ป้องกันการกัดกร่อนของท่อ Cathodic: อุปกรณ์หลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

วิธีการป้องกันการกัดกร่อนช่วยยืดอายุการใช้งานของโครงสร้างโลหะ ตลอดจนรักษาคุณสมบัติทางเทคนิคและทางกายภาพระหว่างการใช้งาน แม้จะมีวิธีการป้องกันการกัดกร่อนที่หลากหลาย แต่ก็สามารถปกป้องวัตถุจากความเสียหายจากสนิมได้ในบางกรณีเท่านั้น

ประสิทธิภาพของการป้องกันดังกล่าวไม่ได้ขึ้นกับคุณภาพของเทคโนโลยีดอกยางเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับเงื่อนไขการใช้งานด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อรักษาโครงสร้างโลหะของท่อส่ง การป้องกันการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีตามการทำงานของแคโทดได้แสดงให้เห็นคุณสมบัติที่ดีที่สุด แน่นอนว่าการป้องกันการเกิดสนิมในการสื่อสารดังกล่าวไม่ได้เป็นเพียงขอบเขตเดียวของเทคโนโลยีนี้ แต่ในแง่ของการผสมผสานของลักษณะเฉพาะ ทิศทางนี้ถือได้ว่ามีความเกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับการป้องกันไฟฟ้าเคมี

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับการป้องกันไฟฟ้าเคมี

การป้องกันโลหะจากสนิมด้วยการกระทำทางเคมีไฟฟ้าขึ้นอยู่กับการพึ่งพาศักย์ไฟฟ้าของวัสดุกับอัตราของกระบวนการกัดกร่อน ต้องใช้โครงสร้างโลหะในนั้นช่วงศักยภาพที่การละลายของขั้วบวกจะต่ำกว่าขีดจำกัดที่ยอมรับได้ โดยวิธีการอย่างหลังถูกกำหนดโดยเอกสารทางเทคนิคสำหรับการดำเนินงานของโรงงาน

ในทางปฏิบัติ การป้องกันการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายกระแสตรงไปยังผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป สนามไฟฟ้าบนพื้นผิวและในโครงสร้างของวัตถุที่ได้รับการป้องกันจะทำให้เกิดโพลาไรซ์ของอิเล็กโทรด ซึ่งควบคุมกระบวนการของความเสียหายจากการกัดกร่อนด้วย โดยพื้นฐานแล้ว บริเวณแอโนดบนโครงสร้างโลหะจะกลายเป็นแคโทดิก ซึ่งช่วยให้กระบวนการเชิงลบสามารถถูกแทนที่ได้ ทำให้มั่นใจได้ว่าโครงสร้างของวัตถุเป้าหมายจะยังคงอยู่

หลักการทำงานของการป้องกัน cathodic

มีการป้องกันขั้วลบและขั้วบวกของประเภทไฟฟ้าเคมี อย่างไรก็ตาม แนวคิดแรกที่ใช้เพื่อป้องกันท่อส่งน้ำมัน ได้รับความนิยมสูงสุด ตามหลักการทั่วไป เมื่อใช้วิธีนี้ กระแสที่มีขั้วลบจะถูกส่งไปยังวัตถุจากแหล่งภายนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ท่อเหล็กหรือทองแดงสามารถป้องกันได้ด้วยวิธีนี้ อันเป็นผลมาจากโพลาไรเซชันของส่วนแคโทดจะเกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนศักยภาพของพวกมันไปสู่สถานะแอโนด ส่งผลให้กิจกรรมการกัดกร่อนของโครงสร้างที่ได้รับการป้องกันลดลงจนเกือบเป็นศูนย์

ในขณะเดียวกัน การป้องกัน cathodic สามารถมีได้หลายเวอร์ชัน เทคนิคที่อธิบายข้างต้นของโพลาไรเซชันจากแหล่งภายนอกนั้นได้รับการฝึกฝนอย่างกว้างขวาง แต่วิธีการกำจัดอิเล็กโทรไลต์ที่มีอัตราของกระบวนการแคโทดิกที่ลดลง ตลอดจนการสร้างเกราะป้องกันก็ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกัน

มีการตั้งข้อสังเกตมากกว่าหนึ่งครั้งว่าหลักการของการป้องกัน cathodic นั้นถูกนำไปใช้โดยแหล่งกระแสภายนอก อันที่จริง หน้าที่หลักของการป้องกันการกัดกร่อนอยู่ที่การทำงานของมัน งานเหล่านี้ดำเนินการโดยสถานีพิเศษ ซึ่งตามกฎแล้ว เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างพื้นฐานการบำรุงรักษาไปป์ไลน์ทั่วไป

