6. Катодная защита

6. Катодная защита

6.1. Область применения

6.1.1. Катодную защиту допускается применять для новых и находившихся в эксплуатации баков объемом до 20 тыс. м³ с глубиной отдельных коррозионных язв не более 20 % проектной толщины бака.

6.1.2. Для защиты от аэрации воды в баках, оборудованных катодной защитой, следует применять “паровую подушку”.

6.1.3. Метод катодной защиты внутренней поверхности бака состоит в присоединении ее к отрицательному полюсу источника постоянного тока. При этом положительный полюс источника постоянного тока соединяют с расположенными внутри бака малорастворимыми анодами, которые не противоречат ГОСТ Р 51232-98 “Вода питьевая”. Размещение анодов внутри баков должно обеспечивать защиту от коррозии при минимальной силе защитного тока.

6.2. Технология применения

6.2.1. Катодная защита внутренней поверхности баков – аккумуляторов должна осуществляться с помощью защитных установок, состоящих из сетевого преобразователя энергии, обеспечивающего выпрямленный постоянный ток, малорастворимых и стойких к горячей воде и атмосферным условиям токоотводящих анодов, равномерно распределяющих ток по защищаемой внутренней поверхности бака, а также коммутационных проводов и соединений, которые могут одновременно выполнять функции несущих элементов для размещения электродов внутри бака.

6.2.2. В качестве источников постоянного тока должны применяться сетевые преобразователи.

Сетевые преобразователи энергии в установках катодной защиты должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 21164-98. Технические условия на них должны быть сертифицированы специализированными организациями, уполномоченными Госгортехнадзором России.

Характеристики преобразователей приведены в табл. 9.

Таблица 9

6.2.3. Для катодной защиты применяются титано-платиновые, титано-рутениевые или железокремниевые электроды.

6.2.4. Для всех анодов должна быть обеспечена надежность крепления и изоляция токовводов. Материалы для крепления, герметизации и изоляция токовводов, а также наружная изоляция проводов и кабелей должны быть выполнены по техническим условиям, допускающим их прокатку и эксплуатацию в водной среде при высоких температурах.

6.2.5. Технологической задачей катодной защиты является торможение коррозионных процессов на поверхности стали и обеспечение заданного остаточного ресурса гарантированной безотказной по причине коррозии работы баков-аккумуляторов до предусмотренного ремонта.

6.2.6. Торможение процессов коррозии при катодной защите достигается за счет отрицательного (катодного) смещения естественного потенциала стали в горячей воде.

6.2.7. Надежная электрохимическая защита внутренней поверхности бака от коррозии обеспечивается при значении поляризационного потенциала в пределах от -0,54 до -0,60 В (по нормальному водородному электроду).

6.2.8. Для контроля потенциала следует применять стационарные или переносные электроды сравнения. В качестве стационарных электродов сравнения могут применяться коломельные, хлорсеребряные, цинковые или другие термостойкие электроды подобного рода. В качестве переносных – медносульфатные электроды сравнения.

6.2.9. В качестве среднего исходного расчетного показателя при выборе мест размещения токоотдающих электродов (и первоначальной оценке их необходимого количества) можно принять соотношение, что 1 м линейного электрода может обеспечить защитный ток для 20 – 100 м2 внутренней поверхности бака.

6.2.10. Для проектируемых баков и баков, находившихся в эксплуатации, необходимо провести расчет кровли и стен бака на прочность с учетом влияния дополнительной массы элементов защиты.

6.2.11. Работы по организации, монтажу и эксплуатации катодной защиты на баках могут производиться персоналом ТЭЦ и котельных в соответствии с инструкциями и конструкторской документацией, разработанной институтом “МосгазНИИпроект”.

6.3. Эксплуатация и контроль эффективности катодной защиты

6.3.1. Для баков, находившихся в эксплуатации, перед включением катодной защиты рекомендуется очистить внутреннюю поверхность от продуктов коррозии металлическими щетками или отпескоструить до чистого металла, после этого промыть ее горячей водой.

