Echipament de protectie colectiva. Scopul și proiectarea generală a echipamentului de protecție colectivă, clasificarea acestora. Reguli generale de utilizare și cerințe de siguranță atunci când se lucrează cu echipamente de protecție colectivă. Protecție catodică împotriva coroziunii - toate caracteristicile mele

Concomitent cu testele de zbor ale avionului de vânătoare ultra-mic SK-1 și cu reglajul fin al SK-2, Biroul de proiectare TsAGI, condus de Matus Ruvimovich Bisnovat, lucra și la proiectul unui avion de vânătoare greu cu două motoare SK. -Z, echipat cu motoare AM-37.

Această aeronavă urma să fie folosită pentru a escorta bombardiere și aeronave de transport care îndeplinesc misiuni importante la altitudini mari, precum și pentru a distruge ținte de mare altitudine.

După modificarea fuzelajului pentru un depozit pentru bombe (care a fost prevăzut de proiect, iar aceasta a fost principala diferență față de vânătorul experimental german Focke-Wulf 187), SK-Z a putut fi folosit ca un bombardier rapid la altitudine mare capabil să transportând bombe cu o greutate de până la 1000 kg.

Lucrările la proiect au decurs destul de repede și prima mașină a fost planificată să fie trimisă pentru testare în fabrică în toamna anului 1940.

La fel ca multe proiecte similare ale designerilor autohtoni, SK-Z a fost proiectat pentru a instala cele mai recente motoare AM-37 la mare altitudine, cu o putere de decolare de 1400-1450 CP și o putere nominală la o altitudine de 5000 m - 1250 CP.

Proiectul a fost dezvoltat imediat în două versiuni: single (principal) și dublă. Versiunea cu două locuri prevedea înlocuirea rezervorului de benzină din spatele cockpitului cu locul de muncă al operatorului radio, care stătea cu spatele la pilot.

Pentru a mări raza de zbor, sub secțiunea centrală a aripii aeronavei au fost montate două rezervoare suplimentare de combustibil cu o capacitate de 200 de litri. Rafturi pentru bombe pentru bombe aeriene de 250 kg ar putea fi, de asemenea, instalate pe aceleași puncte rigide. O altă bombă ar putea fi suspendată sub fuzelaj.

Armele de calibru mic ofensive ale aeronavei urmau să fie compuse din patru mitraliere Berezin de calibru mare, dintre care două se aflau în fuzelajul din față și două sub carlingă. În viitor, mitralierele ar putea fi înlocuite cu tunuri ShVAK de 20 mm.

Designul aeronavei urma să fie în întregime din metal. Greutatea în gol a aeronavei nu trebuie să depășească 5200 kg, iar greutatea la decolare nu trebuie să depășească 7000 kg.

În ianuarie 1940, a început construcția unei machete de dimensiune completă a aeronavei SK-Z, iar în primăvara acelui an, proiectul preliminar al luptătorului a fost revizuit de comisia NKAP prezidată de Ya.V. Smushkevich, care a inclus și A.S. Yakovlev, S.N. Shishkin și M.N. Shulzhenko.

Datorită faptului că, la acea vreme, Yakovlev își promova în producție propria aeronave cu un scop similar (I-29, BB-22), aparent, pur și simplu, avionul de vânătoare SK-Z nu avea suficient spațiu în linia lungă de „gemeni. aeronave cu motor. În orice caz, proiectul a fost returnat spre revizuire.

În februarie 1941, proiectul reproiectat, acum doar într-o versiune cu două locuri, a fost în cele din urmă „ucis” după reexaminare. În plus, aeronave similare de la designeri mult mai reputați erau pe drum - DIS Mikoyan și Gurevich și TIS Polikarpov.

Curând, M.R. Bisnovat a fost trimis la Leningrad la uzina nr. 23, unde a trebuit să se angajeze în producția de serie a avionului de luptă LaGG-3. În a doua jumătate a anului 1943, Bisnovat a fost transferat la NII-3, unde proiectează și construiește avioane pe tema „302”. După război, s-a întors la TsAGI, unde a construit mai multe copii ale aeronavei Bi-5 (B-5) cu o aripă înclinată. Începând din 1956, designerul șef M.R. Bisnovat a condus un nou subiect despre rachetele aer-aer și aer-sol, lucrând la TMZ.


