Читайте также:
|
Принципиальная схема катодной защиты показана на рисунке. Источником постоянного тока является станция катодной защиты 3, где с помощью выпрямителей переменный ток поступающий от вдольтрассовой ЛЭП 1 через трансформаторный пункт 2, преобразуется в постоянный.
Отрицательным полюсом источник с помощью кабеля 6 подключен к защищаемому трубопроводу 4, а положительным - к анодному заземлению 5. При включении источника тока электрическая цепь замыкается через почвенный электролит.
Принцип действия катодной защиты аналогичен процессу электролиза. Под воздействием приложенного электрического поля источника начинается движение полусвободных валентных электронов в направлении “анодное заземление - источник тока -защищаемое сооружение". Теряя электроны, атомы металла анодного заземления переходят в виде ион - атомов в раствор почвенного электролита, т.е. анодное заземление разрушается. Ион - атомы подвергаются гидротации и отводятся вглубь раствора. У защищаемого же сооружения вследствие работы источника постояного тока наблюдается избыток свободных электронов, т.е. создаются условия для протекания реакций кислородной и водородной деполяризации, характерных для катода.
Считается, что для защиты от коррозии подземных металлических трубопроводов необходимо, чтобы их потенциал был не более минес 0,85 В. Минимальный защитный потенциал должен поддерживаться на границе зон действия смежных станций катодной защиты (СКЗ).
20.протекторная защита металлических деталей и конструкций от коррозии
Протекторная защита металла — способ антикоррозионной защиты, при котором защищаемой поверхности необходимо обеспечить контакт с более активным металлом (ссылка). По отношению к железу, более активными металлами являются кадмий, хром, цинк, магний и другие металлы.
Из механизма коррозии металла, следует, что более активный металл начинает испускать электроны и присоединять к образовавшимся ионам гидроксильной группы из раствора электролита, а другой, менее активный, будет принимать электроны, присоединяя их к своим ионам. В результате, более активный металл — анод — будет окисляться, а менее активный металл — катод восстанавливаться. Таким образом, анод будет защищать от коррозии
В результате, анод будет окисляться, а катод восстанавливаться
Протекторная защита нашла широкое применение для защиты таких объектов как: подземные трубопроводы, резервуары, морские и речные суда и др. Все эти объекты находятся в постоянном контакте с электролитом, будь то грунтовые воды, химические растворы, морская или речная вода.
Для реализации протекторной защиты необходимо обеспечить соприкосновение самого протектора с чистой поверхностью защищаемого металла (см. рис.)
Если на эту конструкцию будет воздействовать внешняя среда, то электроны протектора будут переходить в защищаемый металл и на катоде начнется выделение водорода. Ионы протектора, соединяясь с кислородом (гидроксильными группами OH), вызывают окислительную реакцию, которая приводит к появлению гидроокиси того металла, из которого сделан протектор. Таким образом, обеспечивается катодная защита металла до тех пор, пока протектор полностью не разрушится вследствие коррозии. После полного разрушения начнет корродировать и сам металл.
Среди лакокрасочных материалов выделят класс протекторных грунтовок (цинконаполненных или цинкосодержащих). Применение данного вида материалов получило название «холодное цинкование». Механизм их действия мы опишем в следующих постах
21.анодная защита стальных транспортных емкостей для кислот и щелочей,автосплавов для щелочной варки целлюлозы
Анодная защита может предотвращать локальные виды коррозии, например, межкристаллитную коррозию нержавеющих сталей, коррозию под напряжением углеродистых и нержавеющих сталей, питтинг, коррозионную усталость металлов и сплавов
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ВИДОВ КОРРОЗИИ АНОДНОЙ ЗАЩИТОЙ
Электрохимическая защита состоит в том, что при смещении электродного потенциала металла коррозионные процессы тормозятся. При этом различают два вида электрохимической защиты анодную и катодную. При анодной защите потенциал смещается в положительную сторону. Защитный эффект обусловлен пассивацией, при которой высокие положительные потенциалы достигаются очень малой анодной плотностью тока. Эффективность анодной защиты зависит от свойств металла и электролита. Основной конструкционный материал, применяемый в нефтегазовой промышленности, это низкоуглеродистая малолегированная сталь, которая слабо пассивируется в таких электролитах, как дренажная (подтоварная) вода в резервуарах, почвенная (грунтовая) влага. Изменчивость характеристики грунтов (минерализация водной фазы, состав газов и строение твердой основы) не позволяет успешно применять анодную защиту в таких условиях. Особое значение в анодной защите имеют ионы галогенов, способствующие образованию питтингов. В силу того, что в грунтах (например, солончаки). и пластовых водах содержится большое количество хлоридов, анодная защита для подземного оборудования нефтегазовой промышленности не применяется.