Допускается не проводить очистку поверхности бака в течение одного-двух месяцев (в зависимости от имеющегося количества продуктов коррозии), осуществлять катодную поляризацию током, примерно вдвое превышающим первоначальный расчетный.

При этом следует иметь в виду, что в начальный период работы катодной защиты будет наблюдаться интенсивное отслаивание окалины и продуктов коррозии со стенок бака. Это естественный электрохимический процесс, так называемая катодная обработка поверхности металла.

Новые баки перед включением установок катодной защиты должны быть промыты горячей водой.

6.3.2. На монтаж и включение катодной защиты не налагается ограничений, связанных с температурой воды и воздуха, а также с влажностью последнего.

6.3.3. Для правильного выбора режима катодной поляризации необходимо принимать во внимание образование карбонатного осадка. Благодаря подщелачиванию слоя воды, непосредственно прилегающего к металлу бака, из-за восстановления кислорода с образованием гидроксильных ионов карбонатный осадок может образовываться практически во всех водах, используемых в коммунальном теплоснабжении. Образование карбонатного осадка приводит к уменьшению площади металлической поверхности, на которую натекает ток, и в результате – к уменьшению значения тока, необходимого для поддержания защитного потенциала.

6.3.4. При наладке катодной защиты вплоть до окончательного формирования карбонатного осадка необходим постоянный контроль потенциала защищаемой поверхности. После окончания формирования карбонатного осадка на стенках бака необходимо перейти на периодический контроль с частотой измерения поляризационных потенциалов один раз в месяц.

6.3.5. Измерение поляризационных потенциалов следует проводить как при включенном защитном токе, так и в момент его отключения, повторяя такие измерения 3-5 раз подряд с интервалом 20 – 30 с. При отсутствии в баке постоянно находящегося электрода сравнения (хлорсеребряного или другого типа) допускается использовать переносный медносульфатный электрод сравнения.

6.3.6. Для обеспечения эффективной защиты значение поляризационного потенциала должно быть в пределах, указанных в п. 6.2.7.

6.3.7. При значении измеренного поляризационного потенциала отрицательнее -1,1 В (по медносульфатному электроду сравнения) или если в журнале по контролю за поляризационным потенциалом обнаружены такие значения в течение 2 – 3 мес, необходимо произвести высверловку или вырубку участка стены бака площадью 15 см² для определения степени наводораживания и выявления опасности хрупкого разрушения.

6.4. Обследование коррозионного состояния баков с катодной защитой

6.4.1. Контроль за эффективностью катодной защиты должен осуществляться путем ежегодного осмотра внутренней поверхности бака.

6.4.2. До начала проведения коррозионного обследования бака необходимо отключить катодную защиту и провести обследование надежности крепления анодов и их состояния, а также осмотр проводов и других конструктивных элементов катодной защиты.

6.4.3. Для новых баков или баков с коррозионным износом не более 10% проектной толщины при внутренней поверхности бака, покрытой ровным серым налетом, и при отсутствии вновь образовавшихся продуктов коррозии степень коррозионного износа следует определять один раз в два года на контрольных участках 300´300 мм в нижней и верхней зонах (по одному участку) и в средней зоне (по два участка).

6.4.4. При обнаружении на баках во время осмотра вновь образовавшихся продуктов коррозии участки с ними принимаются как контрольные и на них должна определяться степень коррозионного износа согласно требованиям “Методических указаний по обследованию баков-аккумуляторов горячей воды: РД 34.40.601-97”.

6.4.5. Для баков с коррозионным износом от 10 до 20 % проектной толщины при ежегодном осмотре на таких участках должна определяться степень коррозионного износа. При отсутствии изменения коррозионного износа на этих участках допускается в дальнейшем проводить изменение степени износа один раз в два года.