Алюминиевые протекторы

Протекторная защита сравнительно эффективный, легко осуществимый и экономически выгодный метод защиты от коррозии металлических конструкций в нейтральных водных растворах — в морской воде, в почвенных водах и т. п. Поэтому протекторы широко применяются совместно с различного рода покрытиями как дополнительное средство защиты подземных и подводных металлических сооружений — трубопроводов, газопроводов, крупных резервуаров и т. п. Для защиты стальных конструкций чаще всего применяются цинковые и алюминиевые протекторы, а также сплавы на основе этих металлов. В кислых растворах электролитов протекторная защита используется ограниченно вследствие малой катодной поляризуемости защищаемого металла в этих растворах и слишком быстрого растворения металла — протектора. Эффективность протекторной защиты характеризуется целым рядом технологических показателей защитным эффектом, коэффициентом защитного действия, к. п. д., радиусом действия. Первые два показателя приняты также для характеристики эффективности катодной защиты. Под защитным эффектом (з. э.) понимают отношение разности скоростей коррозии металла без электрозащиты и при ее наличии к скорости коррозии без защиты [c.240]

Например, алюминиевые протекторы хорошо работают в щелочной среде, а в кислотной — хуже. Магниевые же протекторы как раз наоборот. [c.371]

Различные алюминиевые сплавы ведут себя в протекторах совершенно по-разному. Потенциалы колеблются приблизительно в пределах от /н=—0,75 до = В значения составляют от 0,95 для эффективных сплавов со ртутью до 0,7—0,8 для сплавов с кадмием, индием и оловом. Особо важное значение для алюминиевых протекторов имеют три типа сплавов. Все они содержат несколько процентов цинка. Кроме того, в качестве активаторов в них добавляют индий, ртуть, олово или кадмий. Алюминиевые протекторы со ртутью обеспечивают высокий выход по току. Поляризуемость у них мала. Стационарные потенциалы у них почти такие же, как и у цинковых протекторов, или еще более отрицательны (максимально на 0,15 В). Кроме того, имеются сплавы с несколькими процентами магния, стационарные потенциалы которых заметно более отрицательны (до —1,5 В по медносульфатному электроду сравнения). Однако они легко поляризуются и имеют значительно худший выход по току. [c.183]

Катодная защита поляризацией до потенциала ниже критического потенциала питтингообразования. Для этого можно применять приложенный извне ток, а также в хорошо проводящих средах (например, морской воде) — защиту цинковыми, железными или алюминиевыми протекторами [44]. Аустенитные нержавеющие стали, применяемые для сварки малоуглеродистой листовой стали, а также гребные винты из стали 18-8, установленные на судах из черной стали, не подвергаются питтингу. [c.315]

Требуемая масса протекторов может быть рассчитана по формуле (7.9) см. также литературные рекомендации [21]. При плотности тока / = = 15 мА-м- , общей защищаемой площади 5, (м ) и сроке действия защиты в два года масса цинковых и алюминиевых протекторов получается следующей, кг [c.359]

Протекторы из сплава А1—(гп—Зп при надлежащем контроле состава и термообработки также способны отдавать большой ток при стабильном потенциале. Алюминиевые протекторы можно применять во многих случаях, когда использование анодов из магния затруднено. [c.173]

Основными компонентами наполнителей применительно к магниевым сплавам являются гипс, глина и др. Для алюминиевых протекторов наполнителем служит Са(0Н)2, для цинковых— глина с гипсовым порошком и др. [c.301]

Рис. 21.12. Токоподводы и крепление протекторов 1 — алюминиевый протектор (протекторы) 2 — фарфоровый колпачок 5 — уплотнительные шайбы 4 — стальной болт 5 — фарфоровый изолятор 6 — изолирующая труба 7 — стенка резервуара 8 — шайба из текстолита 9 — прижимное кольцо 70 — подсоединительный анодный кабель // — фарфоровая шайба / — несущая стальная конструкция

Медные баки для горячей воды иногда защищают от питтинга с помощью алюминиевых протекторов. Особенно этот способ распространен в некоторых районах Великобритании [12]. [c.329]

