Катодная защита

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
винто-рулевая группа защищается анодами

Катодная защита — это электрохимическая защита от коррозии, основанная на наложении отрицательного потенциала на защищаемую деталь[1][2]. Катодную защиту, как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий.

Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока (станции катодной защиты) или же соединением с протекторным анодом, изготовленным из металла, более электроотрицательного относительно объекта. При этом поверхность защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной и на всех её участках протекает только катодный процесс. Обусловливающий коррозию анодный процесс перенесён на вспомогательные электроды. Отсюда названия — жертвенный анод, жертвенный электрод. Если, однако, сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другими явлениями, что может привести к деградации защитного (изоляционного) покрытия и протеканию процесса стресс-коррозии катодно защищаемого объекта.

История открытия[править | править вики-текст]

Катодная защита была впервые описана сэром Гемфри Дэви в серии докладов, представленных Лондонскому королевскому обществу[3] по развитию знаний о природе в 1824 году. После продолжительных тестов впервые катодную защиту применили в 1824 г. на судне HMS Samarang[4]. Анодные протекторы из железа были установлены на медную обшивку корпуса судна ниже ватерлинии, что значительно снизило скорость корродирования меди. Медь, корродируя, высвобождает ионы меди, которые обладают антиобрастающим эффектом. В связи с чрезмерным обрастанием корпуса и снижением эффективности корабля Королевский военно-морской флот Великобритании принял решение отказаться от протекторной защиты, чтобы получить преимущества от антифоулингового эффекта вследствие корродирования меди.

Применение[править | править вики-текст]

Катодная защита широко применяется для защиты от коррозии наружной поверхности:

  • больших металлоемких объектов энергетического комплекса, таких как подземные и наземные магистральные и промысловые трубопроводы нефти, газа и нефтепродуктов, тепловые сети, крупные резервуары и т.д. В случае невозможности или нецелесообразности применения катодной защиты для защиты от коррозии небольших объектов может применяться протекторная защита.
  • металлических свайных фундаментов в грунте.
  • морских причалов,оснований нефтегазовых платформ, опор мостов или любых других металлических конструкций в морской воде, причём для разных зон контакта сооружения с морской водой (зона переменного смачивания, зона полного погружения и зона погружения в морской грунт) необходимо применять разные технические решения по катодной защите[5].
  • судов от коррозии в морской воде (преимущественно протекторная защита).
  • стальной арматуры в железобетоне для свай, фундаментов, дорожных сооружений (в том числе горизонтальных покрытий) и зданий.

Не очень известным, но очень эффективным способом электрохимической защиты от коррозии является катодная защита 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 катодной защиты позволяет продлить срок безремонтной эксплуатации объекта в несколько раз[5].

Побочный эффект[править | править вики-текст]

Основным вредным последствием работы систем катодной защиты подземных сооружений (преимущественно трубопроводов), возникающим вследствие ошибок при проектировании и строительстве подобных систем, может быть ускоренная электрокоррозия (коррозия блуждающими токами) соседних с защищаемым металлических объектов[6].

Стандарты[править | править вики-текст]

  • DNV-RP-B401 — Cathodic Protection Design — Det Norske Veritas
  • EN 12068:1999 — Cathodic protection. External organic coatings for the corrosion protection of buried or immersed steel pipelines used in conjunction with cathodic protection. Tapes and shrinkable materials
  • EN 12473:2000 — General principles of cathodic protection in sea water
  • EN 12474:2001 — Cathodic protection for submarine pipelines
  • EN 12495:2000 — Cathodic protection for fixed steel offshore structures
  • EN 12499:2003 — Internal cathodic protection of metallic structures
  • EN 12696:2000 — Cathodic protection of steel in concrete
  • EN 12954:2001 — Cathodic protection of buried or immersed metallic structures. General principles and application for pipelines
  • EN 13173:2001 — Cathodic protection for steel offshore floating structures
  • EN 13174:2001 — Cathodic protection for harbour installations
  • EN 13509:2003 — Cathodic protection measurement techniques
  • EN 13636:2004 — Cathodic protection of buried metallic tanks and related piping
  • EN 14505:2005 — Cathodic protection of complex structures
  • EN 15112:2006 — External cathodic protection of well casing
  • EN 50162:2004 — Protection against corrosion by stray current from direct current systems
  • BS 7361-1:1991 — Cathodic Protection
  • NACE SP0169:2007 — Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems
  • NACE TM 0497 — Measurement Techniques Related to Criteria for Cathodic Protection on Underground or Submerged Metallic Piping Systems
  • ГОСТ 26251-84 — Протекторы для защиты от коррозии. Технические условия
  • ГОСТ 9.056-75 — Единая система защиты от коррозии и старения. Стальные корпуса кораблей и судов. Общие требования к электрохимической защите при долговременном стояночном режиме
  • ГОСТ Р 51164-98 — Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии
  • ГОСТ 9.602-2005 — Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

Примечания[править | править вики-текст]