Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63

тате чего анодные участки металла конструкции превращаются в катодные. А это означает, что разрушаться будет не металл конструкции, а присоединенный анод. Электрохимическую защиту подразделяют на катодную и анодную.

1. Катодная защита

Катодную защиту широко используют как дополнительное (к изолирующему покрытию), так и самостоятельное средство для защиты от коррозии металлических конструкций подземных - j сооружений, газопроводов, резервуаров и др. Применяют ее также для защиты аппаратуры промышленных предприятий: конденсаторов, холодильников, теплообменников и др. Сущность катодной защиты состоит в том, что к защищаемой конструкции присоединяется отрицательный полюс источника постоянного тока

или протектор (катод), а положительный полюс источника тока присоединяется к пластинке металла или графита (анод). Принципиальная схема катодной защиты приведена на рис. 69. Корродирующий металл можно представить как короткозамкнутый многоэлектродный гальванический элемент. Переход ионов металла с анодных участков в раствор и электронов - с анодных участков к катодным, восстановление деполяризаторов на катоде обусловливают появление электрического тока, а следовательно, и коррозию металла. Поэтому, присоединяя отрицательный полюс источника тока к защищаемому изделию, превращаем его в катод, т. е. предотвращаем разрушение. При таком присоединении будет разряжаться источник постоянного тока и разрушаться пластина металла, являющаяся анодом. Катодную защиту оценивают величиной защищаемого эффекта (Z, %) и коэффициентом защитного действия (Кз, г/А):

Рис. 69. Схема катодной защиты внешним током:

а- принципиальная схема; / - труба с покрытием; 2 - соединительные провода; 3 -источник постоянного тока; 4 - анодное заземление; б - электрическая схема; Ki - катодные участки конструкции: Al - анодные участки конструкции; А2 - дополнительный анод

где ko - весовой показатель коррозии металла без электрозащиты, г/(м2-ч); ki - весовой показатель коррозии при использовании электрозащиты, г/(м-ч).

Для определения Кз необходимо знать катодную плотность тока /к (А/м), весовые потери металла в коррозионной среде без электрозащиты До (г/м) и весовые потери металла при электрозащите Aqt (г/м):

Ago -Д?1

Выбор оптимальной плотности тока для защиты определяется защитным эффектом, коэффициентом защитного действия, т. е. уменьшением коррозионных потерь па каждую единицу катодной плотности тока.

Например, в выпарном аппарате (изготовленном из чистого никеля) по производству безводного едкого натра для предупреждения коррозии стенок по центру котла помещается никелевый стержень диаметром 40 мм (анод), а к стенкам котла подводится ток плотностью 1-10 А/м. Такая защита обеспечивает длительную работу выпарного аппарата.

Протекторная защита (рис. 70) осуществляется присоединением к конструкции пластины металла, потенциал которого более отрицательный, чем потенциал металла конструкции. Протекторная защита применяется для конструкций, работающих в растворах солей, морской воде. Применять протекторы для защиты аппаратуры, работающей в водопроводной или речной воде, невыгодно в связи с их низкой электропроводностью, так как в этом случае пришлось бы устанавливать протекторы больших размеров. В сильно агрессивных средах такую защиту применять нецелесообразно ввиду быстрого разрушения . протектора. При защите конструкций из стали, чугуна применяют протекторы из магния, цинка или сплава, содержащего

Рис. 70. Схема протекторной защиты:

а - принципиальная схема; б - электрическая схема; Ki - катодные участки конструкции; Al - анодные участки конструкции; Да - протектор

90% ал1бммния и 10% цинка.

Протекторная защита находит применение для защиты холодильного оборудования (испарители, трубы, конденсаторы), работающего с солевыми охлаждающими рассолами, в судостроении, котлостроении и химическом машиностроении, для защиты хранилищ нефти. В качестве характеристики работы протектора используется электродный потенциал, защитный эффект, коэффициент защитного действия, выход тока и коэффициент полезного действия. Теоретический выход тока протектора является обратной величиной электрохимического эквивалента (Стеор) металла протектора, т. е. (1/Стсор), А-ч/г.

Металл . . . • А1 Fe Cd Си N1 Sn РЬ Сг Zn

теор • "Зо l,CMiej2,097 0,454 1,186 1,0948 2,214 3,865 0,324 1,220

Практический выход тока протектора (1/Спракт) определяется по формуле

где Спракт - практический электрохимический эквивалент металла, г/А-ч; Д<7„ - весовые потери протектора, г/м; т - время работы протектора, ч.

Коэффициент полезного действия протектора (i, %) рассчитывается по формуле

теор

100 =-100.

2. Анодная защита

Ряд металлов, например хром, никель, титан, цирконий и железные сплавы, содержащие эти металлы, легко переходят в пассивное состояние, которое устойчиво сохраняют в окислительных средах. Это их свойство имеет огромное практическое значение в защите от коррозии. Образование пленок на металлах ведет к смещению потенциала активного металла в отрицательную сторону, что уменьшает скорость коррозпи. Следовательно, можно искусственно создать пассивное состояние поверхности металла за счет анодной поляризации от внешнего источника тока электрической энергии, что сократит ско-