Катодная защита

Катодная защита — это электрохимическая защита от коррозии, основанная на наложении отрицательного потенциала на защищаемую деталь^[1]. Катодную защиту, как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий.

Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока (станции катодной защиты) или же соединением с протекторным анодом, изготовленным из металла, более электроотрицательного относительно защищаемого объекта. При этом поверхность защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной и на всех её участках протекает только катодный процесс. Обусловливающий коррозию анодный процесс перенесён на вспомогательные электроды. Отсюда названия — жертвенный анод, жертвенный электрод. Если, однако, сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другими явлениями, что может привести к деградации защитного (изоляционного) покрытия и протеканию процесса стресс-коррозии катодно защищаемого объекта.

История открытия Править

Катодная защита была впервые описана сэром Гемфри Дэви в серии докладов, представленных Лондонскому королевскому обществу^[2] по развитию знаний о природе в 1824 году. После продолжительных испытаний впервые катодную защиту применили в 1824 г. на судне HMS Samarang^[3]. Анодные протекторы из железа были установлены на медную обшивку корпуса судна ниже ватерлинии, что значительно снизило скорость корродирования меди. Медь, корродируя, высвобождает ионы меди, которые обладают антиобрастающим эффектом. В связи с чрезмерным обрастанием корпуса и снижением эффективности корабля Королевский военно-морской флот Великобритании принял решение отказаться от протекторной защиты, чтобы получить преимущества от антифоулингового эффекта вследствие корродирования меди.

Применение Править

Катодная защита широко применяется для защиты от коррозии наружной поверхности:

больших металлоемких объектов энергетического комплекса, таких как подземные и наземные магистральные и промысловые трубопроводы нефти, газа и нефтепродуктов, тепловые сети, крупные резервуары и т. д. В случае невозможности или нецелесообразности применения катодной защиты для защиты от коррозии небольших объектов может применяться протекторная защита.
металлических свайных фундаментов в грунте.
морских причалов, оснований нефтегазовых платформ, опор мостов или любых других металлических конструкций в морской воде, причём для разных зон контакта сооружения с морской водой (зона переменного смачивания, зона полного погружения и зона погружения в морской грунт) необходимо применять разные технические решения по катодной защите.
судов от коррозии в морской воде (преимущественно протекторная защита).
стальной арматуры в железобетоне для свай, фундаментов, дорожных сооружений (в том числе горизонтальных покрытий) и зданий.

Не очень известным, но очень эффективным способом электрохимической защиты от коррозии является катодная защита внутренней поверхности трубопроводов и резервуаров (сосудов) любой ёмкости и назначения, имеющих контакт с агрессивным водным электролитом (промышленными сточными водами или просто водой с высоким содержанием минеральных солей и кислорода). В этом случае применение катодной защиты позволяет продлить срок безремонтной эксплуатации объекта в несколько раз.

Побочный эффект Править

Основным вредным последствием работы систем катодной защиты подземных сооружений (преимущественно трубопроводов), возникающим вследствие ошибок при проектировании и строительстве подобных систем, может быть ускоренная электрокоррозия (коррозия блуждающими токами) соседних с защищаемым металлических объектов. Для ее предотвращения обычно используется дренажная защита при помощи устройств с источником наложенного (принудительного) тока и устройств без источника тока (поляризованный дренаж).

Стандарты Править

DNV-RP-B401 — Cathodic Protection Design — Det Norske Veritas
EN 12068:1999 — Cathodic protection. External organic coatings for the corrosion protection of buried or immersed steel pipelines used in conjunction with cathodic protection. Tapes and shrinkable materials
EN 12473:2000 — General principles of cathodic protection in sea water
EN 12474:2001 — Cathodic protection for submarine pipelines
EN 12495:2000 — Cathodic protection for fixed steel offshore structures
EN 12499:2003 — Internal cathodic protection of metallic structures
EN 12696:2000 — Cathodic protection of steel in concrete
EN 12954:2001 — Cathodic protection of buried or immersed metallic structures. General principles and application for pipelines
EN 13173:2001 — Cathodic protection for steel offshore floating structures
EN 13174:2001 — Cathodic protection for harbour installations
EN 13509:2003 — Cathodic protection measurement techniques
EN 13636:2004 — Cathodic protection of buried metallic tanks and related piping
EN 14505:2005 — Cathodic protection of complex structures
EN 15112:2006 — External cathodic protection of well casing
EN 50162:2004 — Protection against corrosion by stray current from direct current systems
BS 7361-1:1991 — Cathodic Protection
NACE SP0169:2007 — Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems
NACE TM 0497 — Measurement Techniques Related to Criteria for Cathodic Protection on Underground or Submerged Metallic Piping Systems
ГОСТ 26251-84 — Протекторы для защиты от коррозии. Технические условия
ГОСТ 9.056-75 — Единая система защиты от коррозии и старения. Стальные корпуса кораблей и судов. Общие требования к электрохимической защите при долговременном стояночном режиме
ГОСТ Р 51164-98 — Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии
ГОСТ 9.602-2016 — Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

Примечания Править

↑ Защита металлов от коррозии (ГРИГОРЬЕВ В. П., 1999), ХИМИЯ (неопр.). Дата обращения: 20 января 2009. Архивировано 8 декабря 2008 года.
↑ Davy, H., Phil. Trans. Roy. Soc., 114,151,242 and 328 (1824)
↑ Ashworth V., Corrosion Vol. 2, 3rd Ed., 1994, 10:3

[1] Защита металлов от коррозии (ГРИГОРЬЕВ В. П., 1999), ХИМИЯ (неопр.). Дата обращения: 20 января 2009. Архивировано 8 декабря 2008 года.

[2] Davy, H., Phil. Trans. Roy. Soc., 114,151,242 and 328 (1824)

[3] Ashworth V., Corrosion Vol. 2, 3rd Ed., 1994, 10:3

[1]

[2]

[3]