음극 보호란 무엇인가요?

음극보호는 전기화학적 부식 원리를 바탕으로 한 부식 방지 방식이다.

음극보호는 전기화학적 부식 원리를 바탕으로 한 부식 방지 방식이다. NACE(National Association of Corrosion Engineers)의 음극 보호 정의는 외부 기전력을 적용하여 전극의 부식 전위를 더 낮은 산화 전위로 이동시켜 부식 속도를 줄이는 것입니다. 희생 양극 음극 보호는 알루미늄, 아연, 마그네슘 등 음전위를 지닌 금속을 금속 구조물에 연결하거나 용접하는 것입니다. 양극재는 지속적으로 소모되며, 방출된 전류는 보호된 금속 구조물에 공급되어 음극을 분극화시켜 보호를 달성한다. 노출 전류 음극 보호는 외부 DC 전원 공급 장치를 통해 보호된 금속에 음극 전류를 전달하여 음극 분극을 유발하는 것입니다. 이 방법은 주로 토양 저항률이 높은 토양의 대형 금속 구조물이나 금속 구조물을 보호하는 데 사용됩니다.

보호 전위는 음극 보호 중에 금속 부식을 중지(또는 무시)하는 데 필요한 전위를 나타냅니다. 실제로 강철의 보호 전위는 -0.85V(CSE)인 경우가 많습니다. 즉, 금속이 -0.85V(CSE)보다 더 음의 전위에 있을 때 금속이 보호되고 부식을 무시할 수 있습니다.

음극 보호는 강철 저장 탱크 및 파이프라인의 부식을 제어하는 ​​효과적인 방법으로 코팅 결함으로 인한 부식을 효과적으로 보상하고 저장 탱크 및 파이프라인의 수명을 크게 연장할 수 있습니다. 미국의 한 음극방식 엔지니어링 회사가 제공한 정보에 따르면 경제적 관점에서 음극방식은 강철 저장탱크의 부식을 방지하는 가장 경제적인 수단 중 하나입니다.

메쉬 양극 음극 보호 방법

메시 양극 음극 보호 방법은 현재 새로운 저장 탱크 바닥의 외벽에 대한 국제적으로 인기 있고 성숙한 새로운 효과적인 음극 보호 방법입니다. 국내외적으로 널리 사용되어 왔습니다. 메쉬 양극은 혼합 금속 산화물 스트립 양극과 교차 용접된 티타늄 연결 조각으로 구성된 감동 전류 음극 보호 보조 양극입니다. 양극 그리드는 탱크 바닥에 보호 전류를 제공하기 위해 탱크 기초에 미리 배치되어 있습니다.

메쉬 양극 보호 시스템은 다른 음극 보호 방법에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다.

1) 전류가 균등하게 분배되고 출력이 조절되어 저장 탱크를 적절하게 보호할 수 있습니다.

2) 기본적으로 표류 전류가 발생하지 않으며 다른 구조물에 부식 간섭을 일으키지 않습니다.

3) 백필이 필요하지 않으며 설치가 간단하고 품질을 보장하기 쉽습니다.

4) 저장 탱크와 파이프라인 사이에는 절연이 필요하지 않으며 전기 및 낙뢰 보호 접지 시스템에 대한 개조도 필요하지 않습니다.

5) 향후 공사로 인해 쉽게 파손되지 않으며 수명이 길다.

6) 매몰 깊이가 얕아 특히 뒤채움층이 얇은 암석 위에 건설된 저장탱크에 적합하다.

깊은 우물 양극 음극 보호

깊은 우물 양극 음극 보호는 최근 몇 년 동안 등장한 음극 보호 방법으로 사용되는 양극은 기본적으로 얕은 매설 양극과 동일하지만 얕은 매설 양극보다 건설이 훨씬 복잡하고 일회성 투자가 상대적으로 높으며 디버깅이 번거롭습니다. 현장이 깊은 우물 보호에 적합한지 여부는 지역의 지질 조건, 층위 구조 및 주변 금속 구조물의 분포도 고려해야 합니다. 그러나 보호효과 및 투자 측면에서 넓은 탱크 면적 전체와 매설관망을 보호해야 하는 경우에 사용하는 것이 좋습니다. 깊은 우물 양극은 장거리 파이프라인을 보호하는 데에도 사용할 수 있지만 복잡한 현장 건설 및 기타 이유로 거의 사용되지 않습니다.

유연한 양극 제품

케이블 모양의 양극이라고도 알려진 유연한 양극은 초기에는 음극 보호 문제를 해결하기 위해 주로 개발된 새로운 유형의 양극입니다. 노후화 코팅을 가진 노후화 파이프라인의 그것은 신규 및 기존 파이프라인 및 저장 탱크의 보호에 널리 사용되었습니다.

양극의 기본 구조는 전도성 폴리머로 감싼 구리 코어와 산 및 알칼리에 강한 브레이드를 특수 공정으로 처리하여 내열성과 노화 방지 기능을 구현한 것입니다. 작동 전류가 허용되는 범위 내에서 작동 수명은 40년 이상이 될 것으로 예상됩니다. 이 구조에서 구리 코어는 낮은 세로 저항을 보장하고 전류를 장거리로 전달할 수 있으며 전도성 폴리머는 접지에 대한 높은 수평 저항을 보장하므로 구리 코어의 전류는 천천히 접지로 "강하"할 수 있습니다. .

기존 보조 양극과 비교하여 유연한 양극 제품은 다음과 같은 측면에서 장점이 있습니다.

①노후된 덮개가 있는 오래된 파이프

②복잡한 파이프 네트워크

③외벽; 탱크 바닥의

④장거리, 작은 간격의 병렬 파이프라인

⑤높은 저항 환경.

매설 강철 구조물의 부식 방지 기술

매설 금속 구조물에는 다양한 유체를 운반하는 금속 파이프와 배관망, 다양한 금속 저장 시스템 등 다양한 유형이 있습니다. 탱크 뿐만 아니라 각종 낙뢰보호 접지장치(그물) 등 이러한 금속 구조물은 부식 방지층을 통해 토양과 직접 또는 간접적으로 접촉합니다. 토양은 고체, 액체, 기체의 3상 물질로 구성된 복잡한 혼합 시스템입니다. 그 구조, 구성 및 기타 환경 요인의 상호 작용으로 인해 토양은 다른 매체보다 더 복잡하게 부식됩니다. 토양의 산도와 알칼리도, 박테리아의 종류와 함량, 무기염 이온의 종류와 함량, 표류 전류의 크기와 방향 등은 토양의 부식 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 심각한. 일반적으로 토양 부식은 금속 구조물의 수명을 다양한 정도로 감소시킵니다. 또한 다양한 조건에서 금속 구조물의 고르지 않은 부식으로 인해 파이프라인에 국부적인 천공이 발생하여 전체 파이프라인의 수명에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 매설된 금속 구조물을 효과적으로 보호하는 것이 매우 필요합니다. 기존 솔루션은 일반적으로 외부 코팅과 음극 보호를 조합하여 사용합니다. 음극 보호는 희생 양극 보호와 강제 전류 보호의 두 가지 방법으로 구분됩니다. 두 가지 방법은 아래에서 별도로 소개됩니다.

1. 희생 양극 방식

보호된 금속을 음극 보호 전류(즉, 희생 양극)를 제공할 수 있는 금속이나 합금에 연결하여 보호 본체를 분극시켜 비율을 줄이는 방법입니다.

보호금속과 희생양극으로 형성된 지구전지에서는 보호금속체가 음극이 되고, 희생양극의 전위는 보호금속체의 전위보다 음인 경우가 많다. 보호되는 배터리는 양극이며 부식으로 인해 소모되므로 "희생" 양극이라고 합니다. 희생양극으로 일반적으로 사용되는 재료로는 마그네슘 및 마그네슘 합금, 아연 합금, 알루미늄 합금 등이 있습니다. 마그네슘 양극은 토양 저항률이 높은 담수 및 토양에 적합합니다. 아연 양극은 주로 토양 저항률이 낮은 토양 및 해수에 사용됩니다. 알루미늄 양극은 주로 해수, 해수 및 원유 저장 탱크 하수 매체에 사용됩니다.

희생양극 보호 방식의 주요 특징은 다음과 같습니다.

(1) 특히 단거리에서 중거리 및 복잡한 배관망에 이르기까지 광범위한 적용 범위를 가지고 있습니다.

(2) 양극 출력 전류가 작고 음극 박리 가능성이 적습니다.

(3) 파이프라인 설치와 함께 구성할 때 작업량이 적습니다

(4) 운전 중 유지보수 작업이 간단하다.

(5) 양극 출력 전류는 조정할 수 없으며 제어 가능성도 거의 없습니다.

2. 강제 전류 보호 방식

이 방식은 보호된 금속을 인가된 전류의 음극에 연결하고 외부 전원으로부터 보호 전류를 공급하여 부식 속도를 줄이는 방식입니다. 외부전원은 매설된 보조양극을 통해 보호전류를 지면으로 유입시키고, 이를 토양을 통해 보호된 금속에 공급하며, 보호된 금속은 어스배터리에 음극으로 남아 표면에서는 환원반응만 일어나며, 금속 이온의 산화 반응이 일어나 부식을 억제합니다. 강제 전류 보호 방식의 주요 장비는 전위차계, 보조 양극 및 기준 전극입니다.

강제 전류 보호 방법의 주요 특징은 다음과 같습니다.

(1) 장거리 파이프라인 및 지역 파이프라인 네트워크 보호에 적합

(2 ) 출력 전류가 크고 일회성 투자가 상대적으로 적습니다.

(3) 설치 프로젝트가 작고 기존 파이프라인에 음극 보호 장치를 추가할 수 있습니다.

(4) 전문적인 유지 관리 작동 중에 필요합니다.

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(5) 원격 자동 모니터링 구현이 쉽습니다.

3. 강제 전류 음극 방식 시스템의 구성

* 양극 접지층

양극 접지층은 일반적으로 얕은 매설 양극 접지층과 깊은 우물 양극 접지층의 두 가지 유형으로 구분됩니다.

* 음극 보호 제어 시스템

음극 보호 제어 시스템은 전위차계, 제어 상자, 양극 접지 베드 및 음극 통전 지점으로 구성됩니다.* 양극 접지 베드는 버스 케이블을 통해 일정한 전위 측정 장비의 양극 접점이 연결됩니다. 음극 에너지 공급 지점에는 전위 제어를 위한 2개의 음극 케이블과 2개의 수명이 긴 고체 황산구리 기준 전극이 장착되어 있습니다.

* 음극 보호 감지 시스템

음극 보호 감지 시스템은 전위차계와 파이프라인 테스트 스테이크로 구성됩니다. 전위차계는 전원 공급 지점의 전위와 작동 전위를 자동으로 측정할 수 있습니다. Potentiostat 및 출력 전류 파이프라인 테스트 더미는 파이프라인의 보호 잠재력과 희생 양극의 작업 전위, 출력 전류 및 개방 회로 전위를 감지할 수 있습니다.

* 음극 보호 배수 시스템

강한 표유 전류 간섭이 있는 지역의 파이프라인은 배수 보호를 채택해야 합니다. 장거리 파이프라인 및 고압 송전선의 평행 구간이나 전기 철도를 횡단하는 평행 구간에서는 표유 전류의 영향에 따라 배수 양극 그룹을 설치해야 합니다.

* 임시 보호 시스템

음극 보호 설계 사양 요구 사항에 따라 파이프라인 건설 기간이 6개월을 초과하는 경우 파이프라인에 임시 음극 보호 시스템을 장착해야 합니다. 감전 전류 음극을 방지하려면 보호 시스템을 사용하기 전에 파이프라인이 토양에 의해 부식됩니다.

* 음극 보호 절연 및 전기 연결 시스템

음극 보호 전류가 보호되지 않은 금속 부품으로 누출되지 않도록 하기 위해 절연 조인트를 긴 케이블의 양쪽 끝에 설정합니다. 거리 파이프라인.

* 케이싱 내 파이프라인의 음극 보호

파이프라인이 도로나 철도를 횡단하는 경우 강철 케이싱이 필요합니다. 케이싱의 파이프가 설계 수명 내에 부식되지 않도록 하기 위해 음극 보호를 위해 팔찌형 아연 양극 또는 아연 스트립 전극을 사용해야 합니다.

희생양극

부식성 매질에서 희생양극과 보호체가 전기적으로 연결되면 양극 자체가 용해되어 음극 보호 전류가 발생하는 물질입니다. 희생 양극은 일반적으로 다음과 같은 조건을 갖습니다:

1. 충분히 음의 전위를 가지며 매우 안정적입니다.

2． 작동 중에는 양극 분극률이 작고 용해가 균일하며 제품이 자동으로 떨어질 수 있습니다.

3. 전류 효율이 더 높습니다.

4. 높은 전기화학적 등가물.

5. 부식 생성물은 무독성이며 환경을 오염시키지 않습니다.

6． 저렴하고 쉽게 구할 수 있습니다.

현재 더 일반적으로 사용되는 희생양극 재료로는 아연계, 알루미늄계, 마그네슘계 합금계 양극이 있으며, 재료 구성과 전기화학적 특성이 다르며 적용 환경도 다릅니다.