Principalele caracteristici de performanță de zbor ale SK-Z*

Avionul SK-Z SK-I

An fabricatie 1940 1940

Echipaj, oameni 12

Centrală electrică 2xAM-37 2xAM-37

Puterea de decolare, CP 1400 1450**

cotat la H=5000 m, CP 1250 1250

Viteza maximă în apropierea solului, km/h 555 535

maxim la altitudine, km/h 700 680

Timp de urcare 5000 m, min. 18.5 19.2

Tavan practic, m 11000 11000

Raza de zbor, km 1500 900

Suprafata aripii, m2 23,79 24,54

Greutate la decolare, kg 6995 7180

Greutatea aeronavei goale, kg 5102 5200

Capacitate combustibil, kg 1600 1100***

* date calculate

** amplificat de boost

*** fără rezervoare suspendate

Una dintre metodele frecvent utilizate de protecție electrochimică a diferitelor structuri metalice împotriva ruginii este protecția catodică. În cele mai multe cazuri, este utilizat împreună cu aplicarea de acoperiri speciale pe suprafețele metalice.

1 Informații generale despre protecția catodică

O astfel de protecție a metalelor a fost descrisă pentru prima dată în anii 1820 de Humphry Davy. Pe baza rapoartelor sale, în 1824, pe nava HMS Samarang, teoria furnizată a fost testată. Pe placa de cupru a navei au fost instalate protectori de anozi de fier, ceea ce a redus semnificativ rata de ruginire a cuprului. Tehnica a început să fie dezvoltată, iar astăzi catodul de toate tipurile de structuri metalice (conducte, piese auto etc.) este recunoscut ca fiind cel mai eficient și utilizat pe scară largă.

În condiții industriale, o astfel de protecție a metalelor (este adesea numită polarizare catodică) se realizează folosind două metode principale.

  1. Structura, care este protejată de distrugere, este conectată la o sursă de curent externă. În acest caz, produsul metalic acționează ca un catod. Și anozii sunt electrozi suplimentari inerți. Această tehnică este de obicei folosită pentru a proteja conductele, fundațiile metalice sudate și platformele de foraj.
  2. Polarizare catodica de tip galvanic. Cu această schemă, structura metalică este în contact cu un metal care are un potențial electronegativ mai mare (aluminiu, magneziu, aliaje de aluminiu, zinc). În acest caz, anodul se referă la ambele metale (principal și de protecție). Dizolvarea (adică un proces pur electrochimic) a unui material electronegativ duce la curgerea curentului catodic necesar prin produsul protejat. În timp, metalul „protector” este complet distrus. Polarizarea galvanică este eficientă pentru structurile care au un strat izolator, precum și pentru produse metalice relativ mici.

Prima tehnică a găsit o utilizare pe scară largă în întreaga lume. Este destul de simplu și fezabil din punct de vedere economic, făcând posibilă protejarea metalului de coroziunea generală și de multe dintre varietățile sale - coroziunea intergranulară a oțelului inoxidabil, pitting, fisurarea produselor din alamă cauzate de tensiunile sub care funcționează.

Circuitul galvanic a găsit o utilizare mai mare în SUA. La noi in tara este folosit mai rar, desi eficacitatea sa este mare. Utilizarea limitată a protecției sacrificiale a metalelor în Rusia se datorează faptului că multe conducte din țara noastră nu au un strat special aplicat, iar aceasta este o condiție prealabilă pentru implementarea tehnicilor galvanice anticorozive.

2 Cum funcționează polarizarea catodică standard a metalelor?

Protecția împotriva coroziunii catodice se realizează prin utilizarea curentului suprapus. Este alimentat structurii de la un redresor sau altă sursă de curent (extern), unde curentul alternativ de frecvență industrială este modificat în curentul continuu necesar. Obiectul protejat este conectat la curent redresat (la polul „minus”). Structura este astfel un catod. Împământarea anodică (al doilea electrod) este conectată la „plus”.

Este important să existe un contact electrolitic și electronic bun între electrodul secundar și structură. Prima este asigurată de sol, unde sunt scufundate anodul și obiectul protejat. În acest caz, solul acționează ca un mediu electrolitic. Contactul electronic se realizează folosind conductori din materiale metalice.

Reglarea protecției anticorozive catodice se realizează prin menținerea potențialului de protecție dintre mediul electrolitic și indicatorul de potențial de polarizare (sau structura însăși) la o valoare strict definită. Indicatorul este măsurat cu un voltmetru cu o scară de înaltă rezistență.

Aici este necesar să înțelegem că potențialul are nu numai o componentă de polarizare, ci și o altă componentă - o scădere a tensiunii (ohmice). Această scădere se produce datorită curgerii curentului catodic prin rezistența efectivă. Mai mult, calitatea protecției catodice depinde numai de polarizarea de pe suprafața produsului, care este protejată de rugină. Din acest motiv, se disting două caracteristici ale securității unei structuri metalice - potențialul cel mai mare și cel mai scăzut de polarizare.

Reglarea eficientă a polarizării metalelor, ținând cont de toate cele de mai sus, devine posibilă în cazul în care indicatorul componentei ohmice este exclus din valoarea diferenței de potențial rezultată. Acest lucru poate fi realizat folosind un circuit special pentru măsurarea potențialului de polarizare. Nu îl vom descrie în cadrul acestui articol, deoarece este plin cu mulți termeni și concepte specializate.

De regulă, tehnologia catodică este utilizată împreună cu aplicarea de materiale speciale de protecție pe suprafața exterioară a produselor protejate împotriva coroziunii.

Pentru a proteja conductele neizolate și alte structuri, este necesar să se utilizeze curenți semnificativi, ceea ce este neprofitabil din punct de vedere economic și dificil din punct de vedere tehnic.

3 Protecția catodică a elementelor vehiculului

Coroziunea este un proces activ și foarte agresiv. Protecția de înaltă calitate a componentelor auto împotriva ruginii cauzează multe probleme pasionaților de mașini. Toate vehiculele fără excepție sunt supuse distrugerii corozive, deoarece ruginirea începe chiar și atunci când apare o mică zgârietură pe vopseaua mașinii.

Tehnologia catodă pentru protejarea unei mașini împotriva coroziunii este destul de comună în zilele noastre. Se folosește împreună cu utilizarea tuturor tipurilor de mastice. Această tehnică se referă la aplicarea potențialului electric pe suprafața unei anumite piese auto, ceea ce duce la o inhibare eficientă și pe termen lung a ruginii.

În protecția vehiculului descris, catodul este plăci speciale care sunt plasate pe componentele sale cele mai vulnerabile. Iar rolul anodului este jucat de caroseria mașinii. O astfel de distribuție a potențialelor asigură integritatea corpului mașinii, deoarece numai plăcile catodice sunt distruse, iar metalul de bază nu se corodează.

Punctele vulnerabile ale unui vehicul care pot fi protejate prin metoda catodică sunt înțelese ca:

  • părțile din spate și din față ale fundului;
  • pasaj roții din spate;
  • zone de fixare a luminilor laterale și a farurilor;
  • articulații aripă-roată;
  • zonele interioare ale ușilor și pragurilor;
  • spațiu în spatele apărătorilor roții (față).

Pentru a proteja mașina, trebuie să achiziționați un modul electronic special (unii meșteri îl fac singuri) și plăci de protecție. Modulul este montat în interiorul mașinii și conectat la rețeaua de bord (trebuie alimentat când motorul mașinii este oprit). Instalarea dispozitivului durează literalmente 10-15 minute. În plus, necesită un minim de energie și garantează o protecție anticorozivă de foarte înaltă calitate.

Plăcile de protecție pot fi de diferite dimensiuni. Numărul lor diferă și în funcție de locul în care sunt montate în mașină, precum și de parametrii geometrici ai electrodului. În practică, cu cât dimensiunea electrodului este mai mică, cu atât aveți nevoie de mai puține plăci.

Protecția împotriva coroziunii mașinii prin metoda catodică se realizează și în alte moduri relativ simple. Cel mai de bază este să conectați firul pozitiv al bateriei mașinii la un garaj metalic obișnuit. Vă rugăm să rețineți că trebuie să utilizați o rezistență pentru conectare.

4 Protecția conductelor prin metoda polarizării catodice

Depresurizarea conductelor de diverse scopuri are loc în multe cazuri din cauza distrugerii lor prin coroziune cauzată de apariția rupurilor, fisurilor și cavităților. Comunicațiile subterane sunt deosebit de sensibile la rugină. Pe ele se formează zone cu potențiale diferite (electrozi), ceea ce este cauzat de eterogenitatea solului și de compoziția eterogenă a metalelor din care sunt realizate conductele. Datorită apariției acestor zone, începe procesul de formare activă a componentelor galvanice corozive.

Polarizarea catodă a conductelor, realizată conform schemelor descrise la începutul articolului (galvanizare sau o sursă de energie externă), se bazează pe reducerea vitezei de dizolvare a materialului conductei în timpul funcționării lor. O astfel de reducere se realizează prin deplasarea potențialului de coroziune într-o zonă care are mai mulți indicatori negativi în raport cu potențialul natural.

În prima treime a secolului al XX-lea, a fost determinat potențialul de polarizare catodică a metalelor. Indicatorul său este de -0,85 volți. În majoritatea solurilor, potențialul natural al structurilor metalice este în intervalul -0,55 până la -0,6 volți.

Aceasta înseamnă că pentru a proteja eficient conductele, este necesar să se „mute” potențialul de coroziune în partea negativă cu 0,25-0,3 volți. Cu o asemenea amploare, efectul practic al ruginii asupra stării comunicațiilor este aproape complet nivelat (coroziunea pe an are o rată de cel mult 10 micrometri).

Tehnica care utilizează o sursă de curent (externă) este considerată intensivă în muncă și destul de complexă. Dar oferă un nivel ridicat de protecție pentru conducte, resursa sa energetică nu este limitată de nimic, iar rezistența (specifică) solului are un impact minim asupra calității măsurilor de protecție.

Sursele de energie pentru polarizarea catodică sunt de obicei linii electrice aeriene la 0,4; 6 și 10 kV. În zonele în care nu există, este permisă utilizarea ca surse de energie a generatoarelor pe gaz, termice și diesel.

Curentul „protector” este distribuit inegal pe lungimea conductelor. Cea mai mare valoare a sa se notează la așa-numitul punct de drenaj - în locul unde este conectată sursa. Cu cât distanța de la acest punct este mai mare, cu atât conductele sunt mai puțin protejate. În același timp, curentul excesiv direct în zona de conectare are un efect negativ asupra conductei - există o probabilitate mare de fisurare a metalelor cu hidrogen.

Metoda folosind anozi galvanici demonstrează o eficiență bună în soluri cu rezistivitate scăzută (până la 50 ohm*m). Nu este utilizat în solurile din grupa de rezistivitate ridicată, deoarece nu dă rezultate deosebite. Merită adăugat aici că anozii sunt fabricați din aliaje pe bază de aluminiu, magneziu și zinc.

5 Pe scurt despre stațiile de protecție catodică (CPS)

Pentru protecția anticorozivă a conductelor așezate în subteran, SCP-urile sunt instalate de-a lungul traseului lor, inclusiv:

  • împământare anodică;
  • sursa actuala;
  • punct de control și măsurare;
  • cabluri și fire care îndeplinesc funcții de conectare.

Stațiile sunt conectate la rețele electrice sau la dispozitive autonome. Este permisă instalarea mai multor conexiuni de împământare și surse de energie la VCS atunci când două sau mai multe conducte sunt așezate într-un coridor subteran. Acest lucru implică însă o creștere a costurilor pentru măsurile anticoroziune.

