Protection anticorrosion cathodique des canalisations: équipement, principe de fonctionnement

Les moyens de protection contre la corrosion peuvent s'étendrela durée de vie de la structure métallique, ainsi que maintenir ses propriétés techniques et physiques pendant le fonctionnement. Malgré la variété des méthodes pour fournir une action anti-corrosive, il est possible de protéger complètement les objets contre les dommages de la rouille seulement dans de rares cas.

L'efficacité d'une telle protection dépend non seulement dela technologie de protection de qualité, mais aussi sur les conditions de son application. En particulier, pour la préservation de la structure métallique des pipelines, leurs meilleures propriétés sont démontrées par la protection contre la corrosion électrochimique basée sur le fonctionnement des cathodes. Éviter la formation de rouille sur ces communications, bien sûr, n'est pas le seul domaine d'application de cette technologie, mais sur l'ensemble des caractéristiques, cette direction peut être considérée comme la plus pertinente pour la protection électrochimique.

Informations générales sur la protection électrochimique

Protection des métaux contre la rouille à traversinfluence électrochimique est basée sur la dépendance du potentiel d'électrode du matériau sur la vitesse du processus de corrosion. Les structures métalliques doivent être exploitées dans la gamme de potentiels où leur dissolution anodique sera inférieure à la limite permise. Ce dernier, d'ailleurs, est déterminé par la documentation technique pour le fonctionnement de la structure.

En pratique, protection contre la corrosion électrochimiqueimplique la connexion au produit fini d'une source avec un courant continu. Le champ électrique sur la surface et dans la structure de l'objet protégé forme la polarisation des électrodes, qui contrôle également le processus d'endommagement corrosif. En substance, les zones anodiques sur la structure métallique deviennent cathodiques, ce qui permet de décaler les processus négatifs, assurant la sécurité de la structure de l'objet cible.

Principe de fonctionnement de la protection cathodique

Il y a une protection cathodique et anodiquetype électrochimique. Le premier concept, utilisé pour protéger les pipelines, a encore gagné la plus grande popularité. Par le principe général, lorsque cette méthode est implémentée, un courant est appliqué à l'objet avec un pôle négatif provenant d'une source externe. En particulier, un tube en acier ou en cuivre peut être protégé de cette manière, ce qui entraîne une polarisation des sections de cathode avec la transition de leurs potentiels à l'état d'anode. En conséquence, l'activité corrosive de la structure protégée sera réduite à presque zéro.

De plus, la protection cathodique peut avoir desvariantes d'exécution. La technique de polarisation décrite ci-dessus à partir d'une source externe est largement pratiquée, mais la méthode de désaération d'un électrolyte avec une diminution de la vitesse des processus cathodiques, ainsi que la création d'une barrière protectrice, est efficace.

Il a été noté plus d'une fois que le principe de la cathodela protection est réalisée grâce à une source de courant externe. En fait, la fonction principale de la protection anti-corrosion est dans son travail. Ces tâches sont effectuées par des stations spéciales qui, en règle générale, font partie de l'infrastructure globale de maintenance des pipelines.

Stations de protection cathodique contre la corrosion

La fonction principale de la station cathodique estalimentation en courant stable de l'objet métallique cible conformément à la méthode de polarisation cathodique. Ils utilisent de tels équipements dans l'infrastructure des gazoducs et des oléoducs souterrains, dans les conduites d'alimentation en eau, les réseaux de chaleur, etc.

Il existe de nombreuses variétés de telles sources, et le dispositif le plus commun pour la protection cathodique implique la présence de:

• équipement de convertisseur de courant;
• fils pour la connexion à l'objet à protéger;
• mise à la terre anodique.

Dans ce cas, il y a une séparation des stations enonduleur et transformateur. Il existe d'autres classifications, mais elles sont orientées vers la segmentation des plantes ou par application, ou par les caractéristiques techniques et les paramètres des données d'entrée. Les principes de fonctionnement de base illustrent le plus clairement les deux types de stations cathodiques.

Installations de transformateurs pour la protection cathodique

Il convient de noter immédiatement que ce type de stationest obsolète. Il est remplacé par des analogues d'inverseur, qui ont à la fois des avantages et des inconvénients. De toute façon, les modèles de transformateurs sont utilisés même à de nouveaux points de protection électrochimique.

Comme la base de ces objets est utiliséetransformateur basse fréquence à 50 Hz et convertisseur thyristor. Pour le système de commande à thyristors, les dispositifs les plus simples sont utilisés, parmi lesquels les régulateurs de puissance à impulsions de phase. Une approche plus responsable de la résolution des tâches de gestion implique l'utilisation de contrôleurs avec un large éventail de fonctions.

Protection anticorrosion cathodique modernepipelines avec un tel équipement vous permet d'ajuster les paramètres du courant de sortie, les indicateurs de tension, et même les potentiels de protection. En ce qui concerne les inconvénients de l'équipement de transformateur, ils sont réduits à un haut degré d'ondulation de courant à la sortie avec un faible facteur de puissance. Ce défaut n'est pas expliqué par une forme de courant sinusoïdale.

Résoudre le problème de la pulsation dans une certaine mesureIl permet la mise en place d'un système d'étranglement à basse fréquence, mais ses dimensions correspondent aux dimensions du transformateur, ce qui est pas toujours possible de faire une telle addition.

Station onduleur de protection cathodique

Les installations de type onduleur sont basées surConvertisseurs haute fréquence à impulsions. L'un des principaux avantages de l'utilisation de ce type de station est un rendement élevé, atteignant 95%. A titre de comparaison, cet indicateur atteint en moyenne 80% pour les usines de transformation.

Parfois d'autres viennent au premier plandignité. Par exemple, les petites dimensions des stations d'onduleurs élargissent les possibilités d'application dans des zones complexes. Il existe également des avantages financiers qui confirment la pratique de l'utilisation de tels équipements. Ainsi, la protection contre la corrosion cathodique par onduleur des pipelines est rapidement rentable et nécessite un investissement minimal dans le contenu technique. Cependant, ces qualités ne sont clairement visibles que par rapport aux installations de transformateurs, mais aujourd'hui il existe de nouveaux moyens plus efficaces de fournir du courant pour les pipelines.

Constructions de stations cathodiques

Ces équipements sont présentés sur le marché dans différentscas, formes et dimensions. Bien entendu, la pratique de la conception individuelle de tels systèmes est très répandue, ce qui permet non seulement d'obtenir une conception optimale pour des besoins spécifiques, mais aussi de fournir les paramètres opérationnels nécessaires.

Le calcul strict des caractéristiques de la station permetoptimiser davantage le coût de son installation, de son transport et de son stockage. Par exemple, pour les petits objets, la protection cathodique contre la corrosion des canalisations sur une base d'onduleur pesant 10-15 kg et une puissance de 1,2 kW est tout à fait appropriée. Les équipements ayant de telles caractéristiques peuvent être entretenus par une voiture, cependant pour les projets de grande envergure, des stations plus massives et lourdes peuvent être utilisées qui nécessitent le raccordement de camions, de grues et d'équipes d'assemblage.

Fonctionnalité de protection

Une attention particulière dans le développement des stations cathodiquesprotection de l'équipement lui-même. À cette fin, des systèmes sont intégrés pour empêcher les stations de court-circuiter et de casser les charges. Dans le premier cas, des fusibles spéciaux sont utilisés, ce qui permet de gérer les modes de fonctionnement d'urgence des unités.

En ce qui concerne les sauts et les ruptures de tension,il est peu probable que le poste de protection cathodique en soit gravement affecté, mais il existe un risque de choc électrique. Par exemple, si en mode normal l'équipement est utilisé avec une basse tension, alors après une pause le saut dans les indicateurs peut amener à 120 V.

Autres types de protection électrochimique

En plus de la protection cathodique, les technologiesdrainage électrique, ainsi que des méthodes de protection de la prévention de la corrosion. La direction la plus prometteuse est considérée comme une protection spéciale contre la corrosion. Dans ce cas, les éléments actifs sont également connectés à l'objet cible, assurant la transformation de la surface avec des cathodes au moyen d'un courant. Par exemple, un tuyau d'acier dans un gazoduc peut être protégé par des bouteilles en zinc ou en aluminium.

Conclusion

Les méthodes de protection électrochimique ne peuvent être attribuées ànouveau et, surtout, innovant. L'efficacité de l'application de telles techniques dans la lutte contre les processus de rouille est maîtrisée depuis longtemps. Cependant, une lacune importante entrave la large diffusion de cette méthode. Le fait est que la protection cathodique contre la corrosion des conduites produit inévitablement des courants dits errants. Ils ne sont pas dangereux pour la conception de la cible, mais peuvent avoir un impact négatif sur les objets proches. En particulier, un courant vagabond favorise le développement de la même corrosion sur la surface métallique des tuyaux adjacents.