Катодная, протекторная защита.
Рис. Схема катодной защиты.
Источником постоянного тока является станция катодной защиты 3, где с помощью выпрямителей переменный ток преобразуется в постоянный от вдольтрассовой ЛЭП 1, поступающий через трансформаторный пункт 2. Отрицательным полюсом источник с помощью кабеля 6 подключён к защищаемому трубопроводу 4, а положительным – анодному заземлению 5. При включении источника тока электрическая цепь замыкается через почвенный электролит.
Принцип действия катодной защиты аналогичен процессу электролиза. Под действием положительного 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 электролита, т.е. анодное заземление разрушается. Ион-атомы подвергаются гидрации и отводятся вглубь раствора. У защищаемого же сооружения вследствие работы источника постоянного тока наблюдается избыток свободных электронов: создаются условия для протекания реакций кислородной и водородной деполяризации, характерных для катода.
Установлено, что минимальный защитный потенциал стальных сооружений уложенных в песчаных и глинистых грунтах, изменяется от 0,72 до –1,1 В по медно-сульфатному электроду сравнения (МСЭ). Однако стальные подземные сооружения становятся защищёнными на 80-90% уже в том случае, когда их потенциал равен –0,85 В. эта величина принята в качестве минимального защитного потенциала, которым необходимо поддержать на защищаемом сооружении.
Протекторная защита. Принцип действия протекторной защиты аналогичен работе гальванического элемента (рис).
Принципиальная схема протекторной защиты.
Два электрода: трубопровод 1 и протектор 2, изготовленный из более электроотрицательного металла, чем сталь, опущены в почвенный электролит и соединены проводником 3. так как материал протектора является более электроотрицательным, то под действием разности потенциалов происходит движение электронов от протектора к трубопроводу по проводнику 3. одновременно ион-атомы материала протектора переходят в раствор, что приводит к его разрушению. Сила тока при этом контролируется с помощью контрольно-измерительной колонки 4.
Таким образом, разрушение металла всё равно имеет место. Но не трубопровода, протектора. Теоретически для защиты стальных сооружений от коррозии могут быть использованы все металлы, расположенные в электрическом ряду напряжений левее железа, так они более электроотрицательны. Практически же протекторы изготавливаются только из материалов, удовлетворяющих след. требования:
разность пот-ов мат-ов протектора и железа (стали) должна быть как можно больше,
ток, получаемый при эл-ом растворении единицы массы протектора (токоотдача), должен быть максимальным,