Испытания эффективности и качества протекторов ограничиваются в основном аналитическим контролем химического состава сплава, проверкой качества и наличия покрытия на держателе, определением достаточности сцепления между держателем (креплением) и протекторным материалом и контролем соблюдения заданной массы и размеров протектора. Испытания магниевых и цинковых протекторов регламентируются нормативными документами [6, 7, 22, 28]. Аналогичных нормативов по алюминиевым протекторам не имеется. Кроме того, указываются и минимальные значения стационарного потенциала [ 16]. Нормативы по химическому составу обычно представляют собой минимальные требования, которые обычно превышаются у всех сплавов, имеющихся на рынке. К тому же регламентированные в этих документах способы мокрого химического анализа в техническом отношении за прошедшее время устарели. Протекторные снлавы в настоящее время более целесообразно исследовать методами эмиссионного спектрального анализа или атомной абсорбционной спектрометрии (по спектрам поглощения). [c.196]

Магниевые аноды могут применяться только в танках групп а и б. Алюминиевые протекторы по нормативам Ллойда [3] можно применять во всех танках, но в танках грунн виг только с таким расчетом, чтобы энергия падения при обрыве протектора не превышала 275 Дж иными словами, протектор массой 10 кг можно закреплять на высоте не более 2,8 м над днищем танка. Цинковые протекторы допускаются без каких-либо ограничений. Ограничения для магниевых и алюминиевых протекторов обосновываются возможностью образования искры ири падении (обрыве) протектора. Напротив, цинк более мягок и ири его падении не могут образоваться искры [23]. [c.368]

Алюминиевые протекторы. Основные свойства алюминия даны в табл. 140. Использование чистого алюминия в качестве материала для протекторов, защищающих подземные сооружения, нецелесообразно. [c.612]

Для защиты резервуаров-хранилищ с сырой нефтью, которые подвергаются опасности коррозии при попадании соленых вод на месторождении, применяют алюминиевые протекторы. На рис. 20.2 показан пример распределения протекторов в донной части такого резервуара [4]. Без катодной защиты имеется опасность сквозной коррозии около пор в покрытии в результате образования коррозионного элемента (см. раздел 4.2). Для защиты донной области до высоты в 1 м и зоны с чередующимся воздействием воды и нефти при площади их поверхности 2120 (куда входят и встраиваемые элементы, в частности опорные лапы для плавающей крыши и новерхности нефтяной мешалки) и ориентировочной расчетной плотности защитного тока 8 мА м требуется суммарный ток 17 А. [c.380]

Рис. 20.2. Катодная внутренняя защита от коррозии резервуара-хранилища для сырой нефти при [10М0ЩИ алюминиевых протекторов (плотность защитного тока

Примечание. Способы защиты /1 — протекторы Б) и магниевые н алюминиевые протекторы с дополнительным наложением тока от постороннего источника В — инертные аноды с наложением тока от постороннего источника. [c.401]

Для внутренней защиты резервуаров с питьевой водой можно применять только такие аноды (протекторы), анодные продукты реакции которых в воде по своему виду и концентрации не представляют опасности в гигиеническом отношении, По этой причине здесь не могут быть применены протекторы или аноды с наложением тока от внешнего источника, содержащие токсичные элементы, например алюминиевые протекторы, активированные ртутью, или протекторы из сплава свинца с серебром (см. разделы 7 и 8). В качестве протекторов для резервуаров с питьевой водой практически можно применять только магний и алюминий, поскольку продукты их реакции не вредны для здоровья, а ионы магния и без того содержатся в природной питьевой воде. [c.412]

Особым преимуществом системы катодной защиты с наложением тока от постороннего источника является возможность регулирования напряжения на выходе преобразователя. К этому добавляются сравнительно низкая стоимость их сооружения и весьма равномерное распределение тока. В дополнение к названным сравнительным соотношениям можно отметить, что затраты на защиту с наложением тока от постороннего источника и с применением алюминиевых протекторов относятся как 0,8 1. По порядку величин годовые затраты составляют около 3,50 марок на 1 м . [c.421]

