Що таке катодний захист?
Катодний захист є одним з методів захисту металів від корозії. Був вперше описаний сером Хемфрі Деві в серії доповідей представлених Лондонському королівському суспільству з розвитку знань про природу ще в далекому 1824р. І після тривалих тестів вперше катодний захист застосували в тому ж 1824г. на судні HMS Samarang. Анодні протектори з заліза були встановлені на мідну обшивку корпусу судна нижче ватерлінії, значно знизивши швидкість коррозії міді.
Катодний захист металів від корозії сьогодні - це вид електрохімічного захисту, який заснований на накладенні катодного струму. Катодний захист використовують, щоб запобігати як загальній корозії, так і окремим її видам. Наприклад, він прекрасно працює проти виразкової корозії (тобто має вигляд крапок в початковій стадії, а далі - коррозійних виразок), з його допомогою можна захищати нержавіючу сталь, алюміній. Також катодний захист металів від корозії успішно оберігає нержавіючу сталь від міжкристалітної корозії, латуні магнію від коррозійного розтріскування.
Виконувати катодний захист в промислових умовах можна двома методами. Перший метод передбачає підключення виробу до зовнішнього джерела струму, щоб досягти зсуву потенціалу. Сам виріб в цьому випадку виконує роль катода, а роль анода виконують допоміжні інертні електроди. Такий метод рекомендується для великих об'єктів: зварних металевих підстав, підземних конструкцій, навіть бурових платформ.
При катодному захисті електродний потенціал в морській воді змінюють накладенням електричного струму від зовнішнього джерела. Від джерела живлення 6 постійний струм напругою 12-24 В через розподільні щити 5 подається на анодні вузли 1.
Навколо анода в межах 2-3 м розташовується околоанодний екран 3, який служить для зменшення пікових значень електродних потенціалів поблизу анодів. Схема передбачає установку одного або декількох електродів порівняння 2, які виконують функції датчиків. Маючи власний постійний електродний потенціал, вони вловлюють зрушення потенціалу конструкції, що захищається від стаціонарного і подають сигнал на регулюючий пристрій щільності струму. Аноди виготовляються з графіту, алюмінію і його сплавів, свинцево-срібного сплаву, платини та інших матеріалів і кріпляться до корпусу судна через діелектрик. Околоанодні екрани частіше виробляються з склопластикового покриття, яке наноситься на корпус судна. Використовуючи катодний захист, необхідно передбачити установку токоз'ємного пристрою 4, описаного вище. При черговому докованні судна слід оглянути всі елементи катодного захисту і результати занести в доковий акт. При механічному очищенні корпусу судна стежити, щоб не пошкодити аноди.
Другий метод катодного захисту називається протекторним, або гальванічним. Для виконання гальванічного захисту будь-якого металу потрібно зробити його контакт з іншим металом, більш електронегативний. Цей другий метал разом з із тим, що захищається, виконує роль анода. Катодний струм протікає через метал, що захищається, за рахунок електрохімічного розчинення другого металу.В якості металу-анода найчастіше використовуються магній, алюміній і цинк. Поступово в процесі нанесення захисту метал-анод руйнується, тому його іноді називають «жертовний анод». Такий метод підходить для не дуже об'ємних конструкцій, а також для металевих конструкцій з додатковим покриттям ізоляцією, з невисоким споживанням струму. В цьому випадку катодний захист металів від корозії за другим методом буде дуже ефективний.
Катодний захист металів від корозії особливо поширений в роботі з чорними металами. До нього вдаються, якщо металоконструкція розрахована на контакт з агресивним середовищем (морська вода, умови підземної експлуатації, хімічні середовища): трубопровід, пірс, естакада, морське судно. Однак такий захист виконується найчастіше в комплексі з іншими заходами, оскільки є дорогим та енергоємким.
У 2011 році Флот США виявив «агресивну» корозію навколо двигунів прибережного бойового корабля «LCS Independence». Проблема виявилася настільки значною, що судно, якому ледь виповнився рік, довелося поставити в сухий док для заміни цілих частин його корпусу.
Як з'ясувалося, 125-метровий бойовий корабель фактично розчиняється на очах через один прорахунок в його дизайні. Для нього навіть є своя технічна назва - «гальванічна корозія». Цивільні вчені називають його електролізом. Це відбувається, коли два різнорідних метали після електричного контакту один з одним, починають коррозіювати з різною швидкістю.
«Це означає, що метал повністю розчиняється, а не просто іржавіє», - пише про проблему Independence аналітик флоту Реймонд Прітчетт.
Слід сказати, що доля серії суден класу «Прибережний бойовий корабель» (LCS) аж ніяк не проста. Так, наприклад, ВМФ США ще не закінчив ключові випробування їх бойової придатності, що викликає безліч суперечок - і не закінчить до 2016 року. Проте до цього моменту американські платники податків вже сплатять закупівлю 24-х кораблів, які вже перебувають в будівництві за умовами військового контракту, а Флот тим часом почне підготовку до закупки наступної партії, прагнучи до запланованого числа з 52-х кораблів.
Водночас примітна доля трьох запланованих «операційних модулів», які фактично представляють собою замінні комплекти обладнання, що перетворюють LCS на вимогу в мінний тральщик, мисливця на субмарини, або платформу для боротьби з малими судами. Перший з них, найбільш складний і найбільш критичний, навіть не увійде в фазу початкових обмежених випробувань до 2014 року, проте до цього моменту Флот США вже закупить чотири їх штуки. На час, коли повний комплект мінного тральщика закінчить всі випробування в 2018 році, Флот вже закупить щонайменше, 13 суден.
З точки зору ВМФ США, Independence і інші прибережні бойові кораблі унікальні. Фактично - унікально дешеві. Кожне судно приблизно буде коштувати менше 400 мільйонів доларів - порівняйте це з більш ніж мільярдної ціною більш крупного есмінця класу «Arleigh Burke».
Для забезпечення такої низької ціни з дизайну корабля було прибрано безліч речей - включаючи, наприклад знаряддя головного калібру . І в список цих віддалених частин попало і щось під назвою «Система катодного захисту», яка спроектована саме для запобігання коррозії металу.
Німа сцена. Завіса.
Джерело - http://gearmix.ru/archives/8127
Новак С.В.
Старший менеджер ТОВ Фірма «ОДРІ»
