Как защитить от коррозии медные трубы

Admin 7 февраля 2018

Катодная защита может быть неотъемлемой частью водопроводной системы в зданиях.

Возникновение в зданиях под бетонными перекрытиями (плитами) протечек, вызываемых коррозией медного трубопровода для сточных вод, является широко распространенной проблемой. В таких случаях всё чаще и чаще используется катодная защита, как экономичная альтернатива замене труб и непрерывному ремонту при постоянных протечках. Катодная защита представляет собой электрический процесс, используемый для предотвращения коррозии металла, находящегося в контакте с электролитом (сточными водами или водой). Примером распространенного применения катодной защиты от коррозии служит ее использование в обычных бойлерах (см. рис. №1).

Применение катодной защиты может значительно сократить частоту протечек или же устранить их. Herbert H. Uhlig, ученый из Массачусетского технологического института, пишет о важной роли катодной защиты в современном обществе: “Гарантия того, что в почве не появятся никакие протечки в трубопроводе, проходящем под землей и находящемся под катодной защитой, сделала транспортировку нефти и природного газа через половину американского континента экономически выполнимой задачей”.
Утечки газа и нефти из трубопроводов абсолютно неприемлемы с точки зрения безопасности окружающей среды и стоимости этих продуктов. В то же время водопроводные протечки, к сожалению, рассматриваются как рутинный вопрос, связанный с ремонтом. Такое мышление привело к огромным тратам в силу распространенности этой проблемы, предотвратить которую можно было бы катодной защитой.

Правильная конструкция системы

Чтобы быть эффективной, катодная защита должна быть правильно спроектирована; требования к ее конструкции могут меняться. Факторы, влияющие на надлежащее качество конструкции, могут быть следующими: количество металла в грунте; современные требования по защите; удельная проводимость грунта; схема трубопровода и геологические формирования, влияющие на текущее распределение; непрерывность перекачки по трубопроводу; размеры здания и потребность в потреблении электроэнергии.

Неправильное применение катодной защиты и ее неправильное сочетание с псевдонаучными техническими новинками исказили представление некоторых владельцев и менеджеров относительно использования этого метода.

Преимуществом катодной защиты является ее низкая стоимость и удобство в использовании. Она может быть установлена без каких-либо неудобств, так как все работы проводятся вне здания (типичный проект представлен на рис. 2). Катодная защита может служить дополнением к другим способам по уменьшению протечек; в то же время она не мешает вам использовать традиционный метод борьбы с ними - полную или частичную замену труб и покрытия - или же использовать трубы из новых, продвинутых материалов.


Принцип работы

Научный принцип работы катодной защиты описан в каждом учебнике по химии для средней школы. Этот принцип заключается в том, что электрический поток проходит между двумя электродами (анодом и катодом) в электролите (грунте или воде). В таких условиях электрохимические реакции должны происходить на поверхности электродов.

Окисление (коррозия) должно происходить на одном электроде (аноде), а восстановление (защита от коррозии) – на другом электроде (катоде). В катодной системе труба, которая должна быть защищена, выступает в роли катода, и на ее поверхности может произойти только безопасная реакция восстановления.

Опасная реакция окисления происходит только на отдаленно установленных анодах, которые разработаны так, чтобы использоваться в течение всего срока службы. Для достижения полной защиты у вас должно быть достаточное количество анодов, расположенных в правильном месте.

Ограничения / недостатки в применении катодной защиты

Из вышеприведенного описания, очевидно, что есть некоторые физические требования, необходимые для работы катодной защиты. Для того чтобы провести электрический поток между анодом и катодом, у вас должно быть напряжение, электрическая цепь (схема), катод, анод и электролит.

Поскольку воздух - непроводник (не является электролитом), с помощью катодов вы не сможете защитить поверхности трубопровода или устройств, которые находятся на открытом воздухе. Кроме того, вы не можете установить катодную защиту на внутренние поверхности трубопровода, т.к. непрактично тянуть аноды внутри водопроводных труб по всему зданию.

Внутренние поверхности водонагревателя местного значения вы можете защитить, т.к. физически возможно поместить анод в резервуар; защита ограничена тем, что физически может "видеть" анод; от анода защитный поток направится к катоду по пути наименьшего сопротивления, чтобы замкнуть цепь и он не спустится вниз по сети трубопровода.
Короче говоря, применение катодной защиты ограничивается защитой внешней (со стороны почвы) поверхности помещенных в грунт труб и резервуаров.

В случаях, когда коррозия металлического трубопровода в зданиях возникает от контакта с водой, могут применяться другие методы контроля над коррозией, такие как использование ингибиторов (замедлителей реакции), обшивки или обработка поверхностей.


Жизнеспособная альтернативная
Катодная защита является жизнеспособной альтернативой в борьбе с постоянной проблемой протечек под плитами из-за коррозии трубопроводов, расположенных в грунте. Ее следует использовать в дополнение к оплетке или другим покрытиям, наносимым на медные трубопроводы, расположенные в грунте. Неправильное использование катодной защиты, а также неправильная диагностика того, что действительно вызывает протечки, препятствуют ее более широкому использованию.

В отношении правильного применения катодной защиты необходимо обратиться за консультацией к опытному и надлежащим образом обученному инженеру или специалисту по вопросу коррозии.