В состав цинковых протекторов вводят Сё (0,025-0,15%) и Л1 (0,1-0,5%)). Содержание таких примесей, как Ре, Си, РЬ стараются поддерживать на уровне не более 0,001-0,005 %>. В состав алюминиевых протекторов вводят добавки, предотвращающие образование оксидных слоев на их поверхности — 2п (до 8 %>), Mg (до 5 %), а также Сё, 1п, С1, Пg, Т1, Мп, 81 (от сотых до десятых долей процента), способствующие требуемому изменению параметров решетки. Магниевые протекторные сплавы в качестве легирующих добавок содержат А1 (5-7 %>) и Хп (2-5 %>) содержание таких примесей, как Ре, N1, Си, РЬ, 81 поддерживают на уровне десятых или сотых долей процента. Железо в качестве протекторного материала используют либо в чистом виде (Ре-армко) либо в виде углеродистых сталей. [c.292]

Алюминиевые протекторы применяют для защиты сооружений, эксплуатирующихся в проточной морской воде, а также для защиты портовых сооружений и конструкций, располагающихся в прибрежном шельфе. [c.292]

ЦИНКОВЫЕ И АЛЮМИНИЕВЫЕ ПРОТЕКТОРЫ [c.56]

Так как протекторы изготовляют из химически активных металлов, которые в процессе работы растворяются, то для увеличения срока их службы необходимо устанавливать оптимальный ток в цепи протекторной установки, т. е. расходовать только такой ток, который необходим для защиты данного участка трубопровода. Алюминиевые протекторы по сравнению с магниевыми создают примерно 70— 75% тока, а цинковые — около 25—30%, т. е. теоретически максимальный ток, рассчитанный на единицу веса металла протектора, дает магний. [c.61]

Расчетное значение потенциала алюминия лежит между потенциалами магния и цинка. В воде или грунтах алюминий имеет склонность к пассивации с соответствующим сдвигом потенциала к потенциалу стали. Тогда он перестает выполнять функцию протектора. Для предотвращения пассивации в околоэлектрод-ное пространство можно вводить специальное вещество для создания среды, содержащей хлориды засыпка). Однако это может служить только временной мерой. В морской воде пассивацию лучше всего предупреждать, используя сплавы. Например, сплавление алюминия с 0,1 % Sn с последующей термообработкой при 620 °С в течение 16 ч и закалкой в воде для удержания олова в состоянии твердого раствора очень сильно уменьшает анодную поляризацию в хлоридных растворах [6]. Коррозионный потенциал такого сплава в 0,1т растворе Na l составляет—1,2 В по сравнению с —0,5 В для чистого алюминия. Некоторые алюминиевые протекторы содержат 0,1 % Sn и 5 % Zn [7, 8]. Протекторы с 0,6 % Zn, 0,04 % Hg и 0,06 % Fe при испытаниях в морской воде в течение 254 дней работали с выходом по току 94 % (2802 А-ч/кг). В настоящее время в США на производство протекторов из таких сплавов ежегодно расходуют примерно [c.219]

Существует очень много способов борьбы против коррозии. Широко используются электрохимические методы защиты стальных конструкций на морских нефтяных промыслах, например на знаменитых Нефтяных Камнях в Каспийском море. При этом используют так называемые протекторы, представляющие собой слитки сплава Mg и А1, т. е. металлов, еще более химически активных, чем железо. Протекторы навешивают на погруженные в морскую воду части стальных эстакад. В результате устансиления разности потенциалов между электродами — железным (эстакада) к магний-алюминиевым (протектор) — Mg и А растворяются, а на железном электроде выделяется молекулярный водород (ион Н+ из воды разряжается на более электропо-ложительггом металле). Например, для магния [c.118]

Алюминиевые протекторы с цинком и индием как активаторами приобретают все более широкое распространение. Несмотря на сравнительно низкие значения 2 (не более 0,8) и стационарный потенциал и ц всего —0,8 В они имеют особо важное преимущество — низкую поляризуемость. Поэтому именно такие протекторы предпочтительно применяют для защиты сооружений в прибрежном шельфе. Алюминиевые протекторы с активирующими добавками цинка и олова занимают по показателю токоотдачи промежуточное положение. Их стационарные потенциалы близки к потенциалам индийсодержащих сплавов или несколько более положительны. Однако поляризуемость у них заметно выше. Такие материалы необходимо подвергать термической обработке, зависящей от их химического состава. В табл. 7.3 представлены свойства трех различных алюминиевых сплавов, содержащих в качестве добавок соответственно ртуть, индий и олово. [c.183]

К труднорастворимым соединениям, образующимся на магниевых протекторах при обычной токовой нагрузке, относятся гидроксид, карбонат и фосфат магния. Впрочем, растворимость гидроксида и карбоната еще сравнительно высока. Очень низкую растворимость имеет только фосфат магния. Движущее напряжение у магниевых протекторов при защите стали при не слишком малой электропроводности и> >500 мкСм-см составляет около 0,65 В, т. е. в три раза выше, чем у цинка и алюминия. Магниевые протекторные сплавы применяются преимущественно там, где движущее напряжение цинковых и алюминиевых протекторов недостаточно или где опасность пассивации слишком велика. Магниевые протекторы используют при повышенном электросопротивлении среды и для получения большей плотности защитного тока. Объектами такой защиты могут быть стальные конструкции в пресной воде, балластные танки для пресной воды, водоподогреватели и резервуары для питьевой воды. В случае резервуаров для питьевой воды важное значение имеет физиологическая безвредность продуктов коррозии (см. раздел 21.4). Здесь нельзя, например, применять алюминиевые протекторы, активированные ртутью. В грунте магниевыми протекторами можно защищать небольшие сооружения при удельном сопротивлении грунта до 250 Ом-м и более крупные резервуары и трубопроводы при сопротивлении грунта до 100 Ом-м. На объектах, имеющих органические покрытия для защиты от коррозии, в средах со сравнительно хорошей проводимостью иногда может оказаться необходимым промежуточное включение омического сопротивления для ограничения тока, чтобы не допустить повреждения покрытия слишком большим защитным током, или чтобы предотвратить установление слишком низких потенциалов (см. раздел 6). [c.188]

Для внутренней защиты резервуа- для внутренней защиты резер-ров и танков протекторы пока еще обыч- вуаров <г — полукруглое попе-но крепят на резьбовые, потому что вы- ноГ°по1 ер1чно чени Т-полнять сварку или пайку на взрыво- трапецеидальное сечение опасных участках нельзя. Падающие протекторы, если они изготовлены из соответствующего материала, могут вызвать искру. По этой причине на танкерах во взрывоопасных помещениях (полостях) применять магниевые протекторы запрещено, а алюминиевые протекторы можно применять только до такой высоты, чтобы энергия при их падении не превысила 275 Дж. Цинковые протекторы допускаются без ограничений (см. раздел 18.4). [c.193]

Сообщалось также и о так называемых многослойных протекторах из различных протекторных материалов [31]. Такие протекторы должны вначале давать ток больщой силы для предварительной поляризации, а затем в течение длительного времени работать с малым током при возможно большей токоотдаче (в ампер-часах). Когда такие протекторы имеют наружную оболочку из магниевого сплава и сердечник из цинка, температура плавления сердечника оказывается более низкой, чем у материала оболочки. Это соответственно усложняет технологический процесс изготовления. Однако та же цель может быть достигнута и проще при сочетании протекторов из различных материалов [132], например при использовании магниевых протекторов для предварительной поляризации и цинковых или алюминиевых протекторов для длительной защиты. [c.195]

Крупные потребители, нанример для сооружений в прибрежном щельфе, иногда предписывают минимальные значения стационарного потенциала или коэффициента аз для алюминиевых протекторов. По определению токоотдачи (выхода по току) протекторных материалов нет единого мнения. Обычно испытание ведется по способу гальваностати-ческой выдержи [33], т. е. с наложением заданного тока в искусственной (модельной) морской воде, или при длительном свободном протекании проточной естественной морской воды [34]. Способы исследований имеют тот недостаток, что образцы протекторов приходится вытачивать из сплошного материала. В таком случае остается неучтенным влияние литейной корки, поведение которой (в особенности у алюминиевых протекторов) может существенно отличаться от поведения материала сердцевины. Наряду с вопросом о воспроизводимости свойств материала образца встает вопрос и о способе проведения испытания, т. е. о выборе числа протекторов и их расположения в сосуде для испытаний. В частности, не исключено, что распределение тока и движение или обмен среды могут влиять на поляризацию. Поэтому при современном уровне исследований в любом случае можно получить только сравнительные показатели, которые нельзя приравнивать к показателям, получаемым в практических условиях. В общем пока еще не имеется обязательных инструкций по испытаниям. [c.196]

При использовании алюминиевых протекторов расчетная масса при том же сроке службы в два года по формуле (18.36) составит 540 кг. При установке 96 протекторов такого же размера, как цинковые (массой чистого алюминия 6,2 кг, или 7,3 кг брутто), общая масса будет на 595 кг больше, чем в случае цинковых протекторов. Токоотдача алюминиевых протекторов практически такая же, как цинковых. Поэтому при использовании алюминия получается больший запас. Для эксплуатации сроком в четыре года требуется 1080 кг алюминия. 82 группы сдвоенных протекторов массой по 7,3 кг каждый имеют общую массу 1197 кг. Поскольку общая токоотдача 106 А тоже получается завышенной, и здесь можно сэкономить протекторы, применив строенные группы. [c.361]

Одной из усоверщенствованных форм катодной внутренней защиты является электролизный способ защиты при помощи алюминиевых протекторов-анодов, питаемых током от внешнего источника он применяется для черных металлов без покрытий и горячеоцинкованных в системах снабжения холодной и горячей водой. Алюминий применяют как материал анода потому, что продукты его анодной реакции не ухудшают потребительских свойств воды и защищают трубопроводы, подсоединенные к резервуару, благодаря образованию защитного покрытия [7—9]. Наряду с катодной внутренней защитой резервуара и встроенных в него конструкций, например нагревательных поверхностей, при электролитической обработке воды происходит также и изменение ее параметров. Эффект защиты от коррозии обусловливается коллоидно-химическими процессами образования поверхностного слоя И обеспечивается не только для новых установок, но и для старых, уже частично пораженных коррозией [9]. [c.406]

В отличие от обычных алюминиевых протекторов (см. табл. 7.3) аноды-протекторы с наложением тока от внешнего источника при электролизном способе защиты изготовляют из чистого алюминия, который в присутствии хлоридных и сульфатных ионов не подвергается анодной пассивации. В воде с очень малым содержанием солей и электропроводностью х<40 мкСм-см поляризация может сильно увеличиться, из-за чего требуемая плотность защитного тока уже не будет обеспечена. Другим фактором, ограничивающим применимость, являются значения pH менее 6,0 и более 6,5, поскольку при этом растворимость А1(0Н)з получается слишком большой и эффект образования защитного слоя не достигается [8]. [c.412]

Судостроение, а позднее и сооружение портов являются одними из старейших областей применения катодной защиты от коррозии (см. раздел 1.3). Для судов и сооружений, располагаемых в прибрежном шельфе, пока применяют преимущественно протекторную защиту, тогда как для портовых сооружений и мостовых перегружателей ввиду потребности в большом защитном токе предпочитают применять станции катодной защиты. Характерные проблемы коррозии для сооружений в прибрежном шельфе встретились уже в середине 1950-х гг. в Мексиканском заливе. Однако скорость коррозии здесь была меньшей по сравнению с наблюдаемой в Северном море (см. табл. 17.2). В допол-нение к этому на передний план все более выступают проблемы усталостного коррозионного растрескивания [13]. В отличие от свайных причалов н судов, на сооружениях в прибрежном шельфе в большинстве случаев не применяют никаких защитных покрытий или используют только временные покрытия. Защита от коррозии обеспечивается по катодной схеме. Значение токоотдачи (в ампер-часах) протекторов из алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов согласно данным табл. 7.2—7.4 относятся как 3,1 1,4 1. Напротив, цена этих протекторов (в марках за 1 кг) относится как 1,3 2,8 1, так что удельные затраты в марках ФРГ на 1 А-ч находятся между собой в соотношении 1 2,4 4,7 и наиболее выгодными оказываются алюминиевые протекторы. Многолетние наблюдения за протекторами трех типов в Мексиканском заливе показали, что затраты на них относятся между собой как 1 3,5 2 [13]. Таким образом, магниевые протекторы для использования в прибрежном шельфе неэкономичны. Защита цинковыми протекторами обходится дороже защиты алюминиевыми протекторами. [c.421]

