1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9.5/10 9,33оценок: 3

Как использовать катодную защиту

Тема в разделе "Водонагреватели и бойлеры", создана пользователем Андрей-АА, 15.10.14.

  1. Андрей-АА
    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604
    Адрес:
    Новая Москва
    Как использовать катодную защиту
    Решил разобраться как же работает катодная защита ("КатЗ") стали от ржавчины. Мне кажется, что с частью вопросов - разобрался.
    Сначала - зачем это нужно?
    Катодная защита используется в бойлерах и тепловых аккумуляторах (ТА) для увеличения срока их службы. В бойлерах это - штатная подсистема, в самодельных ТА, естественно, должна стать штатной.
    Также, с помощью КатЗ можно защищать заборы, заземлители, обсадные трубы скважин, кессоны, подземные трубы и даже автомобили.
    Итак, докладываю.
    Для того, чтобы всё это понять представил бак с водой и магниевым анодом в качестве гальванического элемента - батарейки. А оно так и есть.
    Дальше попытался представить пути растекания токов при 4-х вариантах подвески/крепления/размеров магниевого анода.
    Эти токи показаны малыми стрелочками внутри баков.
    Дело в том, что именно равномерность токов обеспечит равномерную защиту всего бака.
    В результате получилось 4 варианта ("всех" вариантов слишком много, взял основные, для понимания).
    Выводы по вариантам написаны под каждым из них.
    Примечание к вопросу о замере качества (состояния) анода без разборки (без его вытаскивания):
    Это известный метод, я его позаимствовал в сети. Считается, что если замерить постоянный ток короткого замыкания этой нашей батарейки (естественно, при отсоединенном проводе), то если он меньше 0,3мА, то анод уже плохой и его надо менять. По крайней мере, вытащить и посмотреть на него. Однако, думаю, что для разных баков, разных анодов и разной воды этот критический ток, естественно, будет разный. Любопытно узнать у практиков - какой он у кого.
    Жду мнения народа насчет этого "теоретически-умозрительного";) исследования, ибо могут быть ошибки, поскольку практика по этому вопросу у меня отсутствует. :hello:
    КАТОДНАЯ ЗАЩИТА В С МАЛЕНЬКИМ АНОДОМ ПО ЦЕНТРУ БАКА.jpg КАТОДНАЯ ЗАЩИТА С ДЛИННЫМ АНОДОМ.jpg
     
    Последнее редактирование: 15.10.14
    Андрей-АА , 15.10.14
    #1 + Цитировать
  2. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    Предположу, что рисунки напряженности линий электрического поля не очень корректны ввиду того, что она будет напрямую зависеть от близости к аноду стенки. Вода - практически диэлектрик. Поэтому там, где стенки ближе - сопротивление воды на много меньше и все токовые линии будут устремлены в эти места. В остальных точках токи будут на много слабее. Поэтому линейные изображения линий нарпряженности электрического поля не годятся.
     
    Влади Мир , 15.10.14
    #2 + Цитировать
  3. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    ИМХО, Идеальным решением было бы повторять в любом меньшем масштабе внешним периметром анода внутреннюю форму защищаемого объема. Причем при этом анод размещать ровно в пространственном центре обоих форм.
     
    Влади Мир , 15.10.14
    #3 + Цитировать
  4. Андрей-АА
    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604
    Адрес:
    Новая Москва
    Я это, как раз, и изобразил как смог - там где ближе, там и больше линий. Если Вы можете, то нарисуйте лучше, скажу большое спасибо.
     
    Андрей-АА , 15.10.14
    #4 + Цитировать
  5. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    Нет, без компьютера и расчетов такие поля я грамотно не смогу отрисовать. Надо задавать формулами и считать. Это не сложно, но Мне лень.
     
    Влади Мир , 15.10.14
    #5 + Цитировать
  6. Андрей-АА
    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604
    Адрес:
    Новая Москва
    Так и есть. Однако я тут не предлагаю изобретать новые формы анодов. Я хочу понять и заодно рассказать другим как лучше использовать имеющиеся в продаже недорогие магниевые аноды.
     
    Андрей-АА , 15.10.14
    #6 + Цитировать
  7. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    У Вас к днищу анод явно ближе, чем к стенкам на всепрактически рисунках. В точках непосредственно под анодом линии должны быть очень густыми. А к стенкам идти редкими. Чем дальше от проекции анода на нижнюю поверхность - тем реже.
     
    Влади Мир , 15.10.14
    #7 + Цитировать
  8. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    Предположу, что здесь очень уместно было бы всё ж замутить простую программку для объемного моделирования полей и поиграть с расстановками точечных анодов (не одного, а, скажем, от одного до 6) в различных простейших формах. Вот так открыось бы множество интересного на этом пути!
     
    Влади Мир , 16.10.14
    #8 + Цитировать
  9. Андрей-АА
    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Андрей-АА

    Разработчик электронных систем

    Регистрация:
    25.11.09
    Сообщения:
    11.612
    Благодарности:
    8.604
    Адрес:
    Новая Москва
    Если Вы, или кто-то другой это сделает, то я не буду возражать. Но, лично я считаю, что здесь с линиями токов и так всё предельно ясно. Именно поэтому я не вырисовывал их подробно.
    Ибо правило простое - чем ближе к центру бака анод, чем он больше повторяет форму бака и чем он больше размером (наружной поверхностью), тем лучше. Всё!
    А измышления по поводу нескольких анодов это - не для бытового использования и не для этого форума. Просто теоретизирование, не более того...
     
    Андрей-АА , 16.10.14
    #9 + Цитировать
  10. mfcn
    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    9.709
    Благодарности:
    5.914

    mfcn

    Модератор

    mfcn

    Модератор

    Регистрация:
    15.04.11
    Сообщения:
    9.709
    Благодарности:
    5.914
    Адрес:
    Москва
    в чем бонус по сравнению с добавлением щелочи, а лучше ближе к слабощелочному буферу (простой пример Na2CO3) в раствор?
    На вскидку вся защита от коррозии тут за счет повышения pH путем раcтворения Mg в растворе и все. Остальное - 99% маркетинга.

    А в пром системах используется? Активно?

    PS Картинки на первый взгляд ошибочны, точнее мысли на которые они наводят. Следует учитывать что сопротивление водного раствора значительно выше чем электрода и бака...
     
    Последнее редактирование: 16.10.14
    mfcn , 16.10.14
    #10 + Цитировать
  11. ink_house
    Регистрация:
    24.06.10
    Сообщения:
    4.430
    Благодарности:
    1.732

    ink_house

    Егор Кнопкодавович

    ink_house

    Егор Кнопкодавович

    Регистрация:
    24.06.10
    Сообщения:
    4.430
    Благодарности:
    1.732
    Адрес:
    Казахстан
    @Андрей-АА, два момента:
    1. В данном случае защита осуществляется по причине окислительно-восстановительной реакции, то бишь химических процессов, из-за разности потенциалов различных металлов согласно гальваническому ряду напряжений металлов.
    2. Диэлектрик это дистиллированная вода, а обычная вода хороший проводник по причине наличия в ней различных солей.
     
    ink_house , 16.10.14
    #11 + Цитировать
  12. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    Ну, на счет хороший - всё относительно. На фоне проводимости анода и склонной кородировать части конструкции, проводимость воды даже не посредственна а явно плохая. На фоне проводимости сухих сыпучих неметаллических веществ проводимость воды - хорошая. Но у нас все-таки первый случай.
     
    Влади Мир , 16.10.14
    #12 + Цитировать
  13. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    Либо я Вас не правильно понял, либо Вы недопонимаете суть. Защита именно в электрохимическом процессе, а не в изменении химсостава жидкости. Один электрод разлагается, растворяясь в воде - это анод. Другой при этом наоборот - растет - собирая из воды соединения, способные нарасти, если говорить не научным языком. При этом изменения ПэАш по-моему только локальны - вблизи электродов. В целом, по всему объему жидкости ПэАш должен оставаться прежним из-за нейтрализации разностей ПэАш при дальнейшем смешивании. А вот состав жидкости - меняется. Поэтому данный метод для питьевой воды скорее всего не применим. Соли менее активных металлов отдают свои катионы - эти металлы - защищаемым стенкам. Те как бы покрываются этими металлами. А высвободившиеся анионы активно движутся в сторону анода и там соединяются с атомами активного металла - к примеру магния, образуя соли магния в воде. При этом магниевый анод растворяется. Постепенно в воде идет замена солей железа на соли магния. Таким образом железо сначала растворяется в воде за счет коррозии, а после, за счет присутствия Анодной защиты снова возвращается на стенки поверхностей, с которых оно пыталось раствориться. Я не утверждаю. Это так, из интуитивных представлений о ПэАш в данном процессе. Но что защита происходит не за счет изменения ПэАш, а за счет разной химической активности металлов в электрохимическом ряду и способностью более активных металлов вытеснять менее активные из их соединений (в данном случае соединений, присутствующих в воде) - это абсолютно точно. Кстати, подобным способом защищаются и днища некоторых, а может и большинства судов. Так что это далеко не маркетинговый ход, а известное в науке и технике решение вопроса, применявшееся и применяемое по сей день в промышленном масштабе.
     
    Последнее редактирование: 16.10.14
    Влади Мир , 16.10.14
    #13 + Цитировать
  14. Влади Мир
    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957

    Влади Мир

    Живу здесь

    Влади Мир

    Живу здесь

    Регистрация:
    09.09.13
    Сообщения:
    2.621
    Благодарности:
    957
    Адрес:
    Днепропетровск
    Для меня это месяц работы. Меня не на столько интересует данный вопрос, чтобы это делать просто так.
     
    Влади Мир , 16.10.14
    #14 + Цитировать
  15. ink_house
    Регистрация:
    24.06.10
    Сообщения:
    4.430
    Благодарности:
    1.732

    ink_house

    Егор Кнопкодавович

    ink_house

    Егор Кнопкодавович

    Регистрация:
    24.06.10
    Сообщения:
    4.430
    Благодарности:
    1.732
    Адрес:
    Казахстан
    У ней объем большой. Все аналогично работает и в земле, которая тоже диэлектрик, однако замечательно проводит ток.
    Нас же в данном случае не интересуют токи в сотни ампер?

    Желающие могут провести простой опыт, взять несколько стаканов (емкостей) с водой и поместить в один гводь, в другой гвоздь с алюминиевой проволкой, в другой гвоздь с медной проволокой, в другой гвоздь с нашим анодом. Можно еще продублировать и с составом воды, если это необходимо.
    Через время всё проясниться.
     
    Последнее редактирование: 16.10.14
    ink_house , 16.10.14
    #15 + Цитировать

Смотрите также