ECP (विद्युत रासायनिक संरक्षण), धातु संरचनाओं और संरचनाओं के संक्षारण संरक्षण की एक सार्वभौमिक विधि के रूप में: तकनीकी पाइपलाइन, टैंक, पोत, ढेर, पियर्स, पुल और बहुत कुछ। कैथोडिक जंग संरक्षण - सभी विशेषताएं

इन्सुलेट कोटिंग्स के साथ भूमिगत गैस पाइपलाइनों की निष्क्रिय सुरक्षा विद्युत सुरक्षा द्वारा पूरक है। विद्युत सुरक्षा के कार्य इस प्रकार हैं।

1. संरक्षित गैस पाइपलाइन से आवारा विद्युत धाराओं को हटाना और विद्युत प्रतिष्ठानों और डीसी नेटवर्क में उनकी संगठित वापसी, जो इन धाराओं का स्रोत हैं।
2. बाहरी स्रोत से धाराओं द्वारा जमीन (एनोडिक ज़ोन) से बाहर निकलने के बिंदुओं पर गैस पाइपलाइन के माध्यम से बहने वाली धाराओं का दमन, साथ ही मिट्टी के विद्युत रासायनिक क्षरण के कारण उत्पन्न होने वाली धाराएँ, एक गैल्वेनिक सर्किट और एक सुरक्षात्मक विद्युत क्षमता बनाकर गैस पाइपलाइन पाइप।
3. इंसुलेटिंग फ्लैंगेस के साथ उत्तरार्द्ध को विभाजित करके गैस पाइपलाइनों के माध्यम से विद्युत धाराओं के प्रसार की रोकथाम।

आवारा धाराओं के मोड़ की समस्या को बनाकर हल किया जा सकता है:

1. जमीन पर धाराओं को निकालने के लिए अतिरिक्त ग्राउंडिंग। नुकसान - संरक्षित गैस पाइपलाइन से बहने वाली धाराओं के पड़ोसी पाइपलाइनों पर हानिकारक प्रभाव की संभावना;
2. सरल या प्रत्यक्ष जल निकासी संरक्षण, यानी। ट्राम या इलेक्ट्रिक रेलवे की पटरियों के साथ संरक्षित गैस पाइपलाइन का विद्युत कनेक्शन ताकि उनके माध्यम से उनके स्रोत तक धाराएं वापस आ सकें। सरल जल निकासी में दो तरफा चालकता होती है, अर्थात। आगे और पीछे करंट पास कर सकता है और इसलिए इसका उपयोग स्थिर एनोड ज़ोन में किया जाता है। इस सुरक्षा का नुकसान जल निकासी को बंद करने की आवश्यकता है यदि वर्तमान की ध्रुवीयता बदल गई है या यदि गैस पाइपलाइन की क्षमता रेल की तुलना में कम हो गई है;
3. ध्रुवीकृत जल निकासी संरक्षण, यानी एक तरफा चालकता के साथ जल निकासी, जो रेल से संरक्षित गैस पाइपलाइन तक वर्तमान के विपरीत प्रवाह को बाहर करती है;
4. बढ़ाया जल निकासी संरक्षण, यानी ऐसी सुरक्षा, जिसके सर्किट में दक्षता बढ़ाने के लिए एक बाहरी करंट स्रोत शामिल है। इस प्रकार, बढ़ी हुई जल निकासी कैथोडिक सुरक्षा के साथ ध्रुवीकृत जल निकासी का एक संयोजन है।

संरक्षित गैस पाइपलाइन से बहने वाली धाराओं को दबाने का कार्य हल किया जा सकता है:

1. बाहरी करंट (विद्युत सुरक्षा) द्वारा कैथोडिक सुरक्षा, अर्थात। संरक्षित गैस पाइपलाइन को बाहरी वर्तमान स्रोत से जोड़कर - कैथोड के रूप में इसके नकारात्मक ध्रुव से। वर्तमान स्रोत का धनात्मक ध्रुव जमीन - एनोड से जुड़ा है। एक बंद सर्किट बनाया जाता है जिसमें एनोड से जमीन के माध्यम से संरक्षित गैस पाइपलाइन तक प्रवाहित होता है और आगे बाहरी वर्तमान स्रोत के नकारात्मक ध्रुव तक जाता है। इस मामले में, एनोड ग्राउंडिंग धीरे-धीरे नष्ट हो जाती है, लेकिन इसके कैथोडिक ध्रुवीकरण और पाइप से जमीन में प्रवाह को रोकने के कारण गैस पाइपलाइन की सुरक्षा सुनिश्चित की जाती है। बाहरी स्रोत के रूप में, कैथोडिक प्रोटेक्शन स्टेशन (CPS) का उपयोग किया जा सकता है;
2. सुरक्षात्मक सुरक्षा, अर्थात्। धातुओं से बने इलेक्ट्रिकल सर्किट प्रोटेक्टर्स का उपयोग करके सुरक्षा, जो पाइप लाइन की धातु की तुलना में संक्षारक वातावरण में अधिक नकारात्मक क्षमता रखते हैं। ट्रेड प्रोटेक्शन सिस्टम के साथ-साथ एक गैल्वेनिक सेल में एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, और नमी युक्त मिट्टी इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करती है, और गैस पाइपलाइन और चलने वाली धातु इलेक्ट्रोड होती है। परिणामी सुरक्षात्मक धारा विद्युत रासायनिक संक्षारण धाराओं को दबा देती है और गैस पाइपलाइन पर एक सुरक्षात्मक विद्युत क्षमता का निर्माण सुनिश्चित करती है।

भूमिगत गैस पाइपलाइन के कैथोडिक संरक्षण का योजनाबद्ध आरेख

1 - एनोड ग्राउंडिंग; 2.4 - जल निकासी केबल; 3 - विद्युत प्रवाह का बाहरी स्रोत; 5 - जल निकासी केबल के लगाव का बिंदु; 6 - संरक्षित गैस पाइपलाइन

एक भूमिगत गैस पाइपलाइन के चलने के संरक्षण का योजनाबद्ध आरेख

1 - संरक्षित गैस पाइपलाइन; 2 - अछूता केबल; 3 - नियंत्रण आउटपुट; 4 - रक्षक; 5 - चलने वाला भराव

पैराओनाइट या टेक्स्टोलाइट गास्केट, टेक्स्टोलाइट झाड़ियों और वाशर के साथ इंसुलेटिंग फ्लैंगेस स्थापित करके पाइपलाइनों के विद्युत सेक्शनिंग की समस्या को हल किया जाता है। इन्सुलेट फ्लैंगेस के डिजाइन का एक उदाहरण नीचे की आकृति में दिखाया गया है।

इन्सुलेट फ्लैंगेस की स्थापना

1 - टेक्स्टोलाइट या पैराओनाइट झाड़ी को इन्सुलेट करना; 2 - टेक्स्टोलाइट, रबर या विनाइल क्लोराइड से बने इन्सुलेट वॉशर; 3 - स्टील वॉशर; 4 - लीड वाशर; 5 - टेक्स्टोलाइट रिंग-गैसकेट

भूमिगत स्टील गैस पाइपलाइनों पर संक्षारण प्रभाव की डिग्री को दर्शाने वाले मुख्य कारक हैं:

• मिट्टी में आवारा धाराओं की परिमाण और दिशा;
• अन्य धातु भूमिगत उपयोगिताओं और विद्युतीकृत परिवहन की पटरियों के सापेक्ष गैस पाइपलाइन की क्षमता का परिमाण और ध्रुवीयता;
• गैस पाइपलाइन से बहने वाली धाराओं की दिशा और शक्ति;
• गैस पाइपलाइनों के जंग-रोधी संरक्षण की स्थिति;
• पाउंड की विद्युत प्रतिरोधकता का मूल्य।

ये सभी कारक आवधिक निगरानी के अधीन हैं।

विद्युत माप की आवृत्ति इस प्रकार है:

• गैस पाइपलाइनों और अन्य संरक्षित संरचनाओं के लिए विद्युत सुरक्षा प्रतिष्ठानों के क्षेत्रों में, साथ ही ट्रैक्शन सबस्टेशनों और विद्युत परिवहन के डिपो के पास, फैमवे रेल और विद्युतीकृत रेलवे के पास और उन जगहों पर जहां गैस पाइपलाइन उनके साथ मिलती हैं - हर 3 महीने में कम से कम एक बार , साथ ही स्थापना के बदलते तरीके - विद्युत सुरक्षा, संरक्षित संरचनाओं या आवारा धाराओं के स्रोतों में नवाचार;
• विद्युत सुरक्षा के दृष्टिकोण से गैर-खतरनाक क्षेत्रों में - गर्मियों में वर्ष में कम से कम एक बार, साथ ही ऐसी स्थितियों में कोई भी परिवर्तन जो विद्युत जंग का कारण बन सकता है।

चलने की सुरक्षा के लिए, अलौह धातु रक्षकों का उपयोग किया जाता है - आमतौर पर मैग्नीशियम, जस्ता, एल्यूमीनियम और उनके मिश्र धातु।

विद्युत सुरक्षा प्रतिष्ठानों के संचालन का नियंत्रण और संपर्कों पर क्षमता का माप (कम से कम) किया जाता है: जल निकासी प्रतिष्ठानों पर - महीने में 4 बार; कैथोडिक प्रतिष्ठानों पर - महीने में 2 बार; चलने की स्थापना पर - प्रति माह 1 बार।

धातु संरचनाएं»

सैद्धांतिक आधार

भूमिगत धातु संरचनाओं का कैथोडिक संरक्षण

कैथोडिक सुरक्षा के संचालन का सिद्धांत

इलेक्ट्रोलाइटिक मीडिया से संबंधित मिट्टी के साथ धातु के संपर्क में, एक विद्युत प्रवाह के गठन के साथ एक जंग प्रक्रिया होती है, और एक निश्चित इलेक्ट्रोड क्षमता स्थापित होती है। पाइपलाइन की इलेक्ट्रोड क्षमता का परिमाण दो इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर से निर्धारित किया जा सकता है: पाइपलाइन और गैर-ध्रुवीकरण योग्य कॉपर सल्फेट तत्व। इस प्रकार, पाइपलाइन की क्षमता का मूल्य जमीन के संबंध में इसकी इलेक्ट्रोड क्षमता और संदर्भ इलेक्ट्रोड की क्षमता के बीच का अंतर है। पाइपलाइन की सतह पर, एक निश्चित दिशा की इलेक्ट्रोड प्रक्रियाएं और समय के साथ प्रकृति में स्थिर परिवर्तन आगे बढ़ते हैं।

स्थिर क्षमता को आमतौर पर प्राकृतिक क्षमता कहा जाता है, जिसका अर्थ पाइपलाइन पर आवारा और अन्य प्रेरित धाराओं की अनुपस्थिति है।

एक इलेक्ट्रोलाइट के साथ संक्षारक धातु की परस्पर क्रिया को दो प्रक्रियाओं में विभाजित किया जाता है: एनोडिक और कैथोडिक, जो धातु और इलेक्ट्रोलाइट के बीच इंटरफ़ेस के विभिन्न भागों में एक साथ होती हैं।

जंग से बचाव करते समय, एनोड और कैथोड प्रक्रियाओं के क्षेत्रीय पृथक्करण का उपयोग किया जाता है। एक अतिरिक्त ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड के साथ एक वर्तमान स्रोत पाइपलाइन से जुड़ा हुआ है, जिसकी मदद से पाइपलाइन पर एक बाहरी प्रत्यक्ष धारा लगाई जाती है। इस मामले में, एनोड प्रक्रिया एक अतिरिक्त ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड पर होती है।

भूमिगत पाइपलाइनों का कैथोडिक ध्रुवीकरण बाहरी प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत से विद्युत क्षेत्र को लागू करके किया जाता है। प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत का नकारात्मक ध्रुव संरक्षित संरचना से जुड़ा है, जबकि पाइपलाइन जमीन के संबंध में कैथोड है, कृत्रिम रूप से निर्मित ग्राउंडिंग एनोड सकारात्मक ध्रुव से जुड़ा है।

कैथोडिक सुरक्षा का एक योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 14.1। कैथोडिक सुरक्षा के साथ, वर्तमान स्रोत 2 का नकारात्मक ध्रुव पाइपलाइन 1 से जुड़ा है, और सकारात्मक ध्रुव कृत्रिम रूप से निर्मित एनोड-ग्राउंड इलेक्ट्रोड 3 से जुड़ा है। जब वर्तमान स्रोत चालू होता है, तो यह अपने ध्रुव से होकर बहता है जमीन में एनोड जमीन और पाइप के इन्सुलेशन 6 के क्षतिग्रस्त वर्गों के माध्यम से। इसके अलावा, कनेक्टिंग वायर 5 के साथ ड्रेनेज पॉइंट 4 के माध्यम से, करंट फिर से पावर स्रोत के माइनस में लौट आता है। इस मामले में, पाइपलाइन के नंगे वर्गों पर कैथोडिक ध्रुवीकरण की प्रक्रिया शुरू होती है।

चावल। 14.1। पाइपलाइन कैथोडिक सुरक्षा का योजनाबद्ध आरेख:

1 - पाइपलाइन; 2 - प्रत्यक्ष प्रवाह का बाहरी स्रोत; 3 - एनोड ग्राउंडिंग;

4 - जल निकासी बिंदु; 5 - जल निकासी केबल; 6 - कैथोड टर्मिनल संपर्क;

7 - कैथोड आउटपुट; 8 - पाइपलाइन इन्सुलेशन क्षति

चूंकि ग्राउंडिंग इलेक्ट्रोड और पाइपलाइन के बीच लगाए गए बाहरी करंट का वोल्टेज पाइपलाइन के जंग मैक्रोप्रेयर के इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर से काफी अधिक है, एनोड ग्राउंडिंग की स्थिर क्षमता निर्णायक भूमिका नहीं निभाती है।

विद्युत रासायनिक सुरक्षा को शामिल करने के साथ ( जे 0ए। जोड़ें) संक्षारण मैक्रोप्रेयर की धाराओं का वितरण गड़बड़ा जाता है, कैथोड वर्गों के संभावित अंतर "पाइप - अर्थ" के मूल्य एक दूसरे के करीब आते हैं ( जे 0k) एनोड वर्गों के संभावित अंतर के साथ ( जे 0 ए), ध्रुवीकरण की शर्तें प्रदान की जाती हैं।

आवश्यक सुरक्षात्मक क्षमता को बनाए रखते हुए कैथोडिक सुरक्षा को विनियमित किया जाता है। यदि, बाहरी धारा लगाने से, पाइपलाइन को संतुलन क्षमता के लिए ध्रुवीकृत किया जाता है ( जे 0क = जे 0ए) धातु का घुलना (चित्र 14.2 a), तब एनोड धारा रुक जाती है और क्षरण रुक जाता है। सुरक्षात्मक धारा की और वृद्धि अव्यावहारिक है। अधिक सकारात्मक संभावित मूल्यों के साथ, अपूर्ण सुरक्षा की घटना होती है (चित्र। 14.2 बी)। यह आवारा धाराओं के मजबूत प्रभाव वाले क्षेत्र में स्थित पाइपलाइन के कैथोडिक संरक्षण के दौरान या उन संरक्षकों का उपयोग करते समय हो सकता है जिनके पास पर्याप्त नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता (जस्ता रक्षक) नहीं है।

धातु को जंग से बचाने के मानदंड सुरक्षात्मक वर्तमान घनत्व और सुरक्षात्मक क्षमता हैं।

एक सुरक्षात्मक क्षमता के लिए एक गैर-अछूता धातु संरचना के कैथोडिक ध्रुवीकरण के लिए महत्वपूर्ण धाराओं की आवश्यकता होती है। कॉपर सल्फेट संदर्भ इलेक्ट्रोड के संबंध में न्यूनतम सुरक्षात्मक क्षमता (-0.85 V) के विभिन्न वातावरणों में स्टील के ध्रुवीकरण के लिए आवश्यक वर्तमान घनत्व के सबसे संभावित मूल्य तालिका में दिए गए हैं। 14.1

चावल। 14.2। पूर्ण ध्रुवीकरण (ए) और के मामले में संक्षारण आरेख

अधूरा ध्रुवीकरण (बी)

आमतौर पर, कैथोडिक सुरक्षा का उपयोग पाइपलाइन की बाहरी सतह पर लागू इन्सुलेट कोटिंग्स के संयोजन के साथ किया जाता है। सतह कोटिंग परिमाण के कई आदेशों द्वारा आवश्यक धारा को कम करती है। तो, मिट्टी में अच्छी कोटिंग के साथ स्टील के कैथोडिक संरक्षण के लिए केवल 0.01 ... 0.2 mA / m 2 की आवश्यकता होती है।

तालिका 14.1

कैथोडिक सुरक्षा के लिए आवश्यक वर्तमान घनत्व

विभिन्न वातावरणों में नंगे स्टील की सतह

क्षतिग्रस्त पाइपलाइन इन्सुलेशन के अज्ञात वितरण के कारण इन्सुलेटेड मुख्य पाइपलाइनों के लिए सुरक्षात्मक वर्तमान घनत्व विश्वसनीय सुरक्षा मानदंड नहीं बन सकता है, जो वास्तविक धातु से जमीन संपर्क क्षेत्र को निर्धारित करता है। यहां तक ​​कि एक बिना इंसुलेटेड पाइप (रेलवे और राजमार्गों के माध्यम से एक भूमिगत मार्ग पर कारतूस) के लिए, सुरक्षात्मक वर्तमान घनत्व संरचना के ज्यामितीय आयामों द्वारा निर्धारित किया जाता है और काल्पनिक होता है, क्योंकि कार्ट्रिज की सतह का हिस्सा अज्ञात रहता है, लगातार उपस्थित के साथ कवर किया जाता है। निष्क्रिय सुरक्षात्मक परतें (स्केल, आदि) और विध्रुवण की प्रक्रिया के दौरान भाग नहीं लेना। इसलिए, धातु के नमूनों पर किए गए कुछ प्रयोगशाला अध्ययनों में सुरक्षा मानदंड के रूप में सुरक्षात्मक वर्तमान घनत्व का उपयोग किया जाता है।

भूमिगत पाइपलाइनों का क्षरण और इसके खिलाफ सुरक्षा

गुहाओं, दरारों और टूटने के कारण भूमिगत पाइपलाइनों का क्षरण उनके अवसादन के मुख्य कारणों में से एक है। धातुओं का क्षरण, अर्थात। उनका ऑक्सीकरण एक मुक्त अवस्था से रासायनिक रूप से बंधे, आयनिक अवस्था में धातु के परमाणुओं का संक्रमण है। इस मामले में, धातु परमाणु अपने इलेक्ट्रॉनों को खो देते हैं और ऑक्सीकरण एजेंट उन्हें स्वीकार करते हैं। एक भूमिगत पाइपलाइन पर, पाइप धातु की विषमता और मिट्टी की विषमता (भौतिक गुणों और रासायनिक संरचना दोनों के संदर्भ में) के कारण, विभिन्न इलेक्ट्रोड क्षमता वाले खंड दिखाई देते हैं, जो गैल्वेनिक जंग के गठन की ओर जाता है। जंग के सबसे महत्वपूर्ण प्रकार हैं: सतह (पूरी सतह पर निरंतर), गोले के रूप में स्थानीय, पिटिंग, क्रेविस और थकान जंग क्रैकिंग। पिछले दो प्रकार के जंग भूमिगत पाइपलाइनों के लिए सबसे खतरनाक हैं। सतह का क्षरण शायद ही कभी नुकसान का कारण बनता है, जबकि गड्ढा सबसे अधिक नुकसान पहुंचाता है। संक्षारण की स्थिति जिसमें एक धातु पाइपलाइन जमीन में स्थित होती है, मिट्टी और जलवायु परिस्थितियों, मार्ग की विशेषताओं और परिचालन स्थितियों से संबंधित बड़ी संख्या में कारकों पर निर्भर करती है। इन कारकों में शामिल हैं:

• मिट्टी की नमी,
• मृदा रसायन,
• मिट्टी इलेक्ट्रोलाइट अम्लता,
• जमीनी संरचना,
• परिवहन गैस तापमान

विद्युतीकृत प्रत्यक्ष वर्तमान रेल परिवहन के कारण जमीन में आवारा धाराओं की सबसे मजबूत नकारात्मक अभिव्यक्ति पाइपलाइनों का विद्युत संक्षारक विनाश है। आवारा धाराओं की तीव्रता और भूमिगत पाइपलाइनों पर उनका प्रभाव कारकों पर निर्भर करता है जैसे:

• संपर्क प्रतिरोध रेल-टू-ग्राउंड;
• चलने वाली रेलों का अनुदैर्ध्य प्रतिरोध;
• कर्षण सबस्टेशनों के बीच की दूरी;
• इलेक्ट्रिक ट्रेनों द्वारा वर्तमान खपत;
• सक्शन लाइनों की संख्या और अनुभाग;
• मिट्टी का विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध;
• पथ के सापेक्ष पाइपलाइन की दूरी और स्थान;
• पाइपलाइन के संक्रमणकालीन और अनुदैर्ध्य प्रतिरोध।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कैथोडिक ज़ोन में आवारा धाराओं का संरचना पर सुरक्षात्मक प्रभाव पड़ता है, इसलिए, ऐसे स्थानों में, बड़ी पूंजी लागत के बिना पाइपलाइन की कैथोडिक सुरक्षा की जा सकती है।

भूमिगत धातु पाइपलाइनों को जंग से बचाने के तरीके निष्क्रिय और सक्रिय में विभाजित हैं।

संक्षारण संरक्षण की निष्क्रिय विधि में पाइप लाइन की धातु और आसपास की मिट्टी के बीच एक अभेद्य अवरोध का निर्माण शामिल है। यह पाइप (कोलतार, तारकोल पिच, बहुलक टेप, एपॉक्सी रेजिन, आदि) के लिए विशेष सुरक्षात्मक कोटिंग्स लगाने से प्राप्त होता है।

व्यवहार में, इन्सुलेट कोटिंग की पूर्ण निरंतरता प्राप्त करना संभव नहीं है। विभिन्न प्रकार के कोटिंग्स में अलग-अलग प्रसार पारगम्यता होती है और इसलिए पर्यावरण से पाइप के अलग-अलग इन्सुलेशन प्रदान करते हैं। निर्माण और संचालन के दौरान, इन्सुलेट कोटिंग में दरारें, खरोंच के निशान, डेंट और अन्य दोष होते हैं। सबसे खतरनाक सुरक्षात्मक कोटिंग को नुकसान के माध्यम से होता है, जहां, व्यवहार में, जमीन का क्षरण होता है।

चूंकि निष्क्रिय विधि जंग के खिलाफ पाइपलाइन की पूरी सुरक्षा प्रदान करने में विफल रहती है, इसलिए सक्रिय सुरक्षा एक साथ लागू होती है, जो पाइप धातु और ग्राउंड इलेक्ट्रोलाइट के बीच इंटरफेस में होने वाली विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के नियंत्रण से जुड़ी होती है। इस सुरक्षा को व्यापक सुरक्षा कहा जाता है।

संक्षारण संरक्षण की सक्रिय विधि कैथोडिक ध्रुवीकरण द्वारा की जाती है और धातु के विघटन की दर में कमी पर आधारित होती है क्योंकि इसकी संक्षारण क्षमता प्राकृतिक क्षमता से अधिक नकारात्मक मूल्यों में बदल जाती है। यह प्रायोगिक रूप से स्थापित किया गया था कि कॉपर सल्फेट संदर्भ इलेक्ट्रोड के सापेक्ष स्टील की कैथोडिक सुरक्षा क्षमता का मान माइनस 0.85 वोल्ट है। चूँकि मिट्टी में स्टील की प्राकृतिक क्षमता लगभग -0.55 ... -0.6 वोल्ट के बराबर होती है, इसलिए कैथोडिक सुरक्षा के कार्यान्वयन के लिए संक्षारण क्षमता को 0.25 ... 0.30 वोल्ट से नकारात्मक दिशा में स्थानांतरित करना आवश्यक है।

पाइप और जमीन की धातु की सतह के बीच विद्युत प्रवाह को लागू करना, सुरक्षात्मक संभावित मानदंड के नीचे पाइप इन्सुलेशन के दोषपूर्ण स्थानों में क्षमता में कमी को प्राप्त करना आवश्यक है, - 0.9 वी के बराबर। परिणामस्वरूप , जंग दर में काफी कमी आई है।

2. कैथोडिक सुरक्षा प्रतिष्ठान
पाइपलाइनों का कैथोडिक संरक्षण दो तरीकों से किया जा सकता है:

• मैग्नीशियम बलिदान एनोड संरक्षक (गैल्वेनिक विधि) का उपयोग;
• बाहरी डीसी स्रोतों का उपयोग, जिनमें से माइनस पाइप से जुड़ा है, और प्लस टू एनोड ग्राउंड (विद्युत विधि)।

गैल्वेनिक विधि इस तथ्य पर आधारित है कि इलेक्ट्रोलाइट में विभिन्न धातुओं में अलग-अलग इलेक्ट्रोड क्षमता होती है। यदि आप दो धातुओं का गैल्वेनिक युग्म बनाते हैं और उन्हें एक इलेक्ट्रोलाइट में रखते हैं, तो अधिक नकारात्मक क्षमता वाली धातु एनोड बन जाएगी और नष्ट हो जाएगी, जिससे कम नकारात्मक क्षमता वाली धातु की रक्षा होगी। व्यवहार में, मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम और जस्ता मिश्र धातुओं से बने संरक्षक बलिदान गैल्वेनिक एनोड्स के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

रक्षकों का उपयोग कर कैथोडिक संरक्षण का उपयोग केवल कम प्रतिरोध वाली मिट्टी (50 ओहम-एम तक) में प्रभावी है। उच्च प्रतिरोधकता वाली मिट्टी में, यह विधि आवश्यक सुरक्षा प्रदान नहीं करती है। बाहरी वर्तमान स्रोतों द्वारा कैथोडिक संरक्षण अधिक जटिल और समय लेने वाला है, लेकिन यह मिट्टी की प्रतिरोधकता पर ज्यादा निर्भर नहीं करता है और इसमें असीमित ऊर्जा संसाधन हैं।

एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत के रूप में, एक नियम के रूप में, एक वैकल्पिक चालू नेटवर्क द्वारा संचालित विभिन्न डिजाइनों के कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है। कन्वर्टर्स आपको किसी भी परिस्थिति में पाइपलाइन की सुरक्षा सुनिश्चित करने, विस्तृत श्रृंखला पर सुरक्षात्मक प्रवाह को समायोजित करने की अनुमति देते हैं।

कैथोडिक सुरक्षा प्रतिष्ठानों के लिए एयर लाइन्स 0.4 का उपयोग शक्ति स्रोतों के रूप में किया जाता है; 6; 10 केवी। कनवर्टर से पाइपलाइन पर लगाए गए सुरक्षात्मक प्रवाह और "पाइप-टू-ग्राउंड" संभावित अंतर को पाइपलाइन की लंबाई के साथ असमान रूप से वितरित किया जाता है। इसलिए, इस अंतर का अधिकतम निरपेक्ष मूल्य वर्तमान स्रोत (जल निकासी बिंदु) के कनेक्शन बिंदु पर है। जैसे ही आप इस बिंदु से दूर जाते हैं, संभावित अंतर "पाइप-टू-ग्राउंड" कम हो जाता है। संभावित अंतर का अत्यधिक overestimation कोटिंग के आसंजन पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है और पाइप धातु के हाइड्रोजन संतृप्ति का कारण बन सकता है, जिससे हाइड्रोजन क्रैकिंग हो सकती है। कैथोडिक सुरक्षा आक्रामक रासायनिक वातावरण में धातु के क्षरण का मुकाबला करने के तरीकों में से एक है। यह धातु को सक्रिय अवस्था से निष्क्रिय अवस्था में स्थानांतरित करने और बाहरी कैथोड करंट की मदद से इस अवस्था को बनाए रखने पर आधारित है। भूमिगत पाइपलाइनों को उनकी घटना के मार्ग के साथ क्षरण से बचाने के लिए कैथोडिक सुरक्षा स्टेशन (CPS) बनाए जा रहे हैं। SKZ की संरचना में एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत (सुरक्षात्मक स्थापना), एनोड ग्राउंडिंग, एक नियंत्रण और माप बिंदु, तारों और केबलों को जोड़ना शामिल है। शर्तों के आधार पर, सुरक्षात्मक प्रतिष्ठानों को एसी 0.4 द्वारा संचालित किया जा सकता है; 6 या 10 केवी या स्वतंत्र स्रोतों से। एक गलियारे में रखी बहु-पंक्ति पाइपलाइनों की सुरक्षा करते समय, कई प्रतिष्ठान स्थापित किए जा सकते हैं और कई एनोड ग्राउंडिंग बनाए जा सकते हैं। हालांकि, इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि सुरक्षा प्रणाली के संचालन में रुकावट के दौरान, एक अंधे जम्पर से जुड़े पाइपों की प्राकृतिक क्षमता में अंतर के कारण, शक्तिशाली गैल्वेनिक जोड़े बनते हैं, जिससे तीव्र जंग होती है, पाइपों को जुड़ा होना चाहिए विशेष संयुक्त सुरक्षा ब्लॉकों के माध्यम से स्थापना। ये ब्लॉक न केवल पाइपों को एक दूसरे से अलग करते हैं, बल्कि आपको प्रत्येक पाइप पर इष्टतम क्षमता निर्धारित करने की अनुमति भी देते हैं। आरएमएस में कैथोडिक सुरक्षा के लिए प्रत्यक्ष प्रवाह के स्रोत के रूप में, मुख्य रूप से कन्वर्टर्स का उपयोग किया जाता है, जो 220 वी बिजली आवृत्ति नेटवर्क द्वारा संचालित होते हैं। कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज को मैन्युअल रूप से समायोजित किया जाता है, नियंत्रित वाल्व (थाइरिस्टर्स) का उपयोग करके ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग टैप को स्विच करके या स्वचालित रूप से। यदि कैथोडिक सुरक्षा प्रतिष्ठान समय के साथ बदलने वाली परिस्थितियों में काम करते हैं, जो आवारा धाराओं के प्रभाव, मिट्टी की प्रतिरोधकता में परिवर्तन या अन्य कारकों के कारण हो सकता है, तो कन्वर्टर्स को स्वचालित आउटपुट वोल्टेज विनियमन प्रदान करने की सलाह दी जाती है। स्वचालित विनियमन संरक्षित संरचना (पोटेंशियोस्टेट कन्वर्टर्स) की क्षमता के अनुसार या सुरक्षा वर्तमान (गैल्वेनोस्टैट कन्वर्टर्स) के अनुसार किया जा सकता है।

3. जल निकासी संरक्षण प्रतिष्ठान

विद्युत जल निकासी सबसे सरल प्रकार की सक्रिय सुरक्षा है जिसके लिए बिजली स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि पाइपलाइन विद्युत रूप से आवारा वर्तमान स्रोत के कर्षण रेल से जुड़ी होती है। सुरक्षात्मक प्रवाह का स्रोत पाइपलाइन-रेल के बीच संभावित अंतर है, जो विद्युतीकृत रेलवे परिवहन के संचालन और एक आवारा वर्तमान क्षेत्र की उपस्थिति से उत्पन्न होता है। ड्रेन करंट का प्रवाह भूमिगत पाइपलाइन में आवश्यक संभावित बदलाव पैदा करता है। एक नियम के रूप में, फ़्यूज़ को एक सुरक्षात्मक उपकरण के रूप में उपयोग किया जाता है, हालांकि, वापसी के साथ स्वचालित अधिकतम लोड स्विच का भी उपयोग किया जाता है, अर्थात, वर्तमान के बाद जल निकासी सर्किट को बहाल करना जो कि स्थापना तत्वों के लिए खतरनाक है। एक ध्रुवीकृत तत्व के रूप में, वाल्व ब्लॉकों का उपयोग समानांतर में जुड़े कई हिमस्खलन सिलिकॉन डायोड से इकट्ठा किया जाता है। सक्रिय प्रतिरोधों को स्विच करके इस सर्किट में प्रतिरोध को बदलकर ड्रेनेज सर्किट में करंट का नियमन किया जाता है। यदि ध्रुवीकृत विद्युत नालियों का उपयोग अप्रभावी है, तो प्रबलित (मजबूर) विद्युत नालियों का उपयोग किया जाता है, जो एक कैथोडिक सुरक्षा स्थापना है, जिसका एनोड ग्राउंड इलेक्ट्रोड एक विद्युतीकृत रेलवे की रेल है। कैथोडिक सुरक्षा मोड में चल रही मजबूर जल निकासी धारा 100A से अधिक नहीं होनी चाहिए, और इसके उपयोग से रेल और रेल फास्टनरों के क्षरण को बाहर करने के लिए जमीन के सापेक्ष रेल की सकारात्मक क्षमता का आभास नहीं होना चाहिए, साथ ही साथ उनसे जुड़ी संरचनाएं।

इसे दो से तीसरे थ्रॉटलिंग बिंदु के माध्यम से ट्रैक चोक-ट्रांसफार्मर के मध्य बिंदुओं तक सीधे रेल नेटवर्क से विद्युत जल निकासी सुरक्षा को जोड़ने की अनुमति है। यदि नाली सर्किट में एक विशेष सुरक्षात्मक उपकरण शामिल किया गया है तो अधिक लगातार कनेक्शन की अनुमति है। इस तरह के एक उपकरण के रूप में, एक चोक का उपयोग किया जा सकता है, जिसका कुल इनपुट प्रतिरोध 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ मुख्य रेलवे के सिग्नलिंग सिस्टम के सिग्नल करंट के लिए कम से कम 5 ओम है।

4. बिजली उत्पन्न करनेवाली सुरक्षा की स्थापना

गैल्वेनिक सुरक्षा प्रतिष्ठान (रक्षक प्रतिष्ठान) का उपयोग भूमिगत धातु संरचनाओं के कैथोडिक संरक्षण के लिए किया जाता है, ऐसे मामलों में जहां बाहरी वर्तमान स्रोतों द्वारा संचालित प्रतिष्ठानों का उपयोग आर्थिक रूप से संभव नहीं है: बिजली लाइनों की कमी, वस्तु की छोटी लंबाई, आदि।

आमतौर पर, कैथोडिक प्रतिष्ठानों का उपयोग निम्नलिखित भूमिगत संरचनाओं के कैथोडिक संरक्षण के लिए किया जाता है:

• टैंक और पाइपलाइन जिनमें निकटवर्ती विस्तारित संचार के साथ विद्युत संपर्क नहीं है;
• पाइपलाइनों के अलग-अलग खंड जो कन्वर्टर्स के खिलाफ पर्याप्त स्तर की सुरक्षा प्रदान नहीं करते हैं;
• जोड़ों को इन्सुलेट करके मुख्य रूप से विद्युत रूप से कटे हुए पाइपलाइनों के खंड;
• स्टील सुरक्षात्मक आवरण (कारतूस), भूमिगत जलाशय और टैंक, स्टील समर्थन और ढेर और अन्य केंद्रित वस्तुएं;
• स्थायी कैथोडिक सुरक्षा प्रतिष्ठानों के चालू होने से पहले निर्माणाधीन मुख्य पाइपलाइनों का रैखिक हिस्सा।

50 ओम से अधिक नहीं के विशिष्ट विद्युत प्रतिरोध के साथ मिट्टी में चलने वाले प्रतिष्ठानों के साथ पर्याप्त प्रभावी सुरक्षा की जा सकती है।

5. विस्तारित या वितरित एनोड्स के साथ प्रतिष्ठान।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कैथोडिक सुरक्षा की पारंपरिक योजना का उपयोग करते समय, पाइपलाइन के साथ सुरक्षात्मक क्षमता का वितरण असमान होता है। सुरक्षात्मक क्षमता का असमान वितरण जल निकासी बिंदु के पास अत्यधिक सुरक्षा दोनों की ओर जाता है, अर्थात। बिजली की गैर-उत्पादक खपत और स्थापना के सुरक्षात्मक क्षेत्र में कमी के लिए। विस्तारित या वितरित एनोड्स वाली योजना का उपयोग करके इस नुकसान से बचा जा सकता है। वितरित एनोड्स के साथ ईसीपी की तकनीकी योजना गांठदार एनोड्स के साथ कैथोडिक सुरक्षा की योजना की तुलना में सुरक्षात्मक क्षेत्र की लंबाई बढ़ाने की अनुमति देती है, और सुरक्षात्मक क्षमता का अधिक समान वितरण भी प्रदान करती है। वितरित एनोड के साथ ZKhZ की तकनीकी योजना को लागू करते समय, एनोड ग्राउंडिंग के विभिन्न लेआउट का उपयोग किया जा सकता है। सबसे सरल योजना एनोड ग्राउंड के साथ गैस पाइपलाइन के साथ समान रूप से स्थापित है। समायोजन प्रतिरोध या किसी अन्य उपकरण का उपयोग करके एनोड ग्राउंडिंग करंट को बदलकर सुरक्षात्मक क्षमता को समायोजित किया जाता है जो आवश्यक सीमा के भीतर वर्तमान परिवर्तन सुनिश्चित करता है। कई ग्राउंडिंग स्विच से ग्राउंडिंग के मामले में, कनेक्टेड ग्राउंडिंग स्विच की संख्या को बदलकर सुरक्षात्मक वर्तमान को समायोजित किया जा सकता है। सामान्य तौर पर, कनवर्टर के निकटतम पृथ्वी इलेक्ट्रोड में उच्च संपर्क प्रतिरोध होना चाहिए। सुरक्षात्मक संरक्षण रक्षकों का उपयोग कर विद्युत रासायनिक संरक्षण इस तथ्य पर आधारित है कि इलेक्ट्रोलाइट माध्यम में रक्षक और संरक्षित धातु के बीच संभावित अंतर के कारण धातु कम हो जाती है और रक्षक शरीर भंग हो जाता है। चूंकि दुनिया में धातु संरचनाओं का बड़ा हिस्सा लोहे से बना है, लोहे की तुलना में अधिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता वाली धातुओं को एक रक्षक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। उनमें से तीन हैं - जस्ता, एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम। मैग्नीशियम रक्षकों के बीच मुख्य अंतर मैग्नीशियम और स्टील के बीच सबसे बड़ा संभावित अंतर है, जिसका सुरक्षात्मक कार्रवाई की त्रिज्या पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, जो 10 से 200 मीटर तक होता है, जो जस्ता और मैग्नीशियम की तुलना में कम संख्या में मैग्नीशियम रक्षकों के उपयोग की अनुमति देता है। एल्यूमीनियम। इसके अलावा, मैग्नीशियम और मैग्नीशियम मिश्र धातु, जस्ता और एल्यूमीनियम के विपरीत, वर्तमान उत्पादन में कमी के साथ ध्रुवीकरण नहीं होता है। यह विशेषता उच्च प्रतिरोधकता वाली मिट्टी में भूमिगत पाइपलाइनों की सुरक्षा के लिए मैग्नीशियम रक्षकों के मुख्य अनुप्रयोग को निर्धारित करती है।

विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके पाइपों का संक्षारण संरक्षण किया जाता है। सबसे प्रभावी तरीकों में से एक इलेक्ट्रोकेमिकल उपचार है, जिसमें कैथोडिक सुरक्षा शामिल है। ज्यादातर मामलों में, इस विकल्प का उपयोग इन्सुलेट यौगिकों के साथ धातु संरचनाओं के उपचार के साथ संयोजन में किया जाता है।

कैथोडिक सुरक्षा के मुख्य प्रकार

उन्नीसवीं सदी में जंग के खिलाफ पाइपलाइनों की कैथोडिक सुरक्षा विकसित की गई थी। यह तकनीक पहली है जहाज निर्माण उद्योग में उपयोग किया गया हैऔर - फ्लोटिंग वेसल के पतवार को एनोड प्रोटेक्टर्स से म्यान किया गया था, जिसने कॉपर मिश्र धातु की संक्षारण प्रक्रियाओं को कम कर दिया। थोड़ी देर बाद, इस तकनीक का अन्य क्षेत्रों में सक्रिय रूप से उपयोग किया जाने लगा। इसके अलावा, कैथोडिक तकनीक को वर्तमान में सबसे प्रभावी जंग संरक्षण तकनीक माना जाता है।

धातु मिश्र धातुओं के लिए दो प्रकार के कैथोडिक संरक्षण हैं:

पहला विकल्प आज सबसे आम माना जाता है, क्योंकि यह तेज़ और आसान है। इस तकनीक की मदद से आप विभिन्न प्रकार के क्षरण का सामना कर सकते हैं:

• इंटरक्रिस्टलाइन;
• अत्यधिक तनाव के कारण पीतल की कर्कश आवाज;
• आवारा विद्युत धाराओं के प्रभाव के कारण होने वाला क्षरण;
• पीटना, आदि

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पहली तकनीक बड़े आकार की धातु संरचनाओं को संसाधित करने की अनुमति देती है, और गैल्वेनिक रासायनिक विद्युत संरक्षण केवल छोटे उत्पादों के लिए अभिप्रेत है।

गैल्वेनिक तकनीक संयुक्त राज्य अमेरिका में बहुत लोकप्रिय है, लेकिन हमारे देश में इसका उपयोग लगभग कभी नहीं किया जाता है, क्योंकि रूसी संघ में पाइपलाइनों की व्यवस्था करने की तकनीक विशेष इन्सुलेशन के साथ प्रसंस्करण नहीं करती है, जो गैल्वेनिक सुरक्षा के लिए आवश्यक है।

ऐसी कोटिंग के बिना, भूजल के प्रभाव में स्टील जंग बढ़ जाती है, जो शरद ऋतु और वसंत के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। सर्दियों में, पानी के हिमस्खलन के बाद, जंग की प्रक्रिया काफी धीमी हो जाती है।

प्रौद्योगिकी विवरण

कैथोडिक संक्षारण संरक्षण वर्कपीस पर लागू प्रत्यक्ष धारा द्वारा निर्मित होता है और वर्कपीस की क्षमता को नकारात्मक बनाता है। इस उद्देश्य के लिए अक्सर रेक्टीफायर्स का उपयोग किया जाता है।

एक वस्तु जो एक विद्युत प्रवाह स्रोत से जुड़ी होती है, उसे "माइनस" माना जाता है, अर्थात एक कैथोड, और एक कनेक्टेड ग्राउंड एक एनोड होता है, जो कि "प्लस" होता है। मुख्य स्थिति एक अच्छे विद्युत प्रवाहकीय माध्यम की उपस्थिति है। भूमिगत पाइपों के लिए, यह मिट्टी है।

मिट्टी (प्रवाहकीय माध्यम) और संसाधित की जा रही वस्तु के बीच इस तकनीक को लागू करते समय, विद्युत प्रवाह के संभावित अंतर को बनाए रखना चाहिए। इस सूचक का मान उच्च-प्रतिरोध प्रकार के वोल्टमीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

कुशल कार्य की विशेषताएं

पाइपलाइनों के अवसादन में जंग अक्सर अपराधी होती है। धातु की संरचना को नुकसान के कारण, संरचना पर दरारें, गुहाएं और अंतराल बनते हैं। यह समस्या भूमिगत पाइपलाइनों के लिए अत्यंत प्रासंगिक है, क्योंकि वे लगातार भूजल के संपर्क में हैं।

इस स्थिति में कैथोडिक तकनीक प्रारंभिक संक्षारण क्षमता को बदलकर धातु मिश्र धातु के विघटन और ऑक्सीकरण की प्रक्रिया को कम करना संभव बनाती है।

व्यावहारिक परीक्षणों के नतीजे बताते हैं कि कैथोडिक तकनीक का उपयोग कर धातु मिश्र धातु की ध्रुवीकरण क्षमता जंग को धीमा कर देती है।

प्रभावी सुरक्षा प्राप्त करने के लिए, निरंतर विद्युत प्रवाह का उपयोग करके पाइपलाइन बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री की कैथोडिक क्षमता को कम करना आवश्यक है। इस स्थिति में धातु क्षरण की दर प्रति वर्ष दस माइक्रोमीटर से अधिक नहीं होगी।

इसके अलावा, भूमिगत पाइपलाइनों को आवारा विद्युत धाराओं के प्रभाव से बचाने के लिए कैथोडिक संरक्षण सबसे अच्छा उपाय है। आवारा धाराएँ एक विद्युत आवेश हैं जो बिजली की छड़ के संचालन, विद्युत गाड़ियों की गति आदि के दौरान मिट्टी में प्रवेश करती हैं।

संक्षारण सुरक्षा प्रदान करने के लिए बिजली लाइनों या पोर्टेबल डीजल या गैस संचालित जनरेटर का उपयोग किया जा सकता है।

विशेष उपकरण

सुरक्षा उद्देश्यों के लिए, विशेष स्टेशनों का उपयोग किया जाता है. इस उपकरण में कई नोड शामिल हैं:

• विद्युत प्रवाह का स्रोत;
• एनोड (जमीन);
• माप, नियंत्रण और प्रबंधन का बिंदु;
• तारों और डोरियों को जोड़ना।

एनोड सुरक्षा स्टेशन आपको एक साथ कई पाइपलाइनों की सुरक्षा करने की अनुमति देता है, जो एक दूसरे के बगल में स्थित हैं। आपूर्ति किए गए विद्युत प्रवाह का समायोजन स्वचालित या मैन्युअल हो सकता है।

हमारे देश में, मिनर्वा -3000 की स्थापना विशेष रूप से लोकप्रिय है। इस वीसीएस की पावर रेटिंग भूमिगत लगभग 40 किलोमीटर पाइपलाइन को क्षरण से बचाने के लिए पर्याप्त है।

स्थापना के फायदों में शामिल हैं:

जीपीआरएस मॉड्यूल के माध्यम से उपकरणों का रिमोट कंट्रोल किया जाता है, जो डिजाइन में निर्मित होते हैं।

विद्युत रासायनिक सुरक्षा- तैयार उत्पादों को इलेक्ट्रोकेमिकल जंग से बचाने का एक प्रभावी तरीका। कुछ मामलों में, पेंटवर्क या सुरक्षात्मक आवरण सामग्री को नवीनीकृत करना असंभव है, फिर विद्युत रासायनिक सुरक्षा का उपयोग करना उचित है। एक भूमिगत पाइपलाइन या समुद्री पोत के तल की कोटिंग बहुत श्रमसाध्य और नवीकरण के लिए महंगा है, कभी-कभी यह असंभव है। विद्युत रासायनिक सुरक्षा मज़बूती से उत्पाद की रक्षा करती है, भूमिगत पाइपलाइनों, जहाज के तल, विभिन्न टैंकों आदि के विनाश को रोकती है।

इलेक्ट्रोकेमिकल सुरक्षा का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां मुक्त जंग की संभावना बेस मेटल या ओवरपासिवेशन के गहन विघटन के क्षेत्र में होती है। वे। जब धातु संरचना का गहन विनाश होता है।

विद्युत रासायनिक संरक्षण का सार

एक प्रत्यक्ष धारा बाहर से तैयार धातु उत्पाद से जुड़ी होती है (एक प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत या एक रक्षक)। संरक्षित उत्पाद की सतह पर विद्युत प्रवाह माइक्रोगैल्वेनिक जोड़े के इलेक्ट्रोड का कैथोडिक ध्रुवीकरण बनाता है। इसका परिणाम यह होता है कि धातु की सतह पर एनोडिक क्षेत्र कैथोडिक हो जाते हैं। और संक्षारक वातावरण के संपर्क में आने के परिणामस्वरूप, संरचना की धातु नहीं, बल्कि एनोड नष्ट हो जाती है।

किस दिशा (सकारात्मक या नकारात्मक) के आधार पर धातु की क्षमता को स्थानांतरित किया जाता है, विद्युत रासायनिक सुरक्षा को एनोड और कैथोड में विभाजित किया जाता है।

कैथोडिक जंग संरक्षण

कैथोडिक इलेक्ट्रोकेमिकल जंग संरक्षण का उपयोग तब किया जाता है जब संरक्षित धातु निष्क्रियता के लिए प्रवण नहीं होती है। यह जंग से धातुओं के संरक्षण के मुख्य प्रकारों में से एक है। कैथोडिक सुरक्षा का सार नकारात्मक ध्रुव से उत्पाद तक एक बाहरी धारा का अनुप्रयोग है, जो जंग तत्वों के कैथोड वर्गों को ध्रुवीकृत करता है, संभावित मूल्य को एनोड वाले के करीब लाता है। वर्तमान स्रोत का धनात्मक ध्रुव एनोड से जुड़ा है। इस मामले में, संरक्षित संरचना का क्षरण लगभग शून्य हो गया है। एनोड धीरे-धीरे नष्ट हो जाता है और इसे समय-समय पर बदला जाना चाहिए।

कैथोडिक सुरक्षा के लिए कई विकल्प हैं: विद्युत प्रवाह के बाहरी स्रोत से ध्रुवीकरण; कैथोड प्रक्रिया की दर में कमी (उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइट विचलन); एक धातु के साथ संपर्क जिसमें किसी दिए गए वातावरण में मुक्त जंग के लिए अधिक विद्युतीय क्षमता होती है (तथाकथित बलि सुरक्षा)।

विद्युत प्रवाह के बाहरी स्रोत से ध्रुवीकरण का उपयोग अक्सर मिट्टी, पानी (जहाजों के तल आदि) में स्थित संरचनाओं की रक्षा के लिए किया जाता है। इसके अलावा, इस प्रकार के संक्षारण संरक्षण का उपयोग जस्ता, टिन, एल्यूमीनियम और इसके मिश्र धातु, टाइटेनियम, तांबा और इसके मिश्र धातु, सीसा, साथ ही उच्च-क्रोमियम, कार्बन, मिश्र धातु (कम और उच्च मिश्र धातु दोनों) स्टील्स के लिए किया जाता है।

एक बाहरी करंट स्रोत कैथोडिक प्रोटेक्शन स्टेशन है, जिसमें एक रेक्टिफायर (कनवर्टर), संरक्षित संरचना के लिए एक करंट सप्लाई, एनोड ग्राउंड इलेक्ट्रोड, एक रेफरेंस इलेक्ट्रोड और एक एनोड केबल शामिल हैं।

कैथोडिक सुरक्षा का उपयोग एक स्वतंत्र और अतिरिक्त प्रकार के संक्षारण संरक्षण के रूप में किया जाता है।

मुख्य मानदंड जिसके द्वारा कोई कैथोडिक संरक्षण की प्रभावशीलता का न्याय कर सकता है सुरक्षात्मक क्षमता. सुरक्षात्मक क्षमता वह है जिस पर कुछ पर्यावरणीय परिस्थितियों में धातु की संक्षारण दर सबसे कम (जहाँ तक संभव हो) मान लेती है।

कैथोडिक सुरक्षा का उपयोग करने के नुकसान हैं। उनमें से एक खतरा है overprotect. नकारात्मक दिशा में संरक्षित वस्तु की क्षमता में बड़े बदलाव के साथ ओवरप्रोटेक्शन देखा जाता है। साथ ही, यह बाहर खड़ा है। नतीजतन, सुरक्षात्मक कोटिंग्स का विनाश, धातु का हाइड्रोजन उत्सर्जन, संक्षारण क्रैकिंग।

ट्रेड प्रोटेक्शन (ट्रेड एप्लीकेशन)

कैथोडिक सुरक्षा का एक प्रकार कैथोडिक संरक्षण है। बलि सुरक्षा का उपयोग करते समय, अधिक विद्युतीय क्षमता वाली धातु संरक्षित वस्तु से जुड़ी होती है। इस मामले में, संरचना नष्ट नहीं होती है, लेकिन चलना। समय के साथ, रक्षक जंग खा जाता है और उसे एक नए से बदला जाना चाहिए।

चलने की सुरक्षा उन मामलों में प्रभावी होती है जहां रक्षक और पर्यावरण के बीच थोड़ा क्षणिक प्रतिरोध होता है।

प्रत्येक रक्षक का अपना सुरक्षात्मक क्रिया दायरा होता है, जो अधिकतम संभावित दूरी द्वारा निर्धारित किया जाता है जिस पर सुरक्षात्मक प्रभाव खोए बिना रक्षक को हटाया जा सकता है। सुरक्षात्मक सुरक्षा का उपयोग अक्सर तब किया जाता है जब संरचना में करंट लाना असंभव या कठिन और महंगा होता है।

रक्षकों का उपयोग तटस्थ वातावरण (समुद्र या नदी के पानी, हवा, मिट्टी, आदि) में संरचनाओं की रक्षा के लिए किया जाता है।

संरक्षक के निर्माण के लिए निम्नलिखित धातुओं का उपयोग किया जाता है: मैग्नीशियम, जस्ता, लोहा, एल्यूमीनियम। शुद्ध धातुएं अपने सुरक्षात्मक कार्यों को पूरी तरह से पूरा नहीं करती हैं, इसलिए रक्षकों के निर्माण के दौरान उन्हें अतिरिक्त रूप से मिश्रित किया जाता है।

लोहे के रक्षक कार्बन स्टील्स या शुद्ध लोहे से बने होते हैं।

जिंक रक्षक

जिंक रक्षकों में लगभग 0.001 - 0.005% सीसा, तांबा और लोहा, 0.1 - 0.5% एल्यूमीनियम और 0.025 - 0.15% कैडमियम होता है। जिंक प्रोजेक्टर का उपयोग उत्पादों को समुद्री जंग (खारे पानी में) से बचाने के लिए किया जाता है। यदि जिंक रक्षक का उपयोग थोड़ा खारे, ताजे पानी या मिट्टी में किया जाता है, तो यह जल्दी से ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड की मोटी परत से ढक जाता है।

रक्षक मैग्नीशियम

मैग्नीशियम रक्षकों के निर्माण के लिए मिश्र धातुओं को 2-5% जस्ता और 5-7% एल्यूमीनियम के साथ मिश्रित किया जाता है। मिश्र धातु में तांबा, सीसा, लोहा, सिलिकॉन, निकल की मात्रा प्रतिशत के दसवें और सौवें हिस्से से अधिक नहीं होनी चाहिए।

रक्षक मैग्नीशियम का उपयोग थोड़ा खारा, ताजे पानी, मिट्टी में किया जाता है। प्रोटेक्टर का उपयोग ऐसे वातावरण में किया जाता है जहां जिंक और एल्युमीनियम प्रोटेक्टर अप्रभावी होते हैं। एक महत्वपूर्ण पहलू यह है कि 9.5 - 10.5 के पीएच वाले वातावरण में मैग्नीशियम रक्षकों का उपयोग किया जाना चाहिए। यह मैग्नीशियम के विघटन की उच्च दर और इसकी सतह पर कम घुलनशील यौगिकों के गठन के कारण है।

मैग्नीशियम रक्षक खतरनाक है, क्योंकि। संरचनाओं के हाइड्रोजन उत्सर्जक और संक्षारण क्रैकिंग का कारण है।

एल्यूमीनियम रक्षक

एल्युमिनियम प्रोटेक्टर्स में एडिटिव्स होते हैं जो एल्युमिनियम ऑक्साइड के निर्माण को रोकते हैं। 8% तक जस्ता, 5% तक मैग्नीशियम और दसवें से सौवें हिस्से तक सिलिकॉन, कैडमियम, इंडियम और थैलियम ऐसे संरक्षकों में पेश किए जाते हैं। एल्यूमीनियम रक्षक तटीय शेल्फ और बहते समुद्री जल में उपयोग किए जाते हैं।

एनोड जंग संरक्षण

एनोड इलेक्ट्रोकेमिकल सुरक्षा का उपयोग टाइटेनियम, कम-मिश्र धातु स्टेनलेस, कार्बन स्टील्स, उच्च-मिश्र धातु लौह मिश्र धातुओं, असमान निष्क्रिय धातुओं से बने संरचनाओं के लिए किया जाता है। अत्यधिक प्रवाहकीय संक्षारक वातावरण में एनोड सुरक्षा का उपयोग किया जाता है।

एनोडिक सुरक्षा के साथ, संरक्षित धातु की क्षमता को अधिक सकारात्मक पक्ष में स्थानांतरित कर दिया जाता है जब तक कि सिस्टम की निष्क्रिय स्थिर स्थिति तक नहीं पहुंच जाती। एनोडिक इलेक्ट्रोकेमिकल सुरक्षा के फायदे न केवल संक्षारण दर में बहुत महत्वपूर्ण मंदी हैं, बल्कि यह तथ्य भी है कि जंग उत्पाद उत्पाद और माध्यम में प्रवेश नहीं करते हैं।

एनोड सुरक्षा को कई तरीकों से लागू किया जा सकता है: बाहरी विद्युत प्रवाह स्रोत का उपयोग करके या संक्षारक वातावरण में ऑक्सीकरण एजेंटों (या मिश्र धातु में तत्वों) को पेश करके, जो कैथोडिक प्रक्रिया की दक्षता में वृद्धि करते हैं, संभावित रूप से सकारात्मक पक्ष में स्थानांतरित करके। धातु की सतह।

ऑक्सीडाइज़र के उपयोग के साथ एनोड सुरक्षा, एनोडिक ध्रुवीकरण के सुरक्षात्मक तंत्र के समान है।

यदि ऑक्सीकरण गुणों वाले निष्क्रिय अवरोधकों का उपयोग किया जाता है, तो संरक्षित सतह उत्पन्न होने वाली धारा के प्रभाव में निष्क्रिय अवस्था में चली जाती है। इनमें डाइक्रोमेट्स, नाइट्रेट्स आदि शामिल हैं, लेकिन वे आसपास के तकनीकी वातावरण को काफी मजबूती से प्रदूषित करते हैं।

मिश्र धातु में एडिटिव्स (मुख्य रूप से एक महान धातु के साथ डोपिंग) की शुरूआत के साथ, कैथोड पर होने वाले डिपोलराइज़र की कमी की प्रतिक्रिया संरक्षित धातु की तुलना में कम ओवरवॉल्टेज के साथ होती है।

यदि विद्युत प्रवाह संरक्षित संरचना के माध्यम से पारित किया जाता है, तो संभावित सकारात्मक दिशा में स्थानांतरित हो जाता है।

जंग के खिलाफ एनोडिक इलेक्ट्रोकेमिकल सुरक्षा के लिए एक स्थापना में बाहरी वर्तमान स्रोत, एक संदर्भ इलेक्ट्रोड, एक कैथोड और स्वयं संरक्षित वस्तु शामिल है।

यह पता लगाने के लिए कि क्या किसी निश्चित वस्तु के लिए एनोडिक इलेक्ट्रोकेमिकल सुरक्षा लागू करना संभव है, एनोडिक ध्रुवीकरण घटता लिया जाता है, जिसकी सहायता से एक निश्चित संक्षारक वातावरण में अध्ययन के तहत संरचना की संक्षारण क्षमता निर्धारित करना संभव है, स्थिर निष्क्रियता का क्षेत्र और इस क्षेत्र में वर्तमान घनत्व।

कैथोड के निर्माण के लिए, कम घुलनशीलता वाली धातुओं का उपयोग किया जाता है, जैसे उच्च-मिश्र धातु स्टेनलेस स्टील्स, टैंटलम, निकल, सीसा और प्लेटिनम।

एनोडिक इलेक्ट्रोकेमिकल सुरक्षा के लिए एक निश्चित वातावरण में प्रभावी होने के लिए, आसानी से निष्क्रिय धातुओं और मिश्र धातुओं का उपयोग करना आवश्यक है, संदर्भ इलेक्ट्रोड और कैथोड हमेशा समाधान में होना चाहिए, और कनेक्टिंग तत्व उच्च गुणवत्ता वाले होने चाहिए।

एनोड सुरक्षा के प्रत्येक मामले के लिए, कैथोड का लेआउट व्यक्तिगत रूप से डिज़ाइन किया गया है।

एनोड सुरक्षा के लिए एक निश्चित वस्तु के लिए प्रभावी होने के लिए, यह आवश्यक है कि यह कुछ आवश्यकताओं को पूरा करे:

सभी वेल्ड उच्च गुणवत्ता वाले होने चाहिए;

तकनीकी वातावरण में, जिस सामग्री से संरक्षित वस्तु बनाई जाती है उसे निष्क्रिय अवस्था में जाना चाहिए;

एयर पॉकेट और स्लॉट की संख्या न्यूनतम रखी जानी चाहिए;

संरचना पर कोई रिवेटेड जोड़ नहीं होना चाहिए;

संरक्षित किए जाने वाले उपकरण में, संदर्भ इलेक्ट्रोड और कैथोड हमेशा समाधान में होना चाहिए।

रासायनिक उद्योग में एनोड संरक्षण को लागू करने के लिए अक्सर हीट एक्सचेंजर्स और बेलनाकार इकाइयों का उपयोग किया जाता है।

स्टेनलेस स्टील्स का इलेक्ट्रोकेमिकल एनोडिक संरक्षण सल्फ्यूरिक एसिड के औद्योगिक भंडारण, अमोनिया पर आधारित समाधान, खनिज उर्वरकों के साथ-साथ सभी प्रकार के कलेक्टरों, टैंकों, मापने वाले टैंकों के लिए लागू है।

रासायनिक निकल चढ़ाना स्नान, कृत्रिम फाइबर और सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में ताप विनिमायकों में संक्षारण क्षति को रोकने के लिए एनोड संरक्षण का भी उपयोग किया जा सकता है।