Катодная защита свайного фундамента

поддержка проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку! И мы разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на e-mail

код нашей кнопки: Просвещаемся

Liveinternet

Мостовые перегружатели и причалы (пирсы) обычно представляют собой свайные основания с железобетонной надстройкой. Они состоят из подъездного моста и расположенного перед ним собственно пирса как места причала нескольких судов. Без обслуживания и независимо от подвода тока и каких-либо ошибок в управлении работают цинковые протекторы, примененные, например, для защиты рудного погрузочного причала в Монровии (Либерия). Между столбами располагаются 186 пластинчатых цинковых протектора массой по 100 кг, объединенные в 82 цепи. Цепи соединены при помощи кабеля длиной около 1 м с медным проводом сечением 16 мм2, который используется для измерения токоотдачи протекторов. Потенциал свай моста по медно-сульфатному электроду сравнения составляет около -1,0 В; средняя плотность защитного тока в начале эксплуатации была 25 мА-м

2; через два года она снизилась до 11 мА-м

2 и через 15 лет до 6,5 мА-м

2. Ток, отдаваемый каждым протектором, вначале колебался в пределах 0,9-1,2 А, а с течением времени уменьшился до 0,2 А.

По новым измерениям ожидаемый срок службы протекторов (считая по коррозии их материала на 85 %) должен составить 25 лет. В табл 17.3 представлены некоторые дополнительные данные о погрузочном причале. В настоящее время погрузочные причалы защищают в основном при помощи станций катодной защиты с наложением тока от внешнего источника.

На рис. 17.7 показан общий вид мостовой конструкции для снабжения металлургического завода Кракатау (Индонезия). Трубчатые сваи имеют длину около 25-30 м.

Рис. 17.7. Катодная защита мостового перегружателя руды: 1-1 V — станции катодной защиты: 1 — бетонный фундамент; 2 -доставочный мост; 3 — электрод сравнения; е — аноды системы катодной защиты

Для проектирования системы катодной защиты приняли расчетную площадь поверхности 40 тыс. м2. Сваи имеют покрытие из каменноугольного пека и эпоксидной смолы толщиной около 300 мкм, поэтому расчетную плотность защитного тока приняли равной 10 мА-м-2. Впрочем, учитывая возможные впоследствии повреждения покрытия, защитную установку рассчитали на силу тока 1200 А. Этот ток вырабатывался четырьмя преобразователями с мощностью на выходе 10 В/300 А. Защитные преобразователи могут регулироваться бесступенчато при помощи установочных трансформаторов; преобразователи располагаются масляной ванне.

Рис. 17.8. Изменение катодной поляризации в зависимости от времени: 1-4- номера катаных станций ( 1 — 100 А; 2 — 35 А; 3 — 35 А; 4 — 4О А); суммарный ток 210 А, стационарный потенциал — 0,71 U

С учетом большой мощности и требуемой для анодов остаточной пульсации не более 5% приняли схему питания от сети трехфазного тока с двухполупериодным выпрямлением. В качестве анодных заземлителей уложили 32 анода из платинированного титана длиной 2,7 м и толщиной 10 мм (см. Рис- 17.4). Аноды были вставлены в отверстия в бетонных держателях, залиты эпоксидной смолой и опущены на морское дно. При напряжении на выходе преобразователя 6 В токовая нагрузка на отдельные аноды была в пределах 10-15 А. При суммарном защитном токе 600 А потенциал, составлявший при свободной коррозии -0,7 В, снизился до -0,9 В. На рис. 17.8 показано, что после поляризации в течение 4 месяцев было достигнуто среднее значение потенциала -1,0 В. Защитный ток при этом уменьшился до 210 А. Это соответствует средней плотности защитного тока 5,3 мА м

2. Для контроля потенциала установили цинковые электроды сравнения длительного действия, результаты измерений по которым при помощи источников постоянного напряжения переводили на шкалу Cu/CuS04. Летом 1978 г. причал был удлинен в другую сторону на 300 м, для чего были сооружены две дополнительные станции катодной защиты с суммарной токоотдачей 200 А. Здесь при большей толщине слоя покрытия средняя плотность защитного тока составляет только 3 мА-м

2. Сооружение, настройка и контрольные измерения после пуска станций катодной защиты продолжались около трех месяцев.

широкого применения

для дезинфекции на объектах железнодорожного транспорта, пищевой промышленности, ЛПУ, ветеринарного надзора

для железнодорожного транспорта, сертифицированные ВНИИЖТ- «Фаворит К» и «Фаворит Щ», внутренняя и наружная замывка вагонов.

Источник

ЭХЗ (электрохимическая защита), как универсальный метод защиты от коррозии металлических конструкций и сооружений: технологических трубопроводов, резервуаров, сосудов, свай, причалов, мостов и многого другого

Метод электрохимической защиты (ЭХЗ) от коррозии уже многие годы применяется инженерами для продления срока службы различных металлических устройств и сооружений. Однако так повелось, что наиболее широко известны технические решения по использованию ЭХЗ для противокоррозионной защиты больших металлоемких конструкций и сооружений, таких как подземные трубопроводы в нефтегазовой промышленности и в сфере ЖКХ или большие стальные резервуары, хотя принцип работы ЭХЗ универсален, и может быть успешно использован практически везде, где есть контакт металла и агрессивного электролита. В этой статье мы бы хотели дать, безусловно, очень краткий обзор других возможностей применения электрохимзащиты вокруг нас — в индустриальной, общественной и даже приватной сфере жизни современного человека.

Электрохимическая защита основана на управлении токами электрохимической коррозии, всегда возникающими при контакте любого металлического сооружения и электролита. С помощью ЭХЗ анодная разрушающаяся зона переносится с защищаемого объекта либо на специальное анодное заземление (при катодной защите), либо на отдельное изделие из более активного металла (при протекторной защите). Более подробно о физико-химических принципах катодной и протекторной защиты от коррозии можно прочитать здесь . Главное, что следует понимать при принятии решения о применении ЭХЗ — это то, что необходим обязательный контакт защищаемого объекта/системы объектов и внешнего анода (анодного заземления или протектора), как посредством проводника первого рода (металлического кабеля или прямого металлического контакта), так и посредством проводника второго рода (электролита). Электрическая цепь «сооружение — кабель — анод — электролит» обязательно должна замкнуться, иначе защитного тока в системе просто не возникнет. Простой пример — трубопровод или свая, выходящая из земли на поверхность. ЭХЗ будет работать только на подземной части. Однако есть несколько примеров, когда, на первый взгляд, это правило не работает. Например, постоянный контакт сооружения и электролита не обеспечивается в зонах переменного смачивания, таких как приливно-отливная зона свай на морских пирсах и причалах, зона волнового смачивания аналогичных сооружений пресноводных водоемов и т.д. В этих случаях приходится применять довольно хитрые схемы ЭХЗ, работающие только в моменты увлажнения коррозионно-опасных зон. Но как, например, организовать ЭХЗ от атмосферной коррозии металлического сооружения во влажном морском или промышленном воздухе? Оказывается и это возможно! Но начнем мы с более простых случаев.

Простой и очевидный пример объекта, подвергающегося электрохимической коррозии, которую можно замедлить с помощью ЭХЗ — это закопанное в землю или стоящее на земле любое металлическое сооружение: свая, резервуар, трубопровод любого назначения. Конечно, применять ЭХЗ везде и всюду нет никакой необходимости, однако если объект находится в грунте высокой коррозионной агрессивности (высокая влажность или засоленность — явные признаки такого грунта!), либо это промышленно значимый и плохо ремонтопригодный объект — ЭХЗ явно не будет лишней. Проект такой системы ЭХЗ не очень сложен. Например, если нужно защитить свайный фундамент, то достаточно станции катодной защиты малой мощности (может хватить и аккумулятора) и несколько правильно расположенных точечных анодов, или несколько небольших отрезков протяженного анода. Только нужно не забыть, что если сваи сделаны из труб, то они могут корродировать и изнутри, там, где ЭХЗ работать не будет. Одиночный, полностью закопанный резервуар также прекрасно защищается точечными анодами по периметру сооружения, а днище резервуара, стоящего на грунте — одним точечным анодом или изогнутым отрезком протяженного анода. Если есть возможность менять анодные заземления и сопротивление грунта мало, то вместо точечных анодов можно установить протекторные установки, срок эффективной работы которых обычно составляет 5-7 лет.

Теперь перейдем к не очень распространенному, но очень продуктивному способу электрохимической защиты от коррозии внутренней поверхности трубопроводов и резервуаров (сосудов) любой емкости и назначения, имеющих контакт с агрессивным водным электролитом (промышленными сточными водами или просто водой с высоким содержанием минеральных солей и кислорода). В этом случае применение ЭХЗ позволяет продлить срок безремонтной эксплуатации объекта в несколько раз. Более простой случай — внутренняя ЭХЗ резервуара, когда во внутреннем пространстве резервуара размещаются протекторы или анодные заземления. Эффективность ЭХЗ существенно повысится, если внутренняя поверхность резервуара будет дополнительно защищена изоляционным покрытием с хорошими диэлектрическими свойствами. Более сложное техническое решение применяется для внутренней электрохимической защиты трубопровода. В этом случае наиболее эффективно ввести во внутреннюю полость трубопровода протяженный гибкий анод (ПГА) из токопроводящей резины. Длина такого анода обычно равна протяженности защищаемого участка трубопровода. Определенную техническую сложность вызывает укладка такого анода в уже эксплуатируемый трубопровод, хотя это также выполнимо на практике. Иногда для защиты участков ограниченной протяженности (5-30 м) достаточно установки во внутреннюю полость единичного точечного анода или протектора.

Внутренняя ЭХЗ трубопровода с применением протекторов

Такие системы внутренней электрохимзащиты чрезвычайно эффективны, даже когда ничего больше не помогает в принципе. Например, срок службы трубопроводов и различных очистительных установок — очень коррозионно-агрессивных сточных вод промышленных предприятий — продлевается за счет внутренней ЭХЗ в 5-20 раз!

Следующий интересный случай применения систем ЭХЗ — это причальные сооружения, основания нефтегазовых платформ, опоры мостов или любые другие металлические конструкции в морской воде. Кстати, воды некоторых пресных водоемов в нашей «экологически чистой» стране, особенно вблизи крупных городов и промышленных предприятий, по коррозионной агрессивности приближаются к морской воде, поэтому все излагаемое ниже распространяется и на них с небольшими оговорками.

Коррозия сваи в зоне переменного смачивания и забрызгивания

Итак, металлические конструкции в морской воде подвергаются активной электрохимической коррозии, которая не может быть остановлена обычной покраской. По механизму коррозионного процесса на таких объектах обычно выделяют три основных зоны:

• зона переменного смачивания и забрызгивания;
• зона полного погружения в воду;
• зона погружения сваи в грунт.

Наибольшую сложность при реализации систем электрохимической защиты представляет зона переменного смачивания, где нет постоянной электрической цепи «сооружение — электролит — анод». Для этих зон необходимы анодные заземления (протекторы) сетчатой или браслетной формы, обеспечивающие раздельную защиту локально увлажненных участков металлической конструкции. В самых сложных случаях имеет смысл обеспечить принудительное постоянное увлажнение зоны переменного смачивания конструкции, для постоянной работы средств ЭХЗ.

Электрохимзащита зоны полного смачивания металлических свай в водной среде может быть реализована в зависимости от конструкции разными способами, среди которых имеет смысл выделить следующие:

• размещение нескольких подвесных точечных анодов, каждый из которых защищает ближайшие, окружающие его, сваи;
• на более глубоких участках возможно использование протяженных гибких анодов, которые крепятся к тросам, закрепляемым концами на металлическом сооружении и дне водоема;
• если нет возможности подвести электричество к защищаемому сооружению, тогда приемлемым методом электрохимической защиты будет использование больших глубинных протекторов с длительными расчетными сроками эксплуатации.

Магниевый протектор для электрохимзащиты морских сооружений

Теперь вернемся к анонсированной ЭХЗ от атмосферной коррозии металлического сооружения во влажном морском или промышленном воздухе. По своему механизму этот случай чем-то напоминает коррозию в зоне переменного смачивания — также большое количество локально-увлажненных участков, только еще более маленьких. В этом случае единственный способ обеспечить электрохимическую защиту всей поверхности защищаемого изделия — это обеспечить свою локальную систему ЭХЗ на каждом увлажненном участке. Эта цель достигается путем нанесения на поверхность изделия специального покрытия, содержащего частицы металла, обладающего защитными протекторными свойствами по отношению к стали. Обычно этим металлом является цинк. Таким образом, на каждом участке поверхности обеспечивается своя маленькая установка протекторной защиты, которая активируется при увлажнении.

В этой статье мы рассказали только о нескольких основных случаях применения электрохимической защиты разнообразных металлических конструкций. На самом деле можно привести гораздо больше таких примеров — ЭХЗ может использоваться повсеместно: кузова автомобилей, корпуса морских судов, бытовые нагреватели воды, морские трубопроводы и т.д. Иногда даже приходится обеспечивать электрохимзащиту железобетонных конструкций, но это настолько объемная тема, что требует отдельного обзора. Поэтому можно смело говорить, что пока наш век металла не сменился веком композиционных материалов, именно электрохимическая защита будет одной из наиболее важных и востребованных человечеством технологий.

Источник