Dacă pe comunicații cu mai multe linii este instalată o singură instalație, conectarea acesteia la conducte se realizează folosind blocuri speciale. Ele nu permit formarea de cupluri galvanice puternice care apar la instalarea jumperilor oarbe pe produsele din conducte. Aceste blocuri izolează conductele unele de altele și, de asemenea, fac posibilă selectarea potențialului necesar pe fiecare element de conductă, garantând o protecție maximă a structurii împotriva ruginii.

Tensiunea de ieșire la stațiile catodice poate fi reglată automat (instalația în acest caz este echipată cu tiristoare) sau manual (operatorul comută înfășurările transformatorului dacă este necesar). În situațiile în care VSC-urile funcționează în condiții variabile în timp, se recomandă operarea stațiilor cu reglare automată a tensiunii.

Ei înșiși monitorizează rezistența solului (specific), apariția curenților vagabonzi și alți factori care au un impact negativ asupra calității protecției și corectează automat funcționarea VS. Dar în sistemele în care curentul de protecție și valoarea rezistenței din circuitul său rămân neschimbate, este mai bine să utilizați setările cu reglarea manuală a tensiunii de ieșire.

Să adăugăm că reglarea în modul automat se efectuează conform unuia dintre cei doi indicatori:

  • curent de protectie (convertoare galvanostatice);
  • în funcţie de potenţialul obiectului care este protejat (convertoare potenţiostatice).

6 Informații despre stațiile de protecție catodică cunoscute

Printre VCS-urile domestice populare se pot distinge mai multe instalații. Stația este la mare căutare Minerva–3000– un sistem puternic dezvoltat de inginerii francezi și ruși pentru instalațiile Gazprom. O singură Minerva este suficientă pentru a proteja în mod fiabil până la 30 de kilometri de conducte de rugina. Stația are următoarele avantaje principale:

  • fabricabilitatea unică a tuturor componentelor sale;
  • putere crescută a VCS (este posibil să se protejeze comunicațiile cu un strat de protecție foarte slab);
  • autovindecare (după supraîncărcări de urgență) a modurilor de funcționare a stației timp de 15 secunde;
  • disponibilitatea echipamentelor digitale de înaltă precizie pentru monitorizarea condițiilor de funcționare și a unui sistem de control termic;
  • prezența circuitelor de protecție împotriva supratensiunii circuitelor de măsurare și de intrare;
  • absența pieselor mobile și etanșeitatea dulapului electric.

În plus față de Minerva–3000 puteți conecta instalații pentru controlul de la distanță asupra funcționării stației și controlul de la distanță al echipamentului acesteia.

Sistemele au și performanțe tehnice excelente ASKG-TM– stații adaptive telemecanizate moderne pentru protecția cablurilor electrice, a conductelor urbane și principale, precum și a rezervoarelor în care sunt depozitate gaze și produse petroliere. Astfel de dispozitive sunt disponibile cu puteri de ieșire diferite (de la 1 la 5 kilowați). Au un complex de telemetrie multifuncțional care vă permite să selectați un mod de operare VCS specific, să monitorizați și să modificați parametrii stației, precum și să procesați informațiile primite și să le trimiteți operatorului.

Beneficiile utilizării ASKG-TM:

  • posibilitatea de integrare în complexe SCADA datorită suportului tehnologiei OPC;
  • canal de rezervă și principal de comunicare;
  • selectarea valorii puterii (ieșire);
  • toleranță crescută la erori;
  • gamă largă de temperatură de funcționare;
  • precizie unică a setarii parametrilor de ieșire;
  • protecția la tensiune a ieșirilor de putere a sistemului.

Există SKZ și alte tipuri, informații despre care sunt ușor de găsit pe site-uri specializate de pe Internet.

