Va anodlar inert qo'shimcha elektrodlardir. Ushbu texnika odatda quvurlarni, payvandlangan metall poydevorlarni va burg'ulash platformalarini himoya qilish uchun ishlatiladi.
2. Galvanik tipdagi katod polarizatsiyasi. Ushbu sxema bilan metall strukturasi yuqori elektronegativ potentsialga ega bo'lgan metall bilan aloqa qiladi (alyuminiy, magniy, alyuminiy qotishmalari, sink). Bunday holda, anod ikkala metalga ham tegishli (asosiy va himoya). Elektromanfiy materialning erishi (sof elektrokimyoviy jarayonni anglatadi) himoyalangan mahsulot orqali kerakli katod oqimining oqishiga olib keladi. Vaqt o'tishi bilan "himoyachi" metall butunlay yo'q qilinadi. Galvanik polarizatsiya izolyatsion qatlamga ega bo'lgan tuzilmalar uchun, shuningdek, nisbatan kichik metall buyumlar uchun samarali.

Birinchi texnika butun dunyoda keng qo'llanilgan. Bu juda oddiy va iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq bo'lib, metallni umumiy korroziyadan va uning ko'plab turlaridan - zanglamaydigan po'latdan yasalgan zarralararo korroziyadan, ular ishlayotgan kuchlanishlardan kelib chiqqan guruch mahsulotlarining yorilishidan himoya qilish imkonini beradi.

Galvanik sxema AQShda ko'proq qo'llanildi. Mamlakatimizda uning samaradorligi yuqori bo'lsa-da, kamroq qo'llaniladi. Rossiyada metallarning qurbonlik himoyasidan cheklangan foydalanish mamlakatimizdagi ko'plab quvurlarda maxsus qoplama qo'llanilmasligi bilan bog'liq va bu korroziyaga qarshi galvanik texnikani amalga oshirish uchun zaruriy shartdir.

2 Metalllarning standart katod polarizatsiyasi qanday ishlaydi?

Katodik korroziyadan himoya qilish bir-biriga o'rnatilgan oqimdan foydalanish orqali erishiladi. U tuzilishga rektifikator yoki sanoat chastotasi bo'lgan boshqa (tashqi) oqim manbasidan etkazib beriladi. o'zgaruvchan tok kerakli konstantaga o'zgartiriladi. Himoya qilinadigan ob'ekt rektifikatsiya qilingan oqimga ("minus" qutbga) ulangan. Shunday qilib, struktura katoddir. Anodik topraklama (ikkinchi elektrod) "ortiqcha" ga ulangan.

Ikkilamchi elektrod va struktura o'rtasida yaxshi elektrolitik va elektron aloqa mavjudligi muhim ahamiyatga ega. Birinchisi, anod va himoyalangan ob'ektni cho'mdirilgan tuproq bilan ta'minlanadi. Bu holda tuproq elektrolitik muhit vazifasini bajaradi. Elektron aloqa metall materiallardan tayyorlangan o'tkazgichlar yordamida amalga oshiriladi.

Katodik korroziyaga qarshi himoyani tartibga solish elektrolitik muhit va polarizatsiya potentsial ko'rsatkichi (yoki strukturaning o'zi) o'rtasidagi himoya potentsialini qat'iy belgilangan qiymatda saqlash orqali amalga oshiriladi. Ko'rsatkich yuqori qarshilik shkalasi bo'lgan voltmetr bilan o'lchanadi.

Bu erda potentsial nafaqat polarizatsiya komponentiga, balki boshqa komponentga - (ohmik) kuchlanishning pasayishiga ham ega ekanligini tushunish kerak. Ushbu pasayish katod oqimining samarali qarshilik orqali o'tishi tufayli yuzaga keladi. Bundan tashqari, katodik himoya sifati faqat zangdan himoyalangan mahsulot yuzasida polarizatsiyaga bog'liq. Shu sababli, metall konstruktsiyaning xavfsizligining ikkita xususiyati ajralib turadi - eng yuqori va eng past polarizatsiya potentsiallari.

Yuqorida aytilganlarning barchasini hisobga olgan holda metallarning qutblanishini samarali tartibga solish, ohmik komponentning ko'rsatkichi hosil bo'lgan potentsial farq qiymatidan chiqarib tashlangan taqdirda mumkin bo'ladi. Bunga polarizatsiya potentsialini o'lchash uchun maxsus sxema yordamida erishish mumkin. Biz uni ushbu maqola doirasida tasvirlamaymiz, chunki u ko'plab maxsus atamalar va tushunchalar bilan to'ldirilgan.

Qoida tariqasida, katod texnologiyasi qoplama bilan birgalikda qo'llaniladi tashqi yuzasi mahsulotlarni korroziyadan himoya qilish uchun maxsus himoya materiallari.

Izolyatsiya qilinmagan quvurlarni va boshqa tuzilmalarni himoya qilish uchun iqtisodiy jihatdan foydasiz va texnik jihatdan qiyin bo'lgan sezilarli oqimlardan foydalanish kerak.

3 Avtomobil elementlarini katodik himoya qilish

Korroziya faol va juda agressiv jarayondir. Avtomobil komponentlarini zangdan yuqori sifatli himoya qilish avtomobil ixlosmandlari uchun ko'plab muammolarni keltirib chiqaradi. Istisnosiz barcha transport vositalari korroziy vayron bo'lishi mumkin, chunki zang paydo bo'lganda ham boshlanadi bo'yoq qoplamasi mashinada kichik tirnalish paydo bo'ladi.

Avtomobilni korroziyadan himoya qilish uchun katodik texnologiya bugungi kunda juda keng tarqalgan. U barcha turdagi mastikalardan foydalanish bilan birga ishlatiladi. Ushbu uslub ma'lum bir avtomobil qismining yuzasiga elektr potentsialini qo'llashni nazarda tutadi, bu zanglashni samarali va uzoq muddatli inhibe qilishga olib keladi.

Ta'riflangan avtomobil himoyasida katod - bu uning eng zaif qismlariga joylashtirilgan maxsus plitalar. Va anodning rolini avtomobil tanasi o'ynaydi. Potensiallarning bunday taqsimlanishi mashina tanasining yaxlitligini ta'minlaydi, chunki faqat katod plitalari vayron bo'ladi va asosiy metall korroziyaga uchramaydi.

Katodik usul yordamida himoyalanishi mumkin bo'lgan transport vositasining zaif joylari quyidagilardir:

• pastki qismning orqa va old qismlari;
• orqa g'ildirak kamar;
• yon chiroqlar va faralarni o'zlari o'rnatish joylari;
• qanot-g'ildirak bo'g'inlari;
• eshiklar va eshiklarning ichki joylari;
• g'ildirak qo'riqchilari orqasidagi bo'sh joy (old).

Avtomobilni himoya qilish uchun siz maxsus elektron modulni (ba'zi hunarmandlar o'zlari qiladi) va himoya plitalarini sotib olishingiz kerak. Modul avtomobilning ichki qismiga o'rnatilgan va bort tarmog'iga ulangan (avtomobil dvigateli o'chirilganda quvvatlanishi kerak). Qurilmani o'rnatish tom ma'noda 10-15 daqiqa davom etadi. Bundan tashqari, u minimal energiya sarflaydi va juda yuqori sifatli korroziyaga qarshi himoyani kafolatlaydi.

Himoya plitalari bo'lishi mumkin har xil o'lcham. Ularning soni, shuningdek, avtomobilning qayerga o'rnatilganligiga, shuningdek, elektrodning geometrik parametrlariga qarab farqlanadi. Amalda, elektrod hajmi qanchalik kichik bo'lsa, sizga kamroq plitalar kerak bo'ladi.

Katodik usul yordamida avtomobilni korroziyadan himoya qilish boshqa qiyosiy jihatdan ham amalga oshiriladi oddiy usullarda. Eng asosiysi, avtomobil akkumulyatorining ortiqcha simini oddiy batareyaga ulashdir. metall garaj. Ulanish uchun rezistordan foydalanish kerakligini unutmang.

4 Katodik polarizatsiya usuli yordamida quvurlarni himoya qilish

Turli maqsadlardagi quvurlarni bosimsizlantirish ko'p hollarda yorilishlar, yoriqlar va bo'shliqlar paydo bo'lishidan kelib chiqadigan korroziyaga olib kelishi natijasida yuzaga keladi. Ayniqsa, er osti kommunikatsiyalari zangga moyil. Ularda turli xil potentsialga ega bo'lgan zonalar (elektrodlar) hosil bo'ladi, bu tuproqning heterojenligi va quvurlar ishlab chiqarilgan metallarning heterojen tarkibi tufayli yuzaga keladi. Ushbu zonalarning paydo bo'lishi tufayli korroziv galvanik komponentlarning faol shakllanishi jarayoni boshlanadi.

Maqolaning boshida tasvirlangan sxemalar (galvanizatsiya yoki tashqi energiya manbai) bo'yicha amalga oshiriladigan quvur liniyalarining katodik polarizatsiyasi ularning ishlashi paytida quvur materialining erish tezligini kamaytirishga asoslangan. Bunday pasayish korroziya potentsialini tabiiy salohiyatga nisbatan ko'proq salbiy ko'rsatkichlarga ega bo'lgan zonaga o'tkazish orqali erishiladi.

20-asrning birinchi uchdan birida metallarning katodik qutblanish potentsiali aniqlandi. Uning ko'rsatkichi -0,85 volt. Ko'pgina tuproqlarda tabiiy potentsial metall konstruktsiyalar-0,55 dan -0,6 volt oralig'ida.

Bu shuni anglatadiki, uchun samarali himoya quvurlar korroziya potentsialini "ko'chirish" kerak salbiy tomoni 0,25-0,3 voltda. Bunday kattalik bilan zanglashning kommunikatsiyalar holatiga amaliy ta'siri deyarli to'liq zararsizlantiriladi (yiliga korroziya tezligi 10 mikrometrdan oshmaydi).

Hozirgi manbadan (tashqi) foydalanadigan texnika ko'p mehnat talab qiladigan va juda murakkab hisoblanadi. Lekin beradi yuqori daraja quvurlarni himoya qilish, uning energiya resursi hech narsa bilan cheklanmaydi, shu bilan birga tuproqning qarshiligi (o'ziga xos) himoya choralari sifatiga minimal ta'sir qiladi.

Katodik polarizatsiya uchun quvvat manbalari odatda 0,4 da havo elektr uzatish liniyalari; 6 va 10 kV. Yo'q hududlarda energiya manbalari sifatida gaz, issiqlik va dizel generatorlaridan foydalanishga ruxsat beriladi.

"Himoya" oqimi quvurlar uzunligi bo'ylab notekis taqsimlanadi. Uning eng katta qiymati drenaj nuqtasi deb ataladigan joyda - manba ulangan joyda qayd etiladi. Bu nuqtadan masofa qanchalik katta bo'lsa, quvurlar kamroq himoyalangan. Shu bilan birga, to'g'ridan-to'g'ri ulanish sohasida ortiqcha oqim mavjud Salbiy ta'sir quvur liniyasida - metallarning vodorod yorilishi ehtimoli yuqori.

Galvanik anodlardan foydalanish usuli past qarshilikka ega (50 ohm * m gacha) tuproqlarda yaxshi samaradorlikni ko'rsatadi. Yuqori qarshilik guruhidagi tuproqlarda qo'llanilmaydi, chunki u hech qanday maxsus natija bermaydi. Bu erda anodlar alyuminiy, magniy va sink asosidagi qotishmalardan tayyorlanganligini qo'shimcha qilish kerak.

5 Katodik himoya stantsiyalari (CPS) haqida qisqacha ma'lumot

Er osti yotqizilgan quvurlarni korroziyaga qarshi himoya qilish uchun SCPlar ularning yo'nalishi bo'ylab o'rnatiladi, shu jumladan:

• anodik topraklama;
• joriy manba;
• nazorat va o'lchash nuqtasi;
• ulanish funktsiyalarini bajaradigan kabellar va simlar.

Stansiyalar elektr tarmoqlariga yoki avtonom qurilmalarga ulangan. Bitta er osti koridorida ikki yoki undan ortiq quvur liniyasi yotqizilganda VCSda bir nechta topraklama ulanishlari va energiya manbalarini o'rnatishga ruxsat beriladi. Biroq, bu korroziyaga qarshi choralar uchun xarajatlarning oshishiga olib keladi.

Ko'p chiziqli kommunikatsiyalarda faqat bitta o'rnatish o'rnatilgan bo'lsa, uning quvurlarga ulanishi maxsus bloklar yordamida amalga oshiriladi. Ular quvur mahsulotlariga ko'r-ko'rona o'tish moslamalarini o'rnatishda yuzaga keladigan kuchli galvanik juftlarning shakllanishiga yo'l qo'ymaydi. Ushbu bloklar quvurlarni bir-biridan ajratib turadi, shuningdek, strukturani zangdan maksimal himoya qilishni kafolatlaydigan har bir quvur liniyasi elementida kerakli potentsialni tanlashga imkon beradi.

Chiqish kuchlanish da katod stantsiyalari avtomatik ravishda sozlanishi mumkin (bu holda o'rnatish tiristorlar bilan jihozlangan) yoki qo'lda (agar kerak bo'lsa, operator transformator sariqlarini almashtiradi). VSClar vaqt o'zgaruvchan sharoitlarda ishlaydigan holatlarda, kuchlanishni avtomatik tartibga soluvchi stantsiyalarni ishlatish tavsiya etiladi.

Ularning o'zlari (o'ziga xos) tuproqning qarshiligini, adashgan oqimlarning ko'rinishini va ta'sir qiluvchi boshqa omillarni kuzatadilar. salbiy ta'sir himoya sifati bo'yicha va VCS ishini avtomatik ravishda sozlash. Ammo himoya oqimi va uning kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshilik ko'rsatkichi o'zgarishsiz qoladigan tizimlarda o'rnatishdan foydalanish yaxshiroqdir. qo'lda sozlash chiqish kuchlanishi.

Qo'shimcha qilaylik, avtomatik rejimda tartibga solish ikkita ko'rsatkichdan biriga muvofiq amalga oshiriladi:

• himoya oqimi (galvanostatik konvertorlar);
• himoya qilinayotgan ob'ektning potentsialiga ko'ra (potentsiostatik konvertorlar).

6 Ma'lum katodli himoya stantsiyalari haqida ma'lumot

Mashhur mahalliy VCS-lar orasida bir nechta o'rnatishlarni ajratib ko'rsatish mumkin. Stansiya katta talabga ega Minerva - 3000- Gazprom ob'ektlari uchun frantsuz va rus muhandislari tomonidan ishlab chiqilgan kuchli tizim. Bitta Minerva 30 kilometrgacha bo'lgan quvurlarni zangdan ishonchli himoya qilish uchun etarli. Stansiya quyidagi asosiy afzalliklarga ega:

• uning barcha komponentlarini noyob ishlab chiqarish qobiliyati;
• VCS kuchini oshirish (muloqotlarni juda yomon himoya qoplamasi bilan himoya qilish mumkin);
• 15 soniya davomida stantsiya ish rejimlarini o'z-o'zini davolash (favqulodda ortiqcha yuklardan keyin);
• ish sharoitlarini kuzatish va issiqlik nazorat qilish tizimi uchun yuqori aniqlikdagi raqamli uskunalarning mavjudligi;
• Mavjudligi himoya sxemalari o'lchash va kirish davrlarining ortiqcha kuchlanishidan;
• harakatlanuvchi qismlarning yo'qligi va elektr shkafining mahkamligi.

Ga qo'shimcha sifatida Minerva - 3000 uchun o'rnatishlarni ulashingiz mumkin masofaviy boshqarish stansiyaning ishi bo'yicha va masofaviy boshqarish uning jihozlari.

Tizimlar ham mukammal texnik ko'rsatkichlarga ega ASKG-TM- elektr kabellari, shahar va magistral quvurlarni, shuningdek, gaz va neft mahsulotlari saqlanadigan rezervuarlarni himoya qilish uchun zamonaviy telemexaniklashtirilgan adaptiv stantsiyalar. Bunday qurilmalar bilan ishlab chiqariladi turli ko'rsatkichlar(1 dan 5 kilovattgacha) chiqish quvvati. Ularda ko‘p funksiyali telemetriya majmuasi mavjud bo‘lib, u ma’lum VCS ish rejimini tanlash, stansiya parametrlarini kuzatish va o‘zgartirish, shuningdek, kiruvchi ma’lumotlarni qayta ishlash va operatorga jo‘natish imkonini beradi.

Foydalanishning afzalliklari ASKG-TM:

• OPC texnologiyasini qo'llab-quvvatlash hisobiga SCADA komplekslariga integratsiya qilish imkoniyati;
• zaxira va asosiy aloqa kanali;
• quvvat qiymatini tanlash (chiqish);
• nosozliklarga chidamliligini oshirish;
• keng ish harorati oralig'i;
• chiqish parametrlarini o'rnatishning noyob aniqligi;
• tizimning quvvat chiqishini kuchlanishdan himoya qilish.

SKZ va boshqa turlari mavjud, ular haqida ma'lumotni Internetdagi ixtisoslashgan saytlarda topish oson.

7 Qanday ob'ektlarni katod polarizatsiyasi yordamida himoya qilish mumkin?

Avtomobillar va quvurlarni himoya qilishdan tashqari, ko'rib chiqilayotgan polarizatsiya usullari temir-beton konstruktsiyalarga (binolar, yo'l inshootlari, poydevorlar va boshqalar) kiritilgan armaturani korroziyadan himoya qilish uchun faol qo'llaniladi. Odatda, armatura bitta elektr tizimi bo'lib, unga xloridlar va suv kirganda faol korroziyaga uchraydi.

Beton sanitariya bilan birgalikda katodik polarizatsiya korroziya jarayonlarini to'xtatadi. Bunday holda, ikki turdagi anodlardan foydalanish kerak:

• asosiylari titan, grafit yoki ularning metall oksidi qoplamasi bilan birikmasidan, shuningdek, silikon quyma temirdan tayyorlangan;
• taqsimlovchi novdalar - qo'shimcha metall himoya qatlami yoki metall bo'lmagan elektr o'tkazuvchan qoplamali titanium qotishmalaridan tayyorlangan novdalar.

Berilgan tashqi oqimni sozlash orqali temir-beton konstruktsiyasi, mustahkamlashning potentsialini tanlang.

Polarizatsiya kontinental shelfda, gaz va neft konlarida joylashgan doimiy inshootlarni himoya qilishning ajralmas usuli hisoblanadi. Boshlang'ich himoya qoplamalar bunday ob'ektlarni qayta tiklash mumkin emas (ular demontaj va quruq angarlarga olib o'tishni talab qiladi), ya'ni faqat bitta variant qoladi - metallarni katodik himoya qilish.

Dengiz korroziyasidan himoya qilish uchun fuqarolik kemalarining galvanik polarizatsiyasi sink, magniy va alyuminiy qotishmalaridan tayyorlangan anodlar yordamida qo'llaniladi. Sohilda (ta'mirlash va bog'lash paytida) kemalar SCZ ga ulanadi, ular uchun anodlar platinalangan titandan qilingan.

Katodik himoya ham halokatdan himoya qilish uchun ishlatiladi ichki qismlar idishlar va konteynerlar, shuningdek, chiqindilar bilan aloqa qiladigan quvurlar sanoat suvlari va boshqa agressiv elektrolitlar. Polarizatsiya bu holda ushbu tuzilmalardan texnik xizmat ko'rsatmasdan foydalanish vaqtini 2-3 barobar oshiradi.

A. G. Semenov, umumiy direktor, QK "Elkon", G. Kishinyov; L. P. Sysa, yetakchi muhandis tomonidan ECP, NPK "Vektor", G. Moskva

Kirish

Katodik himoya stantsiyalari (CPS) elektrokimyoviy (yoki katod) himoya tizimining (ECP) zarur elementidir. er osti quvurlari korroziyadan. VCS ni tanlashda ular ko'pincha eng kam xarajat, xizmat ko'rsatish qulayligi va operatsion xodimlarning malakasiga asoslanadi. Sotib olingan uskunaning sifatini baholash odatda qiyin. Mualliflar katodik himoyaning asosiy vazifasi qanchalik yaxshi bajarilishini aniqlaydigan pasportlarda ko'rsatilgan SCZning texnik parametrlarini ko'rib chiqishni taklif qiladilar.

Mualliflar o'zlarini qat'iy ifoda etishni maqsad qilmaganlar ilmiy til tushunchalarni belgilashda. ECP xizmatlarining xodimlari bilan muloqot qilish jarayonida biz ushbu odamlarga shartlarni tizimlashtirishga yordam berish va eng muhimi, ularga elektr tarmog'ida ham, VCPning o'zida ham nima sodir bo'layotgani haqida tasavvur berish kerakligini tushundik. .

VazifaECP

Katodik himoya SCZ dan elektr toki ketma-ket ulangan uchta qarshilikdan tashkil topgan yopiq elektr zanjiri orqali oqganda amalga oshiriladi:

· quvur liniyasi va anod o'rtasidagi tuproq qarshiligi; I anodli tarqalish qarshiligi;

· quvur liniyasi izolyatsiyasining qarshiligi.

Quvur va anod o'rtasidagi tuproq qarshiligi tarkibi va tashqi sharoitlariga qarab keng farq qilishi mumkin.

Anod ECP tizimining muhim qismidir va iste'mol qilinadigan element bo'lib xizmat qiladi, uning erishi ECPni amalga oshirish imkoniyatini ta'minlaydi. Eritma, samarali ishchi sirt maydonining kamayishi va oksidlarning shakllanishi tufayli ish paytida uning qarshiligi barqaror ravishda oshadi.

Keling, ECP ning himoyalangan elementi bo'lgan metall quvur liniyasining o'zini ko'rib chiqaylik. Metall trubaning tashqi tomoni izolyatsiya bilan qoplangan, unda mexanik tebranishlar, mavsumiy va kunlik harorat o'zgarishi va boshqalar ta'sirida ish paytida yoriqlar paydo bo'ladi. Namlik quvur liniyasining gidro- va issiqlik izolatsiyasida hosil bo'lgan yoriqlar orqali kirib boradi va quvur metallining erga tegishi sodir bo'ladi, bu esa quvurdan metallni olib tashlashni osonlashtiradigan galvanik juftlikni hosil qiladi. Yoriqlar va ularning o'lchamlari qancha ko'p bo'lsa, shunchalik ko'p ko'proq metall chiqariladi. Shunday qilib, galvanik korroziya sodir bo'ladi, unda metall ionlarining oqimi oqadi, ya'ni. elektr toki.

Oqim oqayotganligi sababli, tashqi oqim manbasini olish va uni aynan shu tokni qondirish uchun yoqish g'oyasi paydo bo'ldi, buning natijasida metall chiqariladi va korroziya paydo bo'ladi. Ammo savol tug'iladi: bu sun'iy oqim qanday kattalikda berilishi kerak? Ko'rinib turibdiki, ortiqcha va minus nol metallni olib tashlash oqimini beradi. Ushbu oqimni qanday o'lchash mumkin? Tahlil shuni ko'rsatdiki, o'rtasidagi keskinlik metall quvur va tuproq, ya'ni. izolyatsiyaning har ikki tomonida -0,5 dan -3,5 V gacha bo'lishi kerak (bu kuchlanish himoya potentsiali deb ataladi).

VazifaSKZ

SCP ning vazifasi nafaqat ECP pallasida oqimni ta'minlash, balki himoya potentsiali qabul qilingan chegaralardan tashqariga chiqmasligi uchun uni saqlab turishdir.

Shunday qilib, agar izolyatsiya yangi bo'lsa va u hali zarar ko'rmagan bo'lsa, unda uning qarshiligi elektr toki talab qilinadigan potentsialni saqlab qolish uchun yuqori va kichik oqim kerak. Izolyatsiya yoshi bilan uning qarshiligi pasayadi. Binobarin, SCZ dan kerakli kompensatsiya oqimi ortadi. Izolyatsiyada yoriqlar paydo bo'lsa, u yanada kuchayadi. Stansiya himoya potentsialini o'lchashi va shunga mos ravishda chiqish oqimini o'zgartirishi kerak. Va ECP vazifasi nuqtai nazaridan boshqa hech narsa talab qilinmaydi.

RejimlarishSKZ

ECP ning to'rtta ish rejimi bo'lishi mumkin:

· chiqish oqimi yoki kuchlanish qiymatlarini barqarorlashtirmasdan;

· I chiqish kuchlanishini barqarorlashtirish;

· chiqish oqimini barqarorlashtirish;

· I himoya potentsialini barqarorlashtirish.

Darhol aytaylik, barcha ta'sir etuvchi omillardagi o'zgarishlarning qabul qilingan diapazonida ECP vazifasini bajarish faqat to'rtinchi rejimdan foydalanganda to'liq ta'minlanadi. Bu VCS ish rejimi uchun standart sifatida qabul qilinadi.

Potensial sensor stantsiyani potentsial daraja haqida ma'lumot bilan ta'minlaydi. Stansiya o'z oqimini kerakli yo'nalishda o'zgartiradi. Muammolar ushbu potentsial sensorni o'rnatish zarur bo'lgan paytdan boshlanadi. Uni ma'lum bir hisoblangan joyga o'rnatishingiz kerak, stantsiya va sensor o'rtasidagi ulanish kabeli uchun xandaq qazishingiz kerak. Shaharda aloqa o'rnatgan har bir kishi bu qanday qiyinchilik ekanligini biladi. Bundan tashqari, sensor davriy texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladi.

Mumkin bo'lgan fikr-mulohazalarga ega bo'lgan ish rejimi bilan bog'liq muammolar yuzaga kelganda, quyidagi amallarni bajaring. Uchinchi rejimdan foydalanganda, qisqa muddatda izolyatsiya holati juda oz o'zgaradi va uning qarshiligi deyarli barqaror bo'lib qoladi deb taxmin qilinadi. Shuning uchun barqaror izolyatsiya qarshiligi orqali barqaror oqim oqimini ta'minlash kifoya va biz barqaror himoya potentsialini olamiz. O'rta va uzoq muddatda zarur tuzatishlar maxsus o'qitilgan layner tomonidan amalga oshirilishi mumkin. Birinchi va ikkinchi rejimlar VCSga yuqori talablarni qo'ymaydi. Ushbu stansiyalar dizayni sodda va natijada ishlab chiqarishda ham, ishlatishda ham arzon. Ko'rinishidan, bu holat atrof-muhitning past korroziv faolligi sharoitida joylashgan ob'ektlarning ECPda bunday SCZdan foydalanishni belgilaydi. Agar tashqi sharoitlar (izolyatsiya holati, harorat, namlik, adashgan oqimlar) himoyalangan ob'ektda qabul qilinishi mumkin bo'lmagan rejim hosil bo'ladigan darajada o'zgarsa, bu stantsiyalar o'z vazifalarini bajara olmaydi. Ularning rejimini sozlash uchun texnik xodimlarning tez-tez bo'lishi kerak, aks holda ECP vazifasi qisman bajariladi.

XususiyatlariSKZ

Avvalo, VCS da belgilangan talablar asosida tanlanishi kerak normativ hujjatlar. Va, ehtimol, bu holatda eng muhim narsa GOST R 51164-98 bo'ladi. Ushbu hujjatning "I" ilovasida stansiyaning samaradorligi kamida 70% bo'lishi kerakligi ko'rsatilgan. RMS tomonidan yaratilgan sanoat shovqinlari darajasi GOST 16842 tomonidan belgilangan qiymatlardan oshmasligi kerak va chiqish harmoniklari darajasi GOST 9.602 ga mos kelishi kerak.

SPS pasporti odatda quyidagilarni ko'rsatadi: Men chiqish quvvatini baholadim;

Nominal chiqish quvvatida samaradorlik.

Nominal chiqish quvvati - bu stantsiya nominal yukda etkazib beradigan quvvat. Odatda bu yuk 1 ohmni tashkil qiladi. Samaradorlik nominal chiqish quvvatining nominal rejimda stansiya tomonidan iste'mol qilinadigan faol quvvatga nisbati sifatida aniqlanadi. Va bu rejimda samaradorlik har qanday stantsiya uchun eng yuqori hisoblanadi. Biroq, ko'pchilik VCS nominal rejimda ishlamaydi. Quvvat yukining koeffitsienti 0,3 dan 1,0 gacha. Bunday holda, bugungi kunda ishlab chiqarilgan ko'pgina stantsiyalar uchun haqiqiy samaradorlik sezilarli darajada pasayadi, chunki chiqish quvvati pasayadi. Bu, ayniqsa, tiristorlarni tartibga soluvchi element sifatida ishlatadigan transformator SSC uchun seziladi. Transformatorsiz (yuqori chastotali) RMS uchun chiqish quvvatining pasayishi bilan samaradorlikning pasayishi sezilarli darajada kamroq bo'ladi.

Turli dizayndagi VMS uchun samaradorlikning o'zgarishining umumiy ko'rinishini rasmda ko'rish mumkin.

Rasmdan. ko'rinib turibdiki, agar siz, masalan, nominal samaradorligi 70% bo'lgan stantsiyadan foydalansangiz, tarmoqdan olingan elektr energiyasining yana 30 foizini behuda sarflaganingizga tayyor bo'ling. Va bu nominal chiqish quvvatining eng yaxshi holatda.

Nominal qiymatdan 0,7 ga teng chiqish quvvati bilan siz elektr yo'qotishlaringiz sarflangan foydali energiyaga teng bo'lishiga tayyor bo'lishingiz kerak. Qaerda shunchalik ko'p energiya yo'qoladi?

· transformatorlarning o'rashlarida, choklarda va faol kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementlarida ohmik (termik) yo'qotishlar;

· stantsiyani boshqarish sxemasini ishlatish uchun energiya xarajatlari;

· radio emissiya ko'rinishidagi energiya yo'qotishlari; yuk ustidagi stantsiya chiqish oqimining pulsatsiya energiyasini yo'qotish.

Bu energiya anoddan yerga tarqaladi va foydali ish hosil qilmaydi. Shuning uchun pulsatsiya koeffitsienti past bo'lgan stantsiyalardan foydalanish juda zarur, aks holda qimmat energiya isrof qilinadi. Pulsatsiya va radio emissiyaning yuqori darajasida nafaqat elektr yo'qotishlari ko'payadi, balki qo'shimcha ravishda bu befoyda tarqalgan energiya shovqinlarni keltirib chiqaradi. normal ishlash atrofdagi hududda joylashgan ko'plab elektron uskunalar. VCS pasporti ham zarurligini ko'rsatadi to'liq quvvat, keling, ushbu parametrni aniqlashga harakat qilaylik. SKZ elektr tarmog'idan energiya oladi va buni har bir vaqt birligida biz stansiyaning boshqaruv panelidagi sozlash tugmasi bilan bajarishga ruxsat berganimizdek bir xil intensivlik bilan bajaradi. Tabiiyki, siz tarmoqdan energiyani aynan shu tarmoqning kuchidan oshmaydigan quvvat bilan olishingiz mumkin. Va agar tarmoqdagi kuchlanish sinusoidal ravishda o'zgarsa, u holda tarmoqdan energiya olish qobiliyatimiz sekundiga 50 marta sinusoidal ravishda o'zgaradi. Misol uchun, tarmoq kuchlanishi noldan o'tganda, undan hech qanday quvvat olish mumkin emas. Biroq, kuchlanish sinusoidi maksimal darajaga etganida, o'sha paytda bizning tarmoqdan energiya olish qobiliyati maksimal bo'ladi. Boshqa har qanday vaqtda bu imkoniyat kamroq. Shunday qilib, ma'lum bo'lishicha, har qanday vaqtda tarmoqning kuchi keyingi vaqtdagi kuchidan farq qiladi. Ushbu quvvat qiymatlari lahzali quvvat deb ataladi bu daqiqa vaqt va bunday kontseptsiyani ishlatish qiyin. Shuning uchun biz sinusoidal kuchlanish o'zgarishi bo'lgan tarmoq doimiy kuchlanishli tarmoq bilan almashtiriladigan xayoliy jarayondan aniqlanadigan samarali quvvat deb ataladigan kontseptsiyaga kelishib oldik. Elektr tarmoqlarimiz uchun ushbu doimiy kuchlanishning qiymatini hisoblaganimizda, u 220 V bo'lib chiqdi - bu samarali kuchlanish deb ataldi. Va kuchlanish sinusoidining maksimal qiymati amplitudali kuchlanish deb nomlandi va u 320 V ga teng kuchlanish bilan o'xshashlik bilan samarali oqim qiymati tushunchasi kiritildi. Samarali kuchlanish qiymati va samarali oqim qiymatining mahsuloti umumiy quvvat sarfi deb ataladi va uning qiymati RMS pasportida ko'rsatilgan.

Va VCS ning o'zida to'liq quvvat to'liq ishlatilmaydi, chunki u energiyani isrof qilmaydigan turli xil reaktiv elementlarni o'z ichiga oladi, lekin uni energiyaning qolgan qismi yukga o'tishi uchun sharoit yaratish uchun ishlatadi va keyin bu sozlash energiyasini tarmoqqa qaytaradi. Bu qaytarilgan energiya reaktiv energiya deb ataladi. Yukga o'tkaziladigan energiya faol energiya hisoblanadi. Yukga o'tkazilishi kerak bo'lgan faol energiya va VMSga etkazib beriladigan umumiy energiya o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadigan parametr quvvat omili deb ataladi va stansiya pasportida ko'rsatilgan. Va agar biz o'z imkoniyatlarimizni ta'minot tarmog'ining imkoniyatlari bilan muvofiqlashtirsak, ya'ni. tarmoq kuchlanishining sinusoidal o'zgarishi bilan sinxron ravishda biz undan quvvat olamiz, keyin bu holat ideal deb ataladi va tarmoq bilan shu tarzda ishlaydigan VMS quvvat omili birlikka teng bo'ladi.

Stansiya himoya potentsialini yaratish uchun faol energiyani iloji boricha samarali tarzda uzatishi kerak. SKZ buni amalga oshirish samaradorligi samaradorlik omili bilan baholanadi. Qancha energiya sarflanishi energiyani uzatish usuliga va ish rejimiga bog'liq. Muhokama uchun ushbu keng maydonga kirmasdan, biz faqat transformator va transformator-tiristorli SSClarning yaxshilanish chegarasiga yetganligini aytamiz. Ularda ish sifatini oshirish uchun mablag‘ yo‘q. Kelajak yuqori chastotali VMSga tegishli bo'lib, ular har yili ishonchli va oson bo'lib bormoqda. O'z ishining samaradorligi va sifati bo'yicha ular o'zlarining oldingilaridan allaqachon oshib ketishdi va takomillashtirish uchun katta zaxiraga ega.

Iste'molchixususiyatlari

SKZ kabi qurilmaning iste'mol xususiyatlariga quyidagilar kiradi:

1. O'lchamlari, vazn Va kuch. Stansiya qanchalik kichikroq va engil bo'lsa, o'rnatish va ta'mirlash vaqtida uni tashish va o'rnatish xarajatlari shunchalik past bo'ladi, deb aytishning hojati yo'q.

2. Saqlash qobiliyati. Saytda stantsiyani yoki yig'ilishni tezda almashtirish qobiliyati juda muhimdir. Laboratoriyada keyingi ta'mirlash bilan, ya'ni. VCS qurishning modulli printsipi.

3. Qulaylik V xizmat. Ta'mirlashning qulayligi, tashish va ta'mirlash qulayligidan tashqari, bizning fikrimizcha, quyidagilar bilan belgilanadi:

barcha kerakli ko'rsatkichlar va o'lchov vositalarining mavjudligi, VCS ning ish rejimini masofadan boshqarish va nazorat qilish imkoniyati.

xulosalar

Yuqoridagilardan kelib chiqib, bir qator xulosalar va tavsiyalar berish mumkin:

1. Transformator va tiristor-transformator stansiyalari har jihatdan umidsiz eskirgan va zamonaviy talablarga javob bermaydi, ayniqsa energiya tejash sohasida.

2. Zamonaviy stantsiya quyidagilarga ega bo'lishi kerak:

· butun yuk oralig'ida yuqori samaradorlik;

· quvvat koeffitsienti (cos I) butun yuk oralig'ida 0,75 dan past bo'lmagan;

· chiqish kuchlanishining dalgalanma koeffitsienti 2% dan ko'p bo'lmagan;

· oqim va kuchlanishni tartibga solish diapazoni 0 dan 100% gacha;

· engil, bardoshli va kichik o'lchamli korpus;

· modulli qurilish printsipi, ya'ni. yuqori xizmat ko'rsatish qobiliyatiga ega;

· I energiya samaradorligi.

Katodik himoya stantsiyalari uchun boshqa talablar, masalan, ortiqcha yuklanish va qisqa tutashuvlardan himoya qilish; avtomatik texnik xizmat ko'rsatish belgilangan yuk oqimi - va boshqa talablar barcha VCS uchun umumiy qabul qilingan va majburiydir.

Xulosa qilib aytganda, biz iste'molchilarga ishlab chiqarilgan va hozirda foydalanilayotgan asosiy katodik himoya stantsiyalarining parametrlarini taqqoslaydigan jadvalni taklif qilamiz. Qulaylik uchun jadvalda bir xil quvvatdagi stantsiyalar ko'rsatilgan, garchi ko'plab ishlab chiqaruvchilar ishlab chiqarilgan stantsiyalarning butun majmuasini taklif qilishlari mumkin.