При анодной защите нержавеющих сталей следует учитывать их склонность в определенных условиях к таким видам коррозии, как межкристаллитная и питтинговая, коррозионное растрескивание. Поэтому первоначально высказывались сомнения в отношении эффективности анодной защиты аппаратов из нержавеющих сталей
Приведенные результаты показывают, что влияние микроструктуры на анодные характеристики углеродистой стали незначительно, поэтому при использовании анодной защиты вид термообработки можно не принимать во внимание.
22.износ металлического оборудования в коррозионных средах ЦБП
Условия работы технологического оборудования ЦБП весьма разнообразны. В процессе эксплуатации рабочие поверхности деталей машин и аппаратов испытывают постоянное или циклическое воздействие агрессивной среды при одновременном внешнем механическом нагружении, что приводит к разрушению поверхности металла с постоянным изменением размеров формы детали.
Разнообразие условий эксплуатации обусловливает различные виды изнашивания рабочих поверхностей деталей машин и аппаратов. Для оборудования ЦБП характерными видами изнашивания (ГОСТ 23002-87) являются абразивное, коррозионно-механическое, гидроабразивное, гидроэрозионное и кавитационное.
Наиболее распространенный вид разрушения технологического оборудования ЦБП – коррозионно-механическое изнашивание, происходящее в результате механических воздействий, сопровождающихся химическим или электрохимическим взаимодействием металла со средой. В результате совместного воздействия механического и коррозионного факторов в поверхностных слоях металла происходят взаимосвязанные явления, способствующие активации процессов упругопластического деформирования, химических и электрохимических реакций и т.д. Поэтому в реальных условиях интенсивность изнашивания при коррозионно-механических воздействиях определяется величиной и характером механических нагрузок, активностью коррозионной среды и физико-химическими свойствами конструкционных материалов.
К наиболее распространенному виду коррозионно-механического изнашивания относят прежде всего разрушение металлов при трении в коррозионной среде ("коррозия при трении", ГОСТ 5272-68), которое происходит при одновременном воздействии на поверхность металла коррозионной среды и сил трения. Особенно интенсивно этот процесс протекает на рабочих поверхностях роторных и винтовых питателей установок для непрерывной варки целлюлозы, на поверхности валов, цапф и защитных втулок насосов, формующих и сушильных цилиндров, барабанов и валов пресс-патов, бумагоделательных машин и на другом оборудовании.
Распространенный вид изнашивания деталей ЦБП – гидроабразивное изнашивание, которое происходит в результате воздействия на поверхность металла твердых абразивных частиц, взвешенных в жидкости и перемещающихся относительно изнашиваемой поверхности. Такой вид характерен для рабочих колес и корпусов насосов, предназначенных для перекачки технологических жидких сред, деталей гарнитуры размольного оборудования, поверхности стенок корпусов варочных котлов, особенно в местах установки загрузочных, выдувных и циркуляционных устройств и других деталей. Гидроабразивное изнашивание происходит при наличии значительного числа абразивных частиц в составе технологической среды. Наряду с режущим и царапающим воздействиями абразивных частиц в этом случае значительную роль в изнашивании играют коррозионные процессы, нарушающие сплошность защитной оксидной пленки в результате деформации микрообъемов металла.
При воздействии скоростных потоков жидких технологических сред на поверхность трубопроводов, деталей насосов, запорной и регулирующей арматуры и т.п. возникает разрушение металла вследствие ударных воздействий турбулентных струй – гидроэрозионное изнашивание. Его разновидности — ударная коррозия и кавитационное изнашивание. Ударная коррозия металлов развивается в потоке жидкости в результате механического удаления защитных окисных пленок, образующихся на поверхности металла при его пассивации. Многократное удаление вновь образующихся оксидных пленок приводит к изменению исходных размеров деталей.
Кавитационное изнашивание металла происходит в результате воздействия на его поверхность микроударных нагрузок, возникающих при образовании и захлопывании кавитационных полостей и пузырьков. При замыкании кавитационных пузырьков поверхность металла испытывает значительные по величине многократные микроударные воздействия, приводящие к возникновению усталостного разрушения пластичных зон и выкрашиванию хрупких составляющих на рабочей поверхности детали. Присутствие коррозионно-активной среды интенсифицирует процессы микроусталостного разрушения и электрохимического растворения металла.
Более подробно проблемы кавитации и кавитационно-эрозионного изнашивания рассмотрены в главе 4.
При производстве целлюлозы используется технологическая щепа, приготовляемая в древесно-подготовительных цехах целлюлозно-бумажных комбинатов (ЦБК). При производстве и транспортировке щепы возможно ее загрязнение твердыми абразивными частицами, которые вместе со щепой попадают в варочный щелок и другие технологические среды. Поэтому все процессы коррозионно-механического изнашивания сопровождаются дополнительно абразивным изнашиванием, что приводит к резкому снижению срока межремонтной эксплуатации оборудования.
Дата добавления: 2015-04-22; просмотров: 19 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |