הגנה קתודית מפני קורוזיה

הגנה קתודית מפני קורוזיה

ניתן לחלק בדרך כלל שיטות נגד קורוזיה לשתי קטגוריות: האחת היא לבחור נכון חומרים נגד קורוזיה ואמצעים אחרים נגד קורוזיה; השני הוא בחירת פעולות תהליכיות ומבני ציוד סבירים. עמידה קפדנית בתקנות התהליך של ייצור כימיקלים יכולה לחסל תופעות קורוזיה שלא אמורות להתרחש. עם זאת, גם אם נעשה שימוש בחומרים טובים עמידים בפני קורוזיה, תיגרם קורוזיה חמורה אם תהליך הפעולה לא יהרוס את התקנות.

 

I. בחירת חומרים ועיצוב נכון

זוהי שיטה יעילה להבין את עמידותם בפני קורוזיה של חומרים שונים ולבחור חומרים אנטי קורוזיה בצורה נכונה והגיונית. כפי שכולנו יודעים, ישנם סוגים רבים של חומרים, וגם קצב הקורוזיה של חומרים שונים בסביבות שונות שונה. על אנשי בחירת החומרים לבחור חומרים בעלי שיעור קורוזיה נמוך, מחיר זול יחסית ומאפיינים פיזיים ומכאניים העומדים בדרישות התכנון עבור סביבה ספציפית, כך שהציוד יכול להיות חסכוני ובעל חיי שירות סבירים. כאן, אנו דנים רק בשיטת ההגנה הקתודית נגד קורוזיה.

 

II. הרשימה הגנה קתודית נוכחית

הגנה קתודית היא שיטה המשתמשת בזרם ה-DC המופעל כדי לשנות את הפוטנציאל של הסביבה הסובבת, כך שהמתכת המוגנת הופכת לקתודה ונמצאת תמיד במצב נמוך מהסביבה הסובבת, כך שהציוד שיש להגן לא יתכלה עקב אובדן אלקטרונים, ובכך להפחית או לבטל קורוזיה מתכת.מכיוון שלפני יישום ההגנה הקתודית, לרוב מבני המתכת המייצרים קורוזיה יש אזורי קתודה ואנודה. אם ניתן להפוך את כל אזורי האנודה לאזורי קתודה, ואת כל רכיבי המתכת לקתודה, תושג המטרה של ביטול קורוזיה. עבור פרויקט ספציפי, יש לשקול את הנושאים הבאים לפני בחירת מערכת ההגנה הקתודית:

 

1. נדרש זרם הגנה כולל

להגנה קתודית, יש לדעת את הזרם הכולל הנדרש. ניתן למדוד זאת על ידי מכשיר בדיקה זמני. אם זרם ההגנה הנדרש אינו גדול (פחות מ-1.5~2A), ניתן לבחור בהגנה על האנודה. אם זרם ההגנה הנדרש גדול, חסכוני יותר להשתמש בהגנה קתודית זרם מתרשם.

 

2. שינויים בסביבה

באדמה עם חדירות ירודה, קל יחסית לקטב את המתכת. באדמה שבה קל להגיע לחמצן אל פני המבנה, המבנה זקוק לזרם גדול כדי לקטב. בנוסף, כאשר התנגדות הקרקע נמוכה, היא מתאימה להתקנת האנודה בעלת ארבעה צלילים או האנודה של מערכת הזרם המתרשם. לתנועת המים יש השפעה משמעותית. אם המים דוממים, ניתן לקחת את זרם ההגנה כערך קטן יותר. להיפך, המים הסוערים יכולים לסרוק את פני המבנה, ולכן הם דורשים דפולריזציה מכנית חזקה במיוחד.

 

3. מיגון חשמלי

 

עבור רכיבים עם מרווח קטן, מבנה מורכב והגנה קתודית, קל לקבל אפקט מיגון חשמלי. הזרם מאספקת ההגנה הקתודית המרוחק נספג בקלות על ידי הרכיב החיצוני, ורק כמות קטנה של זרם יכולה להגיע אל הרכיב הפנימי, כך שהרכיב החיצוני יוצר מגן חשמלי. בשלב זה, המספר והתצורה של האנודות צריכים להיות שווה בערך למרחק בין כל חלק של המבנה המוגן, כדי להפוך את ההתפלגות הנוכחית לאחידה יותר.

 

4. גורמים כלכליים

 

בעת שימוש בהגנה קתודית, יש לשקול האם הגנה קתודית היא חסכונית. אם הגנה קתודית היא דרך כלכלית לפתור את בעיית הקורוזיה, מערכת ההגנה הקתודית הנבחרת צריכה להיות בעלת עלות נמוכה יחסית, ויש לקחת בחשבון את עלות התכנון וההתקנה, אספקת החשמל ותחזוקת המערכת.

 

5. חיי הגנה

 

במהלך התכנון, יש לדעת את חיי השירות הצפוי של המבנה המוגן. כאשר מיושמת הגנה קתודית בפועל, חיי התכנון של מערכת ההגנה הקתודית צריכים להיות זהים לזה של המבנה המוגן. אם חיי השירות נמוכים מדי, אפקט ההגנה אינו טוב. אם חיי השירות גבוהים מדי, זה יגדיל את העלות ויגרום לבזבוז.

 

6. השפעת זרם תועה

לפני תכנון מערכת ההגנה הקתודית, יש צורך לדעת האם יש זרם תועה באזור. זה מגיע בעיקר מאספקת חשמל DC כגון רכבת מחושמלת, מכונות כרייה וריתוך חשמלי. זרם תועה גורם לקורוזיה מהירה של המבנה המוגן, שהיא בדרך כלל חמורה מזו הנגרמת על ידי גורמים סביבתיים אחרים. לכן, בעת תכנון הגנה קתודית, יש לבחור היטב את המיקום של מערכת האנודה כדי למנוע זרם תועה ככל האפשר.

 

7. טמפרטורה

 

הטמפרטורה תשנה את ההתנגדות של המדיום, מכיוון שעמידות האדמה והמים יורדת בדרך כלל עם עליית הטמפרטורה. זו הסיבה שעמידותם של מי ים טרופיים נמוכה בהרבה מזו של אותם מי ים באזורים קרים.

 

8. אנודת זרם מתרשמת

האנודה המשמשת למערכת הגנה קתודית זרם מתרשם תהיה בעלת חישוב קצב קורוזיה נמוך בהתאם למצב בפועל בעת הוצאת זרם. בקיצור, הגנה קתודית מתאימה יותר למדיום בעל קורוזיביות פחות חזקה, כמו מי ים, אדמה, תמיסת מלח ניטראלית וכו'. במדיום מאכל חזק, עקב הצריכה הגדולה של אנרגיה חשמלית וחומרי מיגון, בדרך כלל לא משתמשים בה.