San Francisco Public Utilities Commission (SFPUC) a její dodavatel (EXARO) instalují nové systémy katodové ochrany na ochranu před korozí na několika velkoprůměrových vodovodních potrubích (Bay Division Pipeline a Palo Alto Pipeline) napříč SFPUC na různých místech. ve Fremontu, Newarku, Redwood City, Mountain View, Los Altos a Stanfordu. Hlavní součásti instalace katodové ochrany budou zahrnovat povrchovou usměrňovací skříň, podzemní anodu hlubokého vrtu, výkop potrubí a připojení k elektrické síti. Součástí projektu je také instalace zkušebních stanic podél stávajících potrubních spojů pro následnou kontrolu potrubí.
Aktualizace z října 2024:
Byla dokončena instalace anod na 11 místech a také malé testovací stanice na více než 200 dalších místech. Zbývající práce budou zahrnovat finální elektrické připojení a některé dodatečné testování zařízení, které by mělo trvat několik měsíců.
- Zahájení stavby: Léto 2023
- Dokončení stavby: Pružina 2025
- Fáze projektu: Budova
popis
- historie projektu
- Co očekávat během výstavby
- Projektové materiály
Katodická ochrana elektrických přenosových vedení SFPUC vlastní a provozuje stovky mil ocelových potrubí, které dodávají pitnou vodu 2.7 milionům zákazníků ve čtyřech okresech Bay Area. K ochraně našich hlavních potrubí před korozí používáme běžnou metodu zvanou katodická ochrana. Koroze může oslabit ocelová potrubí, což vede k netěsnostem a možnému selhání potrubí. Co je katodická ochrana? Kov, jako je ocel extrahovaná z původní rudy, má přirozenou tendenci vracet se do původního stavu prostřednictvím procesu zvaného koroze. Půda vytváří prostředí, které podporuje proces koroze, a v důsledku toho budou ocelová potrubí při umístění do půdy korodovat, pokud nebudou podniknuty kroky ke zmírnění tohoto destruktivního procesu. Katodická ochrana zabraňuje korozi potrubí aplikací ochranného proudu z externího stejnosměrného zdroje, známého také jako usměrňovač, přes kovovou tyč zvanou anoda vrtané hluboko pod zemí. Ochranný proud pak teče z anody do potrubí. Výsledný stejnosměrný elektrický proud pak způsobí, že se potrubí stane katoda, čímž se změkčí proces koroze. Systém katodové ochrany je nákladově efektivní způsob ochrany podzemních ocelových potrubí před korozivní vodou a zeminou kolem nich. Kde bude projekt probíhat? Ve Fremontu, Newarku, Redwood City, Mountain View, Los Altos a Stanfordu je jedenáct samostatných míst, kde nainstalujeme nové zařízení katodové ochrany. Inženýři SFPUC je vybrali k ochraně potrubí v klíčových bodech podél pravé cesty. East Bay: Stránky 1-5 
Poloostrov: Zóny 6-11 
Přihlaste se k odběru aktualizací
Co lze očekávat na každém místě katodové ochrany:
- Posádky použijí vrtnou soupravu k instalaci anodového sloupu 300 stop pod zemí.
- Posádky použijí rypadlo s kbelíkem k vykopání příkopu přibližně tři stopy širokého a šest stop dlouhého.
- Poté vykopou malý výkop pro připojení skříně usměrňovače k nejbližšímu zdroji energie a poté výkop zasypou.
- Usměrňovací skříň instalovaná na každém místě bude 40 palců široká, 24 palců hluboká a 50 palců vysoká.
- Otevírací doba: 8:5 až XNUMX:XNUMX, pouze ve všední dny. O víkendech se neočekává žádná práce.
- Posádky se budou co nejvíce vyhýbat blokování ulic nebo stezek.
- Stavba potrvá přibližně 3 týdny od začátku do konce.
Po dokončení stavby:
- Viditelná bude pouze skříň usměrňovače.
- Systém katodické ochrany během provozu neovlivňuje přilehlé budovy, ploty nebo jiné stavby a nepředstavuje nebezpečí pro lidi, rostliny nebo zvířata.
Co můžete očekávat na každé testovací stanici:
- Testovací stanice budou instalovány v rámci stávající infrastruktury v potrubí zprava.
- Posádky připraví místo odstraněním všech překážek.
- Instalace obvykle trvá 2–4 hodiny na místo a nevyžaduje přidání pozemní infrastruktury.
Koroze se na kovu může objevit z různých důvodů. A jeden z běžných typů takového poškození je elektrochemický.
Šíření takového procesu vede k tomu, že kov začíná postupně ztrácet své vlastnosti, pevnost a stává se nevhodným pro použití. Zvláště nebezpečný je případ, kdy se na kritických částech a mechanismech tvoří koroze.
Jediným způsobem, jak v takové situaci vyřešit problém, je použití speciálních ochranných metod. Osvědčily se v praxi a demonstrují možnost výrazného zvýšení bezpečnosti používání četných kovových výrobků.
V tomto článku vám podrobněji řekneme, co je elektrochemická ochrana, na čem je založena a jaké má výhody. Pochopení těchto funkcí vám umožní úspěšně chránit kovové výrobky před vnějšími hrozbami a riziky.
Co je elektrochemická ochrana
Nejprve je vhodné definovat, co taková ochrana je. Byl vytvořen speciálně pro zamezení rozvoje elektrochemické koroze na výrobcích, které jsou již připraveny a mohly by být uvedeny do aktivního provozu.
Standardní situace předpokládá, že dobrou úroveň ochrany před vnějšími negativními vlivy by měla poskytovat vrstva polymerového materiálu nebo obal. Někdy se však ukáže, že je nelze po poškození obnovit. V tomto případě zbývá jediná možnost – spolehnout se na použití metod elektrochemické ochrany.
Existují výrobky a oblasti, kde je často příliš obtížné použít jiné metody k eliminaci rizika koroze. Patří sem opravy dna velkých lodí nebo potrubí, které leží ve velkých hloubkách. Elektrochemické prostředky zároveň pomáhají úspěšně se s problémem vyrovnat, opravy jsou mnohem méně náročné na práci a prodlužují životnost mechanismů a komunikací bez nutnosti opravy nebo výměny.
Další oblastí použití elektrochemické ochrany je přechod volného korozního potenciálu do oblasti intenzivního rozpouštění. Metoda se dobře osvědčila i při provádění repasivace.
Metoda se rozšířila, protože pomáhá vyřešit problém, i když koroze již aktivně ničí kovový předmět a majitel netuší, co lze udělat, aby se s takovým problémem vyrovnal.
Hlavní rysy metody ochrany
Elektrochemická ochrana se aplikuje na hotové výrobky. Mohou být buď nové a nepoškozené, nebo již postižené postupným rozvojem koroze.
Proces zajišťuje dodávku stejnosměrného proudu. Pomáhá vytvářet katodickou polarizaci elektrod mikrogalvanických párů. To umožňuje, aby se oblasti kovového povrchu přeměnily na katodu. V tomto případě průběh koroze podněcuje postupnou destrukci anody – katodová část zůstává zcela chráněna před zničením.
Při organizaci ochrany je třeba vzít v úvahu potenciál kovu. Když je dodáván stejnosměrný proud, může se posouvat v záporném i kladném směru. Tímto způsobem je možné vytvořit anodickou nebo katodovou ochranu.
Vlastnosti katodové ochrany proti korozi
Katodický typ ochrany se v průmyslu rozšířil. Před jeho použitím je provedena analýza vlastností kovu. Metoda se používá v případech, kdy není zjištěna tendence k pasivaci.
Jednou z důležitých vlastností technologie je, že na kovový předmět je aplikován stejnosměrný proud ze záporného pólu. Na tomto pozadí dochází k rychlé polarizaci katod a ke změnám potenciálu. Při měření je možné pochopit, že je posunuta směrem k anodě.
Kladný pól se také používá. Připojuje se k anodě. Takové akce pomáhají výrazně snížit aktivitu koroze a dokonce ji neutralizovat.
Zákazník musí pochopit, že aktuální stav anody má velký vliv na kvalitu a životnost ochrany. Pod vlivem fyzikálních procesů se začíná postupně zhoršovat. Tento proces je nutné kontrolovat, hlídat, aby byla anoda vyměněna dříve, než ztratí všechny své funkce.
Odborníci používají různé typy katodické ochrany. Patří mezi ně následující:
- Provedení polarizace po připojení externího zdroje proudu.
- Snížení rychlosti katodického procesu různými metodami.
- Zajištění kontaktu mezi materiály, které mají velké rozdíly ve svém potenciálu pro rozvoj volné koroze.
Využití polarizace z externího zdroje je považováno za jednu z nejběžnějších metod. Důvodem jeho oblíbenosti je univerzálnost použití takového nástroje a také dostupnost práce s ocelovými předměty, které se nacházejí na těžko dostupných místech. Příkladem je ochrana dna lodi ve vodě nebo potrubí v půdě.
Seznam kovových možností, se kterými lze tento typ ochrany použít, je velmi rozsáhlý. Úspěšně pracuje se zinkem a olovem, stejně jako s hliníkem, mědí a titanem. Metoda také vykazuje vynikající výsledky s různými druhy oceli, slitin kovů s různými bázemi a klíčovými vlastnostmi.
Stejnosměrný proud v procesu přichází zvenčí. Generuje ho tzv. stanice katodické ochrany. Jeho struktura umožňuje zaručit stabilní implementaci procesu bez odchylek od klíčových požadavků.
Metody katodové ochrany lze použít v různých případech. Jsou situace, kdy působí jako hlavní prostředek pro snížení korozní aktivity. Běžné je i doplňkové použití, kdy se technologie stává jen součástí komplexní sady nástrojů.
Při plánování takové ochrany je důležité, aby specialisté určili odpověď na otázku, zda bude v konkrétním případě účinná. Klíčovým ukazatelem je zde ochranný potenciál – ukazuje, za jakých podmínek bude rychlost koroze v konkrétním případě a pro určitý druh kovu nejnižší. Pokud je potenciál menší než u jiných podobných ochranných metod, je zvolena tato možnost.
Katodická ochrana má i své nevýhody. Například riziko nadměrné ochrany vzniká, když je potenciál posunut příliš silně směrem k zápornému pólu. Výsledkem je celý seznam procesů, které jsou pro kov nebezpečné. Patří mezi ně korozní praskání a zvýšená křehkost. Primární ochranný povlak může také ztratit všechny své ochranné funkce.
Vlastnosti použití ochranné verze ochrany
Jak jsme již uvedli, katodická ochrana má různé podtypy. A jedním z nich je běhoun. Jedná se o kontakt předmětu s kovem, jehož potenciál je elektronegativnější. Životnost chrániče je různá. Důležitou vlastností je, že začne sama rezavět a časem vyžaduje výměnu. Je nutné tento proces sledovat a přijmout veškerá nezbytná opatření k výměně produktu. Náklady na to jsou nižší než poškození hlavního kovu, který je chráněn.
Nejčastěji se ochranná ochrana používá při přechodovém odporu mezi výrobkem a prostředím. Za zvážení stojí i poloměr ochrany, kterou chránič poskytuje. Někdy může nerespektování tohoto parametru vést k tomu, že některý kov začne rezavět.
Ochranná ochrana vám pomůže, pokud je standardní způsob s proudovým napájením buď zcela nedostupný, nebo pro konkrétní objekt příliš drahý.
Doporučujeme věnovat pozornost chráničům, pokud kovovou konstrukci plánujete používat v neutrálním prostředí. Tato kategorie zahrnuje takové typy prostředí, jako je voda, půda nebo vzduch. Můžeme tedy říci, že ochranná verze ochrany je téměř univerzální pro většinu možností.
Velmi důležitý je druh kovu, ze kterého je chránič vyroben. To se odráží v podmínkách jeho použití, ochranných charakteristikách a dalších ukazatelích. Nejběžnější modely jsou vyrobeny z hořčíku, zinku a hliníku.
Zinkové chrániče
Mohou mít různé složení. Kromě samotného zinku se do nich přidává olovo, železo, hliník, kadmium nebo měď. To umožňuje dobrou úroveň ochrany proti korozi předmětů používaných v mořské vodě. Velký význam má stupeň slanosti takové kapaliny a typy vnějších vlivů. Výrobek může ztratit své ochranné funkce, pokud se na něm v důsledku kontaktu s okolím vytvoří hydroxidy nebo oxidy s dostatečně silnou vrstvou.
Hořčíkové chrániče
Stejně jako u možností zinku mohou být vyrobeny z různých slitin. Standardní možností je, když při výrobě dochází k legování zinkem nebo hliníkem v různých procentuálních poměrech. Přítomny jsou také další prvky, jako je křemík a nikl. Produkt funguje dobře v půdách a vodě s nízkou úrovní salinity. Optimální pH prostředí pro jeho použití je v rozmezí od 95 do 10,5. Takové možnosti produktu by měly být používány s opatrností, protože jako vedlejší účinek lze pozorovat zvýšenou křehkost a praskání v důsledku koroze.
Hliníkové chrániče
Jedná se o výrobky na bázi hliníkové slitiny. Přidávají se do něj různé složky, které zabraňují tvorbě oxidů. Nejčastěji se ochranné prostředky používají v mořské vodě.
Anodická ochrana proti korozi
Další možností primární nebo doplňkové ochrany materiálů před korozí je anodická ochrana. Je vhodný pro konstrukce vyrobené z široké škály materiálů, od uhlíkové a nízkolegované oceli až po titan. Výrobek vykazuje dobré výsledky i při nutnosti pracovat s různými pasivujícími kovy.
Anodický typ elektrochemické ochrany se výborně osvědčil v případech, kdy se původní objekt nachází v prostředí s dobrou elektrickou vodivostí.
Použití takové ochrany také zahrnuje posunutí potenciálu materiálu. Jde to pozitivním směrem. V tomto případě je možné výrazně snížit rychlost šíření koroze. Samotné prostředí je dokonale chráněno před znečištěním, protože se v něm již neodlučují korozní produkty.
V závislosti na aktuální úloze a konkrétní oblasti použití je vybrána jedna z možností ochrany anody. Patří mezi ně následující:
- Posun potenciálu směrem ke kladným hodnotám.
- Použití oxidačních činidel zvyšuje intenzitu katodového procesu.
Aplikace anodické ochrany je v mnoha ohledech podobná anodické polarizaci. Je také běžnou praxí přidávat do kompozice pasivační inhibitory. Jsou schopny způsobit postupnou oxidaci, když je na materiál aplikován proud. Jako inhibitory mohou působit různá činidla, ale v průmyslu se nejvíce používají dusičnany a dichromany. Při jejich používání je třeba pamatovat na to, že znečištění životního prostředí je na vysoké úrovni a je třeba zvážit všechna paralelně vznikající rizika.
Způsob použití přísad ve slitinách napomáhá k dosažení reakce obnovení polarizace. Zároveň se snižuje úroveň stresu, se kterou je třeba se vypořádat.
Pro zajištění stabilní anodické ochrany se používají i speciální stanice. Jejich složení je navrženo tak, aby zaručovalo stálou ochranu proti široké škále vnějších negativních faktorů.
Specialisté na anodickou ochranu jsou povinni předem posoudit, zda je vhodná pro konkrétní variantu materiálu. Hloubkový výzkum se používá ke studiu polarizačních křivek, kontrole korozního potenciálu a získání vhledu do konkrétní oblasti.
Pokud má být v procesu použita katoda, bude hodně záviset na materiálu, ze kterého je vyrobena. V práci se používají činidla jako nikl, olovo a platina.
Důležité je také prostředí, ve kterém je anodická ochrana aplikována – může mít významný vliv na míru účinnosti samotného procesu. Zejména se plánuje použití snadno pasivovaných kovů pro zvýšení účinnosti. Provádí se také návrh uspořádání, studuje se optimální místo pro instalaci katod i anod. To pomáhá výrazně snížit pravděpodobnost, že během procesu nastanou nějaké nepředvídané okolnosti.
Existuje řada požadavků, které musí být splněny, aby byl objekt způsobilý pro anodickou ochranu. Seznam takových požadavků zahrnuje následující:
- Kvalita svařovaných švů. Je nutné je pečlivě prozkoumat, zjistit, zda se nevyskytují mechanické závady a různé druhy poškození.
- Zvláštnosti chování materiálů v konkrétním technologickém prostředí. Je důležité, aby byl pasivován a nebyly pozorovány žádné další nežádoucí reakce.
- Kvalita povrchu. V některých případech je přítomnost kapes a mezer povolena, ale měly by být omezeny na minimum.
- Odmítnutí nýtů. Pokud taková spojení existují, bude anodická ochrana nepřijatelná.
Neméně důležitý požadavek se týká poměru katody k elektrodě. Musí být v řešení.
Pro provedení anodické ochrany je přípustné použít výměníky tepla a různé typy procesních instalací.
Volbu tohoto způsobu ochrany podporuje jeho kvalita, všestrannost a široká škála oblastí použití. Například je možné vytvořit anodickou ochranu i pro skladovací prostory kyseliny sírové a roztoků na bázi jiných látek s vysokým stupněm chemické agrese.
Naše společnost je připravena vám říci více o použití různých metod ochrany. Provádíme profesionální žárové zinkování na vyspělých evropských zařízeních a garantujeme kvalitu ochrany dle GOST. Chcete-li nás kontaktovat, zjistit podrobnosti o vyřízení objednávky a další podrobnosti o spolupráci, jednoduše zanechte požadavek na webu nebo zavolejte na uvedená telefonní čísla.
