5167288053

Wpływ obiektów metalowych na efektywność ochrony katodowej _zbiorników podziemnych przed korozją_

Eugeniusz KURGAN, Agnieszka WAŃTUCH

Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Elektrotechniki i Elektroenergetyki

Ze względu na ogromne rozpowszechnienie konstrukcji stalowych dużym problemem jest powstawanie korozji, której zniszczenia szacowane są w miliardach dolarów rocznie. Korozją elektrochemiczną nazywamy oddziaływanie spowodowane działaniem substancji chemicznych, gdy reakcjom chemicznym towarzyszy przepływ prądu, np. reakcja metalu z elektrolitem. Najczęściej występuje w przypadku, gdy metal (żelazo, cynk) jest narażony na kontakt z elektrolitami (wody rzeczne oraz z jezior zawierają dostateczną ilość związków nieorganicznych, a wody morskie zawierają do 3% rozpuszczonych soli, są więc dobrymi elektrolitami) w obecności pierwiastków o większym potencjale standardowym. W takiej sytuacji powstaje ogniwo galwaniczne, w którym pierwiastek o większym potencjale standardowym jest katodą, a metal o mniejszym potencjale anodą. Rolę katody pełnią najczęściej domieszki innych metali, jak również ziarenka grafitu.

W ochronie katodowej przed korozją istotne jest nie tylko to, aby każdy punkt powierzchni metalu był chroniony, ale również, aby nie wystąpiła nadmierna ochrona. Zjawisko to powstaje wtedy, gdy wartość prądu ochronnego jest zbyt duża. Następuje wtedy bardo intensywne wydzielanie się wodoru, co niszy strukturę metalu. Dlatego prawidłowo zaprojektowana ochrona katodowa powinna gwarantować nie tylko właściwy poziom nadpotencjału na powierzchni zbiornika, ale również nie dopuścić do przekroczenia zadanych maksymalnych wartości. Celem tej publikacji jest zbadanie wpływu obiektów metalowych położonych obok chronionych zbiorników na stopień nadmiernej ochrony. W analizowanym problemie mamy ochronę protektorową, w której anoda wykonana jest z magnezu o napięci równowagowym £o_a ⁼ 2.23V. Napięcie równowagowe katody, czyli zbiornika wynosi £o_c = 0.44Y. Potencjał w elektrolicie spełnia znane równanie:

div(-<xgradF) = 0    (i)

Warunki brzegowe są zadane tak na anodzie, jak i katodzie (zbiorniku) w postaci warunku Neumanna. Jak widać są one bardzo nieliniowe. Zjawisko przeniesienia ładunku na granicy metal dielektryk opisane jest za pomocą równania Butlera-Yolmera.

Wyniki obliczeń przedstawione są na rysunku poniżej.

19