Меньше нек-рого конструктивно допустимого
предела, к-рый определяют, исходя из срока службы оборудования или допустимого
уровня загрязнения технол. среды продуктами коррозии. Кроме того, должна
быть мала вероятность локальных коррозионных повреждений. Это т. наз. потенциостатич.
защита.
К собственно электрохимической защите относят ,
при к-рой потенциал специально сдвигают из области активного
в более отрицат. область относительно потенциала коррозии, и ,
при к-рой сдвигают в положит. область до таких значений,
когда на пов-сти образуются пассивирующие слои (см. ).
.
Сдвиг потенциала
м. б. осуществлен с помощью внеш. источника постоянного тока (станции
) или соединением с др. , более электроотрицательным
по своему (т. наз. протекторный ). При этом
пов-сть защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной
и на всех ее участках протекают только катодные процессы, а анодные, обусловливающие
коррозию, перенесены на вспомогат. . Если, однако, сдвиг потенциала
в отрицат. сторону превысит определенное значение, возможна т. наз. перезащита,
связанная с выделением , изменением состава приэлектродного слоя
и др. явлениями, что может привести к ускорению коррозии. ,
как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий; необходимо учитывать
возможность отслаивания покрытия.
широко применяют для защиты
от . Гражданские защищают с помощью А1-, Mg-
или Zn-протекторных , к-рые размещают вдоль корпуса и вблизи винтов
и рулей. Станции используют в тех случаях, когда требуется
отключение защиты для устранения электрич. поля корабля, при этом потенциал
обычно контролируют по сравнения (х. с. э.).
Критерием достаточности защиты является значение потенциала -0,75 В по
х. с. э. или сдвиг от потенциала коррозии, составляющий 0,3 В (на практике
обычно 0,05-0,2 В). Существуют автоматич. станции , расположенные
на либо на берегу (при стоянке или ремонте). обычно изготовлены
из платинированного , линейной или круглой формы, с околоанодными
непроводящими экранами для улучшения распределения потенциала и плотности
тока вдоль корпуса . Конструкция обеспечивает их защиту от
мех. повреждений (напр., в ледовых условиях).
Особенно важно использование для стационарных нефтегазопромысловых сооружений, трубопроводов
и хранилищ к ним на континентальном шельфе. Подобные сооружения не могут
быть введены в сухой док для защитного покрытия, поэтому
электрохимическая защита является осн. методом предотвращения коррозии. Морская нефтепромысловая
вышка, как правило, снабжена в своей подводной части протекторными
(на одну вышку приходится до 10 т и более протекторных ).
Широко распространена
подземных сооружений. Практически все магистральные и городские трубопроводы, подземные хранилища и скважины, особенно в засоленных ,
снабжены устройствами для в сочетании с защитными покрытиями.
Как правило, электрохимическая защита осуществляется от станций , протекторные
применяют лишь при отсутствии источников тока. Потенциал сооружения
контролируют по сульфатно-медным ; ток
периодически регулируют, исходя из потенциала защиты в разл. точках сооружения.
По мере разрушения защитного покрытия ток защиты увеличивают. Протекторные
м. б. изготовлены из железокремниевых или ,
снабжаются околоанодной засыпкой ( , ) для снижения общего сопротивления
растеканию тока с в землю. По мере удаления от защищаемого
сооружения увеличивают необходимое напряжение защиты (обычно до 48 В, для
сильно удаленных до 200 В), при этом улучшается распределение защитного
тока. Для защиты разветвленных городских сетей или для совместной защиты
неск. сооружений применяют глубинные , расположенные под землей на
глубине 50-150 м.
Важное значение имеет электрохимическая защита подземных
сооружений в поле блуждающих токов, осн. причина возникновения таких токов
- работа электротранспорта, реже - заземление электрооборудования. Борьба
с коррозией в этих условиях сводится к контролю потенциала и установке
дренажных устройств, обеспечивающих электрич. соединение источников токов
утечки с защищаемым сооружением. Используют автоматич. дренажные устройства
с включением и выключением в соответствии со значением защитного потенциала.
Такие дренажные устройства обеспечивают надежную защиту вне зависимости
от изменения знака потенциала на защищаемом сооружении.
стальной арматуры в железобетоне
применяют для свай, фундаментов, дорожных сооружений (в т. ч. горизонтальных
покрытий) и зданий. Арматура, сваренная, как правило, в единую электрич.
систему, корродирует при проникновении в влаги и . Последние
могут попадать в результате воздействия морской или использования
солей-антиобледенителей дорожных сооружений, применения для ускорения
твердения . Весьма эффективна санация старых зданий с установкой
. При этом устанавливают первичные из кремнистого
чугуна, платинированных или , с металлооксидным
покрытием, к-рые обеспечивают подвод тока к вторичным (распределительным)
(титановой сетке с металлооксидным покрытием или электропроводящим
неметаллич. покрытием, титановому стержню с покрытием), расположенным вдоль
всей пов-сти сооружения и закрытым сверху относительно тонким слоем .
Потенциал арматуры регулируют, изменяя внеш. ток.
Разрабатываются способы
кузовов транспортной техники (автомобилей). Протекторные используют
для защиты отд. декоративных элементов кузова, при этом электронные устройства
обеспечивают постоянный или импульсный ток; , наклеиваемые на кузов,
изготавливают из электропроводящего (напр., )
или нержавеющей стали. Для увеличения зоны действия защиты необходимо размещать
в наиб. коррозионноопасных точках или использовать электропроводящую
окраску.
применяется в хим. и смежных с ней отраслях пром-сти в принципиально иных условиях, чем ; оба типа электрохимической защиты в агрессивных средах дополняют друг друга. конструкции или сооружения должен иметь область пассивности с достаточно низкой скоростью , к-рая лимитируется не только разрушением , но и возможным загрязнением среды. Широко применяют для оборудования, работающего в серной к-те, средах на ее основе, водных р-рах и минер, фосфорной к-те, в целлюлозно-бумажной пром-сти и ряде отд. произ-в (напр., ). Особенно важна теплообменного оборудования из легир. сталей в произ-ве серной к-ты; защита холодильников со стороны к-ты позволяет повысить рабочую т-ру, интенсифицировать , повысить эксплуатац. . Регулирование потенциала осуществляют автоматич. станциями (регуляторами потенциала), работающими с контролем потенциала и управляющим сигналом от . Вспомогат. изготавливают из высоколегир. сталей, кремнистого чугуна, платинированной () или
Электрохимическая защита
металлов от коррозии, основана на зависимости скорости коррозии от металла. В общем случае эта зависимость имеет сложный характер и подробно описана в статье . В принципе, металл или сплав должен эксплуатироваться в той области потенциалов, где скорость его меньше некоторого конструктивно допустимого предела, который определяют, исходя из срока службы оборудования или допустимого уровня загрязнения технологической среды продуктами коррозии. Кроме того, должна быть мала вероятность локальных коррозионных повреждений. Это так называемая потенциостатическая защита.
К собственно электрохимической защите относят .
при которой потенциал металла специально сдвигают из области активного растворения в более отрицательную область относительно потенциала коррозии, и , при которой электродный потенциал сдвигают в положительную область до таких значений,
когда на поверхности металла образуются пассивирующие слои.
Катодная защита.
Сдвиг потенциала металла может быть осуществлен с помощью внешнего источника постоянного тока (станции катодной защиты) или соединением с другим металлом, более электроотрицательным по своему электродному потенциалу (так называемый протекторный анод). При этом поверхность защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной и на всех ее участках протекают только катодные процессы, а анодные, обусловливающие коррозию, перенесены на вспомогательные электроды. Если, однако, сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определенное значение, возможна так называемая перезащита, связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другими явлениями, что может привести к ускорению коррозии. Катодную защиту, как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий; необходимо учитывать возможность отслаивания покрытия.
Катодную защиту широко применяют для защиты от . Гражданские суда защищают с помощью Аl-, Mg- или Zn-протекторных анодов, которые размещают вдоль корпуса и вблизи винтов и рулей. Станции катодной защиты используют в тех случаях, когда требуется отключение защиты для устранения электрического поля корабля, при этом потенциал обычно контролируют по сравнения (х. с. э.). Критерием достаточности защиты является значение потенциала -0,75 В по х. с. э. или сдвиг от потенциала коррозии, составляющий 0,3 В (на практике обычно 0,05-0,2 В). Существуют автоматической станции катодной защиты, расположенные на судне либо на берегу (при стоянке или ремонте). Аноды обычно изготовлены из платинированного титана, линейной или круглой формы, с околоанодными непроводящими экранами для улучшения распределения потенциала и плотности тока вдоль корпуса судна. Конструкция анодов обеспечивает их защиту от механических повреждений (например, в ледовых условиях).
Особенно важно использование катодной защиты для стационарных нефтегазопромысловых сооружений, трубопроводов и хранилищ к ним на континентальном шельфе. Подобные сооружения не могут быть введены в сухой док для защитного покрытия, поэтому электрохимическая защита является основным методом предотвращения коррозии. Морская нефтепромысловая вышка, как правило, снабжена в своей подводной части протекторными анодами (на одну вышку приходится до 10-ти и более протекторных ).
Широко распространена катодная защита подземных сооружений. Практически все магистральные и городские трубопроводы, кабели, подземные хранилища и скважины, особенно в засоленных грунтах, снабжены устройствами для катодной защиты в сочетании с защитными покрытиями. Как правило, электрохимическая защита осуществляется от станций катодной защиты, протекторные аноды применяют лишь при отсутствии источников тока. Потенциал сооружения контролируют по сульфатно-медным . Ток катодной защиты периодически регулируют, исходя из потенциала защиты в различных точках сооружения. По мере разрушения защитного покрытия ток защиты увеличивают. Протекторные аноды могут быть изготовлены из железокремниевых или , снабжаются околоанодной засыпкой (кокс, уголь) для снижения общего сопротивления растеканию тока с анода в землю. По мере удаления анода от защищаемого сооружения увеличивают необходимое напряжение защиты (обычно до 48 В, для сильно удаленных анодов до 200 В), при этом улучшается распределение защитного тока. Для защиты разветвленных городских сетей или для совместной защиты нескольких сооружений применяют глубинные аноды, расположенные под землей на глубине 50-150 м.
Важное значение имеет электрохимическая защита подземных сооружений в поле блуждающих токов, основная причина возникновения таких токов - работа электротранспорта, реже - заземление электрооборудования. Борьба с коррозией в этих условиях сводится к контролю потенциала и установке дренажных устройств, обеспечивающих электрическое соединение источников токов утечки с защищаемым сооружением. Используют автоматические дренажные устройства с включением и выключением в соответствии со значением защитного потенциала. Такие дренажные устройства обеспечивают надежную защиту вне зависимости от изменения знака потенциала на защищаемом сооружении.
Катодную защиту стальной арматуры в железобетоне применяют для свай, фундаментов, дорожных сооружений (в т. ч. Горизонтальных покрытий) и зданий. Арматура, сваренная, как правило, в единую электрическую систему, корродирует при проникновении в влаги и хлоридов. Последние могут попадать в результате воздействия морской воды или использования солей-антиобледенителей дорожных сооружений, применения хлоридов для ускорения твердения бетона. Весьма эффективна санация бетона старых зданий с установкой катодной защиты. При этом устанавливают первичные аноды из кремнистого чугуна, платинированных или ниобия, графита, с металлооксидным покрытием, которые обеспечивают подвод тока к вторичным (распределительным) анодам (титановой сетке с металлооксидным покрытием или электропроводящим неметаллическим покрытием, титановому стержню с покрытием), расположенным вдоль всей поверхности сооружения и закрытым сверху относительно тонким слоем бетона. Потенциал арматуры регулируют, изменяя внешний ток.
Разрабатываются способы катодной защиты кузовов транспортной техники (автомобилей). Протекторные аноды используют для защиты отд. декоративных элементов кузова, при этом электронные устройства обеспечивают постоянный или импульсный ток; аноды, наклеиваемые на кузов, изготавливают из электропроводящего полимера (напр., графитопласта, углепластика) или нержавеющей стали. Для увеличения зоны действия защиты необходимо размещать аноды в наиболее коррозионноопасных точках или использовать электропроводящую окраску.
Анодная защита
применяется в химической и смежных с ней отраслях промышленности в принципиально иных условиях, чем катодная защита; оба типа электрохимической защиты в агрессивных средах дополняют друг друга. Металлоконструкции или сооружения должен иметь область пассивности с достаточно низкой скоростью растворения, которая лимитируется не только разрушением металла, но и возможным загрязнением среды. Широко применяют анодную защиту для оборудования, работающего в серной кислоте, средах на ее основе, водных растворах аммиака и минеральных удобрений, фосфорной кислоте, в целлюлозно-бумажной промышленности и ряде отдельных производств (например, роданида натрия). Особенно важна анодная защита теплообменного оборудования из легированных сталей в производстве серной кислоты; защита холодильников со стороны кислоты позволяет повысить рабочую температуру, интенсифицировать теплообмен, повысить эксплуатационную надежность. Регулирование потенциала металла осуществляют автоматическими станциями анодной защиты (регуляторами потенциала), работающими с контролем потенциала и управляющим сигналом от электрода сравнения.
Вспомогательные изготавливают из высоколегированных сталей, кремнистого чугуна, платинированной латуни (бронзы) или меди. Электроды сравнения - выносные и погружные, близкие по составу к анионному составу агрессивной среды (сульфатно-ртутные, сульфатно-медные и т. п.). Могут быть использованы любые электроды, имеющие в данной среде какой-либо устойчивый потенциал, например потенциал коррозии (электроды из чистого цинка) или потенциал электрохимической реакции (осаждения покрытия, выделения хлора или кислорода). Зона действия защитных потенциалов зависит от области оптимальной запассивированности металла и изменяется от нескольких В (титановые ) до нескольких десятков мВ (нержавеющие стали при повышенных температурах).
Анодная защита ванн для химического осаждения покрытий обеспечивает защиту ванны от коррозии и случайных осаждений покрытия на стенки ванны. Возможно возникновение вторичной пассивной области потенциалов, расположенных положительнее области питтингообразования, что обеспечивает анодную защиту от питтинговой коррозии. Для стабилизации систем защиты применяют протекторные катоды с высоким положительным потенциалом (графитопластовые электроды), поляризация создается с помощью оксидных электродов или кислородных электродов, используемых в топливных элементах.
Все способы, продляющие срок службы трубопровода, можно условно разделить на четыре группы.
Пассивная защита . Заключается в нанесении на поверхность трубы защитного изоляционного покрытия на основе битума, полимерных лент или напыленного полимера. Изоляционные покрытия должны обладать сплошностью, высокой диэлектрической способностью, адгезией, механической прочностью, водонепроницаемостью, эластичностью, биостойкостью, термостойкостью, долговечностью и недифицитностью.
Введение в металл компонентов, повышающих коррозионную стойкость . Метод применяется на стадии изготовления металла. Одновременно из металла удаляются примеси, понижающие коррозионную устойчивость.
Воздействие на окружающую среду . Метод основан на введение ингибиторов коррозии для дезактивации агрессивной среды.
Активная защита . К этому методу относятся катодная, протекторная и дренажная защита.
48. Катодная защита
При катодной защите трубопровода положительный полюс источника постоянного тока (анод) подключается к специальному анодному заземлителю, а отрицательный (катод) – к защищаемому сооружению (рис. 2.24).
Рис. 2.24. Схема катодной защиты трубопровода
1- линия электропередачи;
2 - трансформаторный пункт;
3 - станция катодной защиты;
4 - трубопровод;
5 - анодное заземление;
6 - кабель
Принцип действия катодной защиты аналогичен электролизу. Под воздействием электрического поля начинается движение электронов от анодного заземлителя к защищаемому сооружению. Теряя электроны, атомы металла анодного заземлителя переходят в виде ионов в раствор почвенного электролита, то есть анодный заземлитель разрушается. На катоде (трубопроводе) наблюдается избыток свободных электронов (восстановление металла защищаемого сооружения).
49. Протекторная защита
При прокладке трубопроводов в труднодоступных районах, удаленных от источников электроэнергии, применяется протекторная защита (рис. 2.25).
1 - трубопровод;
2 - протектор;
3 - проводник;
4 - контрольно-измерительная колонка
Рис. 2.25. Схема протекторной защиты
Принцип действия протекторной защиты аналогичен гальванической паре. Два электрода – трубопровод и протектор (изготовленный из более электроотрицательного металла, чем сталь) соединяются проводником. При этом возникает разность потенциалов, под действием которой происходит направленное движение электронов от протектора-анода к трубопроводу-катоду. Таким образом, разрушается протектор, а не трубопровод.
Материал протектора должен отвечать следующим требованиям:
Обеспечивать наибольшую разность потенциалов металла протектора и стали;
Ток при растворении единицы массы протектора должен быть максимальным;
Отношение массы протектора, израсходованной на создание защитного потенциала, к общей массе протектора должно быть наибольшим.
Предъявляемым требованиям в наибольшей степени отвечают магний, цинк и алюминий . Эти металлы обеспечивают практически равную эффективность защиты. Поэтому на практике применяют их сплавы с применением улучшающих добавок (марганца , повышающего токоотдачу ииндия – увеличивающего активность протектора).
Коррозия - это химическая и электрохимическая реакция металла с окружающей средой, вызывающая его повреждение. Она протекает с разной скоростью, которую можно уменьшить. С практической точки зрения интерес представляет антикоррозионная катодная защита металлических сооружений, контактирующих с землей, с водой и с транспортируемыми средами. Особенно повреждаются наружные поверхности труб от влияния грунта и блуждающих токов.
Внутри коррозия зависит от свойств среды. Если это газ, он должен быть тщательно очищен от влаги и агрессивных веществ: сероводорода, кислорода и др.
Принцип работы
Объектами процесса электрохимической коррозии являются среда, металл и границы раздела между ними. Среда, которой обычно является влажный грунт или вода, обладает хорошей электропроводностью. На границе раздела между ней и металлической конструкцией происходит электрохимическая реакция. Если ток положительный (анодный электрод), ионы железа переходят в окружающий раствор, что приводит к потере массы металла. Реакция вызывает коррозию. При отрицательном токе (катодный электрод) этих потерь нет, поскольку в раствор переходят электроны. Способ используется в гальванотехнике для нанесения на сталь покрытий из цветных металлов.
Катодная защита от коррозии осуществляется, когда к объекту из железа подводят отрицательный потенциал.
Для этого в грунте размещают анодный электрод и подключают к нему положительный потенциал от источника питания. Минус подается на защищаемый объект. Катодно-анодная защита приводит к активному разрушению от коррозии только анодного электрода. Поэтому его следует периодически менять.
Негативное действие электрохимической коррозии
Коррозия конструкций может происходить от действия блуждающих токов, попадающих из других систем. Они полезны для целевых объектов, но наносят существенный вред близкорасположенным сооружениям. Блуждающие токи могут распространяться от рельсов электрифицированного транспорта. Они проходят по направлению к подстанции и попадают на трубопроводы. При выходе из них образуются анодные участки, вызывающие интенсивную коррозию. Для защиты применяют электродренаж - специальный отвод токов от трубопровода к их источнику. Здесь также возможна Для этого необходимо знать величину блуждающих токов, которую измеряют специальными приборами. 
По результатам электрических измерений выбирается способ защиты газопровода. Универсальным средством является пассивный способ от контакта с грунтом с помощью изолирующих покрытий. Катодная защита газопровода относится к активному способу.
Защита трубопроводов
Конструкции в земле защищают от коррозии, если подключить к ним минус источника постоянного тока, а плюс - к анодным электродам, закопанным рядом в грунт. Ток пойдет к конструкции, защищая ее от коррозии. Таким образом производится катодная защита трубопроводов, резервуаров или трубопроводов, находящихся в грунте.
Анодный электрод будет разрушаться, и его следует периодически менять. Для бака, заполненного водой, электроды размещают внутри. При этом жидкость будет электролитом, через которую ток пойдет от анодов к поверхности емкости. Электроды хорошо контролируются, и их легко заменить. В грунте это делать сложней.
Источник питания
Возле нефте- и газопроводов, в сетях отопления и водоснабжения, для которых необходима катодная защита, устанавливают станции, от которых подается напряжение на объекты. Если они размещаются на открытом воздухе, степень их защиты должна быть не ниже IP34. Для сухих помещений подходит любая.
Станции катодной защиты газопроводов и других крупных сооружений имеют мощность от 1 до 10 кВт.
Их энергетические параметры прежде всего зависят от следующих факторов:
- сопротивление между почвой и анодом;
- электропроводность грунта;
- длина защитной зоны;
- изолирующее действие покрытия.
Традиционно преобразователь катодной защиты представляет собой трансформаторную установку. Сейчас на смену ей приходит инверторная, обладающая меньшими габаритами, лучшей стабильностью тока и большей экономичностью. На важных участках устанавливают контроллеры, обладающие функциями регулирования тока и напряжения, выравнивания защитных потенциалов и др.
Оборудование представлено на рынке в различных вариантах. Для конкретных нужд применяется обеспечивающее лучшие условия эксплуатации.
Параметры источника тока
Для защиты от коррозии для железа защитный потенциал составляет 0,44 В. На практике он должен быть больше из-за влияния включений и состояния поверхности металла. Максимальная величина составляет 1 В. При наличии покрытий на металле ток между электродами составляет 0,05 мА/м 2 . Если изоляция нарушится, он возрастает до 10 мА/м 2 .
Катодная защита эффективна в комплексе с другими способами, поскольку меньше расходуется электроэнергии. Если на поверхности конструкции есть лакокрасочное покрытие, электрохимическим способом защищаются только места, где оно нарушено.
Особенности катодной защиты
- Источниками питания служат станции или мобильные генераторы.
- Расположение анодных заземлителей зависит от специфики трубопроводов. Способ расстановки может быть распределенным или сосредоточенным, а также располагаться на разной глубине.
- Материал анода выбирается с низкой растворимостью, чтобы его хватило на 15 лет.
- Потенциал защитного поля для каждого трубопровода рассчитывается. Он не регламентируется, если на конструкциях отсутствуют защитные покрытия.
Стандартные требования "Газпрома" к катодной защите
- Действие в течение всего срока эксплуатации средств защиты.
- Защита от атмосферных перенапряжений.
- Размещение станции в блок-боксах или в отдельно стоящей в антивандальном исполнении.
- Анодное заземление выбирается на участках с минимальным электрическим сопротивлением грунта.
- Характеристики преобразователя выбираются с учетом старения защитного покрытия трубопровода.
Протекторная защита
Способ представляет собой вид катодной защиты с подключением электродов из более электроотрицательного металла через электропроводную среду. Отличие заключается в отсутствии источника энергии. Протектор берет коррозию на себя, растворяясь в электропроводной окружающей среде.
Через несколько лет анод следует заменить, поскольку он вырабатывается.
Эффект от анода увеличивается со снижением у него переходного сопротивления со средой. Со временем он может покрываться коррозионным слоем. Это приводит к нарушению электрического контакта. Если поместить анод в смесь солей, обеспечивающую растворение продуктов коррозии, эффективность повышается.
Влияние протектора ограничено. Радиус действия определяется электрическим сопротивлением среды и разностью потенциалов между
Протекторная защита применяется при отсутствии источников энергии или когда их использование экономически нецелесообразно. Она также невыгодна при применении в кислых средах из-за высокой скорости растворения анодов. Протекторы устанавливают в воде, в грунте или в нейтральной среде. Аноды из чистых металлов обычно не делают. Растворение цинка происходит неравномерно, магний корродирует слишком быстро, а на алюминии образуется прочная пленка окислов.
Материалы протекторов
Чтобы протекторы обладали необходимыми эксплуатационными свойствами, их изготавливают из сплавов со следующими легирующими добавками.
- Zn + 0,025-0,15 % Cd+ 0,1-0,5 % Al - защита оборудования, находящегося в морской воде.
- Al + 8 % Zn +5 % Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (доли процента) - эксплуатация сооружений в проточной морской воде.
- Mg + 5-7 % Al +2-5 % Zn - защита небольших конструкций в грунте или в воде с низкой концентрацией солей.
Неправильное применение некоторых видов протекторов приводит к негативным последствиям. Аноды из магния могут быть причиной растрескивания оборудования из-за развития водородного охрупчивания.
Совместная протекторная катодная защита с антикоррозионными покрытиями повышает ее эффективность.
Распределение защитного тока улучшается, а анодов требуется значительно меньше. Один магниевый анод защищает покрытый битумом трубопровод на длину 8 км, а без покрытия - всего на 30 м.
Защита кузовов автомобилей от коррозии
При нарушении покрытия толщина кузова автомобиля может уменьшиться за 5 лет до 1 мм, т. е. проржаветь насквозь. Восстановление защитного слоя важно, но кроме него есть способ полного прекращения процесса коррозии с помощью катодно-протекторной защиты. Если превратить кузов в катод, коррозия металла прекращается. Анодами могут быть любые токопроводящие поверхности, расположенные рядом: металлические пластины, контур заземления, корпус гаража, влажное дорожное покрытие. При этом эффективность защиты возрастает с ростом площади анодов. Если анодом является дорожное покрытие, для контакта с ним применяется "хвост" из металлизованной резины. Его помещают напротив колес, чтобы лучше попадали брызги. "Хвост" изолируется от корпуса.
К аноду подключается плюс аккумуляторной батареи через резистор 1 кОм и последовательно соединенный с ним светодиод. При замыкании цепи через анод, когда минус соединен с кузовом, в нормальном режиме светодиод еле заметно светится. Если он ярко горит, значит, в цепи произошло короткое замыкание. Причину надо найти и устранить.
Для защиты последовательно в цепи нужно установить предохранитель.
При нахождении автомобиля в гараже его подключают к заземляющему аноду. Во время движения подключение происходит через "хвост".
Заключение
Катодная защита является способом повышения эксплуатационной надежности подземных трубопроводов и других сооружений. При этом следует учитывать ее негативное воздействие на соседние трубопроводы от влияния блуждающих токов.
Предохранение металла от коррозии путем наложения внешнего постоянного электрического тока, при котором радикально меняется электродный потенциал материала и изменяется скорость его коррозии, называется электрохимической защитой. Она надежно оберегает поверхности от коррозии, предотвращая разрушение подземных резервуаров, трубопроводов, днищ судов, газгольдеров, гидротехнических сооружений, газопроводов и т. п. Используется такой метод в тех случаях, когда коррозийный потенциал находится в зоне интенсивного распада или при пассивации, то есть когда происходит активное разрушение металлоконструкций.
Принцип действия электрохимической защиты
К металлической конструкции извне подключается источник постоянного электрического тока. На поверхности изделия электрический ток формирует катодную поляризацию электродов, в результате чего совершается обмен, и анодные участки трансформируются в катодные. Вследствие этого, под воздействием коррозионной среды происходит разрушение анода, а не исходного материала. Такого рода защита подразделяется на катодную и анодную, зависит это от того в какую сторону (отрицательную или положительную) сдвигается потенциал металла.
Катодная защита от коррозии
Пример: (+0,8)Au/Fe(-0,44)
Для повышения устойчивости металлических деталей при соприкосновении с какой-либо агрессивной средой или при эксплуатации с воздействием морской воды или почвы, применяется катодная защита от коррозии. При этом катодная поляризация сохраняемого металла достигается формированием микрогальванической пары с другим металлом (алюминий, цинк, магний), понижением скорости катодного процесса (деаэрация электролита) или наложением электротока от внешнего источника.
Такой прием, как правило, применяется для сохранения черных металлов, потому что из них изготавливается большая часть объектов размещающихся в почве и воде – например, пирсы, свайные сооружения, трубопроводы. Широкое применение данный метод нашел и в машиностроении, при профилактике коррозийных процессов новых и находящихся в эксплуатации машин, при обработке кузова автомобиля, полостей лонжеронов, узлов шасси и т. п. Следует заметить, что этим же способом производится эффективная защита днища автомобиля, которое наиболее часто подвергается воздействию агрессивных сред.
Катодная защита, при многих достоинствах, все же имеет и недостатки. Один из них – переизбыток защиты, такое явление отмечается при сильном смещении потенциала сохраняемого изделия в отрицательную сторону. В результате – хрупкость металла, коррозионное растрескивание материала и разрушение всех предохраняющих покрытий. Ее разновидностью является защита протекторная. При ее использовании к сберегаемому изделию присоединяется металл с отрицательным потенциалом (протектор), который впоследствии, сохраняя объект, разрушается.
Анодная защита
Пример:
(-0,77)Cd/Fe(-0,44)
Анодная защита от коррозии металла применяется для изделий, изготовленных из высоколегированных железистых сплавов, углеродистой и кислотоупорной стали, расположенных в коррозионных средах с хорошей электропроводностью. При этом способе потенциал металла сдвигается в положительную сторону до того времени, пока не достигнет стабильного (пассивного) состояния.
Анодная электрохимическая установка включает в себя: источник тока, катод, электрод сравнения и сохраняемый объект.
Для того чтобы защита была максимально эффективной для какого-либо конкретного предмета, необходимо соблюсти определенные правила:
свести к минимуму количество трещин, щелей и воздушных карманов;
качество сварных швов и соединений металлоконструкций должно быть максимальным;
катод и электрод сравнения должны быть помещены в раствор и находиться там постоянно
