V galvanizačných dielňach, podzemných kanalizačných bazénoch, pobrežných chemických reakčných nádržiach a iných prostrediach s vysokou iónovou vodivosťou sú vykurovacie rúrky z nehrdzavejúcej ocele 316 vysoko náchylné na jamkovú koróziu, štrbinovú koróziu a koróziu bludným prúdom. Aj keď povrch tvorí úplný pasívny film bohatý na chróm{2}}, chloridové ióny môžu nepretržite narúšať ochrannú vrstvu a vyvolať lokálne anodické rozpúšťanie. Konvenčné metódy, ako je ochrana náteru, úprava kvality vody a dávkovanie inhibítorov, majú určité aplikačné obmedzenia v médiách s dlhou -vysokou vodivosťou ponorenia-. Katódová ochrana ako elektrochemická antikorózna-technológia premieňa potenciál nehrdzavejúcej ocele na rozsah katódovej ochrany prostredníctvom externého prúdu alebo režimu obetnej anódy, takže kovový povrch podlieha skôr redukčnej reakcii než anodickému rozpúšťaniu, čím zásadne inhibuje rôzne lokalizované korózie. Mnohé podniky sa spoliehajú iba na pasívne antikorózne prostriedky- a ignorujú metódu aktívnej elektrochemickej ochrany, čo vedie k častým predčasným poruchám netesností zväzkov vykurovacích rúrok v drsnom vodivom prostredí. Preto vedecký výber a štandardizované nasadenie systémov katódovej ochrany môže poskytnúť dlhodobú{11}}spoľahlivú elektrochemickú ochranu vykurovacích trubíc.
Základným antikoróznym princípom katódovej ochrany je nastavenie elektródového potenciálu chráneného kovu aplikáciou vonkajších elektrónov tak, aby bola potlačená anodická oxidačná korózna reakcia nehrdzavejúcej ocele. Existujú dve hlavné technické cesty: katódová ochrana obetnej anódy a katódová ochrana s vloženým prúdom. V systéme obetnej anódy sú kovy so zápornejším elektródovým potenciálom, ako sú zliatiny zinku, horčíka a hliníka, spojené s vykurovacími trubicami. Obetovaná anóda nepretržite stráca elektróny a rozpúšťa sa ako anóda, zatiaľ čo vykurovacia trubica z nehrdzavejúcej ocele 316 získava elektróny a stáva sa katódou, ktorá sa má chrániť. Režim priloženého prúdu dodáva stabilný jednosmerný prúd cez externý napájací zdroj a pomocnú anódu, pričom nepretržite vstrekuje elektróny do vykurovacej trubice, aby sa kov udržal v bezpečnom potenciálnom intervale. Keď je potenciál nehrdzavejúcej ocele kontrolovaný v rámci ochranného rozsahu, možno účinne obmedziť iniciáciu jamiek, štrbinové anodické rozpúšťanie a koróziu bludným prúdom. Nadmerná katodická polarizácia však spustí vývoj vodíka na kovovom povrchu, čo vedie k riziku vodíkového skrehnutia za studena-ohýbaných a zváraných vykurovacích rúrok, takže presná kontrola potenciálu je obzvlášť dôležitá.
Táto štúdia sumarizuje štyri kľúčové štandardizované aplikačné špecifikácie pre katódovú ochranu vykurovacích rúr z nehrdzavejúcej ocele 316, vrátane výberu režimu ochrany, potenciálneho nastavenia parametrov, usporiadania pomocných zariadení a pravidelnej monitorovacej údržby.
Najprv vyberte zodpovedajúci režim katódovej ochrany podľa strednej vodivosti a rozsahu zariadenia. Pre malé a stredné-veľké uzavreté reakčné nádrže so strednou vodivosťou a obmedzenou oblasťou použitia sa uprednostňuje ochrana obetnou anódou, ktorá sa vyznačuje jednoduchou inštaláciou, žiadnym napájaním a nízkymi nákladmi na neskoršiu údržbu. V prípade veľkých-otvorených cirkulačných systémov, pobrežných zariadení na ponorenie do slanej vody a-združených vykurovacích rúrok na veľké vzdialenosti s vysokým nárokom na ochranný prúd sa používa katódová ochrana s vloženým prúdom, aby sa dosiahla stabilná dlhodobá{5}}kontrola potenciálu. V neutrálnych a slabo alkalických chloridových médiách sú optimálnou voľbou obetné zinkové anódy; anódy z horčíkovej zliatiny sú použiteľné len v slabo kyslom prostredí, aby sa zabezpečil dostatočný výstupný ochranný prúd.