Алюминий. Промышленность уже много лет производит алюминиевые протекторы, однако лишь в последние годы они начали широко применяться для защиты конструкций в морской воде. Первым алюминиевым сплавом для этих целей был A13Zn (3 % Zn). Современные протекторы изготавливают из тройных сплавов алюминий—цинк—олово и алюминий—цинк—ртуть. Характеристики алюминиевых протекторов приведены в табл. 70. [c.173]

Как И в случае цинковых протекторов, для обеспечения максимальной эффективности алюминиевых протекторов необходим контроль за содержанием примесей в металле. Для получения нужных электрохимических свойств сплава А1—гп—8п требуется, кроме того, и тщательно контролируемая термообработка. Специальная обработка необходима и для протектора нз сплава А1—2п—Нд, что связано с высокой реакционной способностью ртути. Как показано на рис. 96, при 255-дневных испытаниях в морской воде выход тока для алюминиевых и цинковых протекторов был примерно одинаковым. Согласно Шрайберу и Редингу [130] сплав А1—Zп—Нд характеризуется не только высокой токоотда-чей, но также воспроизводимыми параметрами н стабильным потенциалом. Высокий коэффициент полезного использования сплава сохраняется в широком интервале плотностей тока защиты (рис. 97). [c.173]

Алюминий мог бы служить материалом для протекторов, если бы он не покрывался так быстро очень плотной окисной пленкой, которая делает его пассивным и ограничивает токоотдачу алюминиевым сплавам свойствен тот же недостаток. Поэтому алюминиевые протекторы не получили широкого распространения. [c.800]

Сраннятельные данные для различных металлов, применяемых для гальванических анодов, приводятся в табл. 50. Наибольший эффективный потенциал в —1,55 в дает магний — это значение является потенциалом поверхностной пленки окиси магния, всегда присутствующей на его поверхности, в то время как потенциал магния, находящегося в активном состоянии, равен — 2,35 в. Магний в настоящее время намболее широко применяется для протекторной защиты. Цинк находит более ограниченное применение, несмотря на меньшую -скорость разрушения, что обеспечивает более длительную работу защитной установки. Алюминиевые протекторы пока применяют очень мало, так как они еще недостаточно изучены. [c.310]

Сравнительно небольшой молекулярный вес алюминия, а также его высокая валентность приводят к тому, что он оказывается способным отдать значительное количество электроэнергии на единицу его веса. Однако образование плотных окисных пленок на поверхности алюминиевого протектора с последующей поляризацией и смещением его потенциала примерно до потенциала незаполяризованной стальной конструкции пока пе позволило применить протекторы из чистого алюминия. Поэтому были исследованы двойные сплавы на основе алюминия с добавкой цинка и тройные сплавы на основе алюминия с добавкой цинка и магния. [c.58]

Исследования показали, что такие сплавы имеют ряд преимуществ. Так, нанример, испытания сплавов алюминия с 1 и 6,5% цинка показали, что в глинистой почве сплав алюминия с 6,5% цинка дает лучшие результаты по сравнению с первым сплавом. На единицу количества элер трической энергии этого сплава требуется меньше по сравнению с другими сплавами и металлами. Сплав алюминия с цинком в глинистой среде имеет достаточно высокий отрицательный потенциал. Алюминиевые протекторы в среде из смеси песка, хлористого натрия и извести в первое время работы показывают высокую эффективность. [c.58]

Чтобы снизить переходное сопротивление, в частности между протектором и грунтом, вокруг протектора создают определенную искусственную среду, которая повышает эффективность его работы. Так, для алюминиевых протекторов наполнителем служит Са (ОН) а с небольшим количеством Na2S04 или K2SO4, для цинковых —- глина с гипсовым порошком и т. д. [c.297]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология