Катодная защита трубопроводов от грунтовои коррозии

Сущность катодной защиты заключается в искусственной поляризации катода таким образом, чтобы его потенциал, по крайней мере, стал равным потенциалу анода коррозионной пары. Это можно сделать, подключив к двухэлектродной (катод — анод) коррозионной паре третий электрод с более отрицательным потенциалом. В результате такой поляризации катода работа коррозионной пары прекращается. Однако это может быть лишь при определенном более отрицательном потенциале и соответствующей силе защитного тока. Как уже отмечалось, защитная поляризация катода может быть осуществлена наложением защитного потснциала от источника постоянного тока или применением в качестве дополнительного анода специальных материалов.

Рассмотрим случай поляризации постоянным током. Такая схема поляризации называется катодной защитой магистральнбго трубопровода. Трубопровод, расположенный в грунте, является катодом по отношеиию к электролиту, заполняющему в той или иной мере поры грунта. Соответственно грунт является анодом по отношению к трубопроводу. Отрицательный полюс источника тока подключается к трубопроводу (катод), а положительный — к специально устраиваемому заземлению (анод) (рис. 20.3). Источник тока 2 называют станцией катодной защиты (СКЗ). Каждая станция в зависимости от коррози-онных свойств грунта, качества изоляции, мощности самой станции может защитить трубопровод / на участке определенной длины Ь. В пределах этой длины защитный потенциал, создаваемый СК.З, обеспечивает отсутствие на катоде (трубопроводе)

электрохимической коррозии. В то же время анод (заземле-ние) вследствие активизации анодного процесса интенсивно разрушается. Изображенная на рис. 20.3 кривая 3 характеризует распределение защитной разности потенциалов V в пределах длины участка Ь (труба — грунт). Наибольшее значение Ѵ_{3 тах} фиксируется обычно напротив анода, т. е. заземления. Эффективно защит-ный потенциал может выполнять свое назначение только в том случае, если он не меньше определенного, так называемого, минимального защитного потенциала Узшш. Отметим, что смещение защитного потенциала в область более отрицательных значений не оказывает существенного влияния на коррозию металла. Но при чрезмерном увеличении V по сравнению с Ѵ_т[_П между изоляцией и поверхностью металла скапливается водород, выделяющийся в результате катодного процесса. Это может привести к отслоению изоляции и ухудшению защитных свойств покрытия. Таким образом, можно сказать, что качество покрытия оказывает существенное влияние на параметры катодной защиты. Чем лучше качество покрытия, тем требуется меньший защитный потенциал, тем большую длину участка I можно за-щитить от одной станции, и наоборот — чем больше поврежде-ний на изоляционном Іюкрытии, тем меньше длина защищаемого участка Ь. Если учитывать и естественный потенциал труба — земля, существовавший до наложения защитного потенциала, то максимально допустимая разность потенциалов труба — земля будет

где Ѵ_е — естественная разностъ потенциалов; У_тах и Ѵ_тт -соответственно максимально и минимально допустимые разно-сти наложенного потенциала.

Исходя из указанных особенностей можно заключить, что предельные значения заіцитного потенциала ограничиваются значениями, приведенными в табл. 20.1 (ГОСТ 9.015—74).

Существует другой метод оценки защитного потенциала, суть которого заключается в установлении определенного сдвига первоначального, т. е. естественного потенциала, в отрицательную сторону, при котором обеспечивается защита от коррозии. Это смещение устанавливается в пределах 0,28—0,32 В. Для реализации второго метода

оценки необходимо измерение естественного потенциала трубопровода в различных точках при выключенной катодной защите.