Po druhé, nastavte presné prahové hodnoty ochranného potenciálu, aby ste vyvážili antikorózny účinok a riziko vodíkového skrehnutia. Pokiaľ ide o referenčnú elektródu meď/síran meďnatý, minimálny ochranný potenciál nehrdzavejúcej ocele 316 je riadený na -0,45 V a horná hranica nesmie prekročiť -1,10 V, aby sa zabránilo nadmernej katódovej polarizácii a veľkému množstvu zrážania vodíka. Pre ohrievacie rúrky s procesmi zvárania a ohýbania za studena sa musí potenciálna horná hranica správne zvýšiť na -0,95 V, aby sa znížilo riziko preniknutia atómov vodíka do matrice a vyvolania oneskoreného krehkého praskania. Potenciálne monitorovacie body sú usporiadané na zvaroch, ohnutých častiach a upínacích pozíciách s najvyšším rizikom korózie, aby sa zabezpečilo, že všetky zraniteľné oblasti budú pokryté rozsahom ochrany.
Po tretie, optimalizujte rozloženie anód a referenčných elektród, aby ste sa vyhli ochranným mŕtvym zónam. Pre vertikálne inštalované zväzky vykurovacích rúrok sú obetné anódy alebo pomocné anódy rovnomerne usporiadané v hornej, strednej a spodnej polohe telesa nádrže, aby sa zabránilo nerovnomernému rozloženiu prúdu spôsobenému tienením. Referenčné elektródy musia byť inštalované blízko povrchu typických vykurovacích rúrok namiesto toho, aby boli umiestnené v mŕtvych rohoch so slabým prietokom tekutiny. Izolačná úprava je potrebná pre spojovacie káble a upevňovacie podpery, aby sa zabránilo úniku prúdu a strate ochranného prúdu. Keď viacero vykurovacích nádrží pracuje paralelne, musia byť nakonfigurované nezávislé ochranné slučky, aby sa zabránilo vzájomnému rušeniu prúdu medzi rôznymi zariadeniami.
Po štvrté, zaveďte pravidelnú kontrolu a mechanizmus údržby systému ochrany. V prípade systémov obetovanej anódovej ochrany zmerajte zvyškovú hrúbku a výstupný prúd anód každých šesť mesiacov a vymeňte poškodené anódy včas, keď sa potenciál vykurovacej trubice odchýli od bezpečného rozsahu. Pri systémoch s vloženým prúdom pravidelne kalibrujte referenčné elektródy, kontrolujte stabilitu prevádzky napájacieho zdroja usmerňovača a vyčistite povrchové usadeniny pomocných anód. Ak dôjde k lokálnemu poškodeniu povlaku alebo pasívneho filmu na vykurovacích rúrach, posilnite potenciálne monitorovanie v chybnej polohe, aby ste predišli koncentrovanej korózii pred tým, ako ochranný systém začne pôsobiť.
Údaje z dlhodobých{0}}aplikácií v teréne ukazujú, že vykurovacie rúrky vybavené kvalifikovanými systémami katódovej ochrany môžu bezpečne fungovať viac ako 30 mesiacov bez poškodenia koróziou v dôsledku bodovej korózie a bludného prúdu. Na rozdiel od toho nechránené vykurovacie trubice vo vysoko-vodivých médiách zvyčajne trpia lokálnou perforáciou v priebehu 6 až 10 mesiacov. Na záver možno povedať, že rozumný výber režimu ochrany, presné riadenie potenciálnych parametrov, vedecké usporiadanie anód a pravidelná údržba systému môžu vytvoriť aktívnu elektrochemickú antikoróznu bariéru pre vykurovacie rúrky z nehrdzavejúcej ocele 316. Technológia katódovej ochrany kompenzuje nedostatky tradičných pasívnych antikoróznych{10}metód, efektívne predlžuje životnosť vykurovacích zariadení a znižuje
ekonomická strata spôsobená náhodným vypnutím údržby vo vysoko korozívnych vodivých priemyselných prostrediach.