สถานีป้องกันการกัดกร่อนของ Cathodic

หน้าที่หลักของสถานีแคโทดคือการให้กระแสคงที่แก่วัตถุโลหะเป้าหมายตามวิธีการโพลาไรซ์แคโทด อุปกรณ์ดังกล่าวใช้ในโครงสร้างพื้นฐานของท่อส่งก๊าซและน้ำมันใต้ดิน ในท่อประปา เครือข่ายทำความร้อน ฯลฯ

มีหลายแหล่งที่มาในขณะที่อุปกรณ์ป้องกัน cathodic ทั่วไปมีให้สำหรับ:

• อุปกรณ์แปลงไฟปัจจุบัน
• สายไฟสำหรับเชื่อมต่อกับวัตถุที่ได้รับการคุ้มครอง
• อิเล็กโทรดกราวด์แอโนด

ในขณะเดียวกันก็มีการแบ่งสถานีออกเป็นอินเวอร์เตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า มีการจำแนกประเภทอื่น ๆ แต่เน้นที่การแบ่งส่วนการติดตั้งไม่ว่าจะโดยแอปพลิเคชันหรือตามลักษณะทางเทคนิคและพารามิเตอร์ข้อมูลอินพุต หลักการพื้นฐานของการทำงานนั้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนที่สุดโดยสถานีแคโทดสองประเภทที่ระบุ

การติดตั้งหม้อแปลงสำหรับการป้องกัน cathodic

ควรสังเกตทันทีว่าสถานีประเภทนี้ล้าสมัย มันถูกแทนที่ด้วยแอนะล็อกอินเวอร์เตอร์ซึ่งมีทั้งข้อดีและข้อเสีย อย่างไรก็ตาม,หม้อแปลงไฟฟ้ารุ่นนั้นถูกใช้แม้ในจุดป้องกันไฟฟ้าเคมีใหม่

พื้นฐานของวัตถุดังกล่าวคือหม้อแปลงความถี่ต่ำ 50 Hz และตัวแปลงไทริสเตอร์ สำหรับระบบควบคุมไทริสเตอร์จะใช้อุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดรวมถึงตัวควบคุมพลังงานแบบเฟสพัลส์ แนวทางที่มีความรับผิดชอบมากขึ้นในการแก้ปัญหาการควบคุมนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวควบคุมที่มีฟังก์ชันการทำงานที่กว้างขวาง

การป้องกันการกัดกร่อนของท่อแบบ cathodic ที่ทันสมัยด้วยอุปกรณ์ดังกล่าว ช่วยให้คุณปรับพารามิเตอร์ของกระแสไฟขาออก ตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้า ตลอดจนปรับศักยภาพในการป้องกันให้เท่ากัน สำหรับข้อเสียของอุปกรณ์หม้อแปลงไฟฟ้านั้นมีการกระเพื่อมของกระแสไฟในระดับสูงที่เอาต์พุตที่ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำ ข้อบกพร่องนี้ไม่ได้อธิบายโดยรูปแบบไซน์ของกระแส

เพื่อแก้ปัญหาการกระเพื่อม ในระดับหนึ่ง เป็นไปได้ที่จะนำโช้คความถี่ต่ำเข้าสู่ระบบ แต่ขนาดของมันสอดคล้องกับขนาดของหม้อแปลงเองซึ่งไม่ได้ทำให้เป็นเช่นนี้เสมอไป เพิ่มได้

สถานีอินเวอร์เตอร์ป้องกัน Cathodic

การติดตั้งประเภทอินเวอร์เตอร์ขึ้นอยู่กับตัวแปลงความถี่สูงแบบพัลซิ่ง ข้อดีอย่างหนึ่งของการใช้สถานีประเภทนี้คือประสิทธิภาพสูงถึง 95% สำหรับการเปรียบเทียบ สำหรับการติดตั้งหม้อแปลง ตัวเลขนี้มีค่าเฉลี่ย 80%

บางครั้งคุณธรรมอื่นๆ ก็ปรากฏให้เห็น ตัวอย่างเช่น ขนาดเล็กของสถานีอินเวอร์เตอร์จะขยายตัวโอกาสสำหรับการใช้งานในพื้นที่ที่ยากลำบาก นอกจากนี้ยังมีข้อได้เปรียบทางการเงินซึ่งได้รับการยืนยันจากการใช้อุปกรณ์ดังกล่าว ดังนั้นการป้องกันการกัดกร่อนแบบ cathodic ของอินเวอร์เตอร์จึงได้ผลอย่างรวดเร็วและต้องใช้เงินลงทุนเพียงเล็กน้อยในการบำรุงรักษาทางเทคนิค อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติเหล่านี้มองเห็นได้ชัดเจนเมื่อเปรียบเทียบกับการติดตั้งหม้อแปลงเท่านั้น แต่ปัจจุบันมีวิธีการจ่ายกระแสไฟแบบใหม่สำหรับท่อที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

การออกแบบสถานีแคโทด

อุปกรณ์ดังกล่าวมีจำหน่ายในท้องตลาดในหลายกรณี รูปทรง และขนาด แน่นอน แนวปฏิบัติในการออกแบบส่วนบุคคลของระบบดังกล่าวก็แพร่หลายเช่นกัน ซึ่งทำให้ไม่เพียงแต่ได้รับการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะ แต่ยังให้พารามิเตอร์การทำงานที่จำเป็นด้วย

การคำนวณคุณสมบัติของสถานีอย่างเข้มงวดทำให้คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนในการติดตั้ง การขนส่ง และการจัดเก็บได้ ตัวอย่างเช่น การป้องกัน cathodic ต่อการกัดกร่อนของท่อโดยใช้อินเวอร์เตอร์ที่มีมวล 10-15 กก. และกำลัง 1.2 กิโลวัตต์ค่อนข้างเหมาะสำหรับวัตถุขนาดเล็ก อุปกรณ์ที่มีลักษณะดังกล่าวสามารถให้บริการโดยรถยนต์ อย่างไรก็ตาม สำหรับโครงการขนาดใหญ่ อาจใช้สถานีขนาดใหญ่และหนักกว่า ซึ่งต้องใช้รถบรรทุก เครน และทีมงานติดตั้ง

ฟังก์ชั่นการป้องกัน

ความสนใจเป็นพิเศษในการพัฒนาสถานีแคโทดคือการปกป้องตัวอุปกรณ์เอง การทำเช่นนี้เราบูรณาการระบบที่ช่วยป้องกันสถานีจากการลัดวงจรและการหยุดโหลด ในกรณีแรก ฟิวส์พิเศษถูกใช้เพื่อจัดการการทำงานฉุกเฉินของการติดตั้ง

สำหรับไฟกระชากและไฟกระชาก สถานีป้องกันแคโทดิกไม่น่าจะได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากสิ่งเหล่านี้ แต่อาจมีอันตรายจากไฟฟ้าช็อต ตัวอย่างเช่น หากใช้งานอุปกรณ์ในโหมดปกติด้วยแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย หลังจากหยุดพัก ไฟแสดงการกระโดดอาจสูงถึง 120 V

การป้องกันไฟฟ้าเคมีแบบอื่นๆ

นอกจากการป้องกันแคโทดิกแล้ว ยังมีการฝึกฝนเทคโนโลยีการระบายน้ำด้วยไฟฟ้า ตลอดจนวิธีดอกยางเพื่อป้องกันการกัดกร่อน ทิศทางที่มีแนวโน้มมากที่สุดถือเป็นการป้องกันพิเศษต่อการเกิดการกัดกร่อน ในกรณีนี้องค์ประกอบที่ใช้งานจะเชื่อมต่อกับวัตถุเป้าหมายซึ่งทำให้แน่ใจได้ว่าการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวด้วยแคโทดโดยใช้กระแส ตัวอย่างเช่น ท่อเหล็กที่เป็นส่วนหนึ่งของท่อส่งก๊าซสามารถป้องกันได้ด้วยถังสังกะสีหรืออลูมิเนียม

สรุป

วิธีการป้องกันไฟฟ้าเคมีไม่สามารถจัดว่าเป็นวิธีการใหม่และยิ่งไปกว่านั้นยังเป็นนวัตกรรมอีกด้วย ประสิทธิภาพของการใช้เทคนิคดังกล่าวในการต่อสู้กับกระบวนการเกิดสนิมได้รับการฝึกฝนมาเป็นเวลานาน อย่างไรก็ตาม ข้อเสียอย่างร้ายแรงประการหนึ่งทำให้ไม่สามารถกระจายวิธีการนี้ได้อย่างกว้างขวาง ความจริงก็คือการป้องกันการกัดกร่อนของท่อแบบ cathodic ย่อมสร้างกระแสที่เรียกว่า stray current อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ไม่เป็นอันตรายต่อโครงสร้างเป้าหมาย แต่อาจส่งผลเสียต่อวัตถุใกล้เคียง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระแสเร่ร่อนมีส่วนทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบเดียวกันบนผิวโลหะของท่อที่อยู่ติดกัน