7 Ce obiecte pot fi protejate folosind polarizarea catodica?

Pe lângă protecția mașinilor și conductelor, tehnicile de polarizare luate în considerare sunt utilizate în mod activ pentru a proteja armăturile incluse în structurile din beton armat (clădiri, dotări rutiere, fundații etc.) împotriva coroziunii. De obicei, fitingurile sunt un singur sistem electric, care se corodează în mod activ atunci când clorurile și apa intră în el.

Polarizarea catodă în combinație cu igienizarea betonului oprește procesele de coroziune. În acest caz, este necesar să folosiți două tipuri de anozi:

  • cele principale sunt fabricate din titan, grafit sau combinația lor cu un strat de oxid de metal, precum și fontă siliconică;
  • tije de distribuție – tije din aliaje de titan cu un strat suplimentar de protecție metalică sau cu un înveliș nemetalic conductiv electric.

Prin reglarea curentului extern furnizat structurii din beton armat se selectează potențialul armăturii.

Polarizarea este considerată o tehnică indispensabilă pentru protecția structurilor permanente situate pe platforma continentală, în zăcămintele de gaze și petrol. Învelișurile de protecție inițiale de pe astfel de obiecte nu pot fi restaurate (necesită demontare și transport în hangare uscate), ceea ce înseamnă că mai rămâne o singură opțiune - protecția catodică a metalelor.

Pentru a proteja împotriva coroziunii maritime, polarizarea galvanică a navelor civile este utilizată folosind anozi din aliaje de zinc, magneziu și aluminiu. La mal (în timpul reparațiilor și acostărilor), navele sunt conectate la SCZ, anozii pentru care sunt fabricați din titan platinizat.

Protecția catodică este, de asemenea, utilizată pentru a proteja împotriva distrugerii părților interne ale vaselor și containerelor, precum și a conductelor care vin în contact cu apele uzate industriale și alți electroliți agresivi. Polarizarea în acest caz crește timpul de utilizare fără întreținere a acestor structuri de 2-3 ori.

SCP-urile sunt concepute pentru a proteja oamenii de factorii dăunători ai situațiilor de urgență în timp de pace și război. În funcție de gradul de mobilitate, acestea se împart în:

Staționare (structuri de protecție);

Mobil (echipamente de transport și inginerie). Structuri de protectie (PS) dupa gradul de protectie

divizat in:

Adăposturi;

Adăposturi antiradiații (PRU);

Cele mai simple adăposturi (PU).

ES în funcție de locație poate fi încorporat (în subsoluri și subsoluri) sau autoportant (îngropat în pământ) la o distanță mai mare decât înălțimea celor mai apropiate structuri.

Adăposturile ermetice au cele mai mari proprietăți de protecție, asigurând siguranța oamenilor în toate situațiile de urgență (cu excepția inundațiilor).

Construcția unui adăpost tipic:

Spații pentru cazarea persoanelor, dotate cu locuri pentru șezut și culcat (capacitatea adăpostului este determinată de acestea);

Tamburi și uși etanșe de securitate;

Instalatii sanitare (dusuri, toalete, chiuvete etc.);

Compartiment diesel (cu centrală de rezervă);

Unitate de ventilație cu filtru (FVU) cu un dispozitiv de admisie a aerului plasat deasupra suprafeței terasamentului de pământ al adăpostului;

- instalații de depozitare a materialelor, unde sunt livrate produse alimentare, rezerve de apă potabilă, echipamente de protecție, dispozitive de monitorizare (chimică) a radiațiilor și alte echipamente necesare;

Centru medical.

FVU este destinat pentru:

    purificarea aerului din diverși poluanți (gaze și aerosoli);

    ventilarea camerei;

    creând presiunea aerului atmosferic.

Etanșeitatea adăpostului se realizează prin presurizarea aerului atmosferic, adică. creând un exces de presiune a aerului în interior, depășind presiunea atmosferică cu câțiva milimetri de coloană de apă.

Tamburele și ușile sigilate de protecție asigură păstrarea etanșeității adăpostului și împiedică pătrunderea impurităților dăunătoare în adăpost la intrarea (ieșirea) oamenilor.

Aerul atmosferic este pompat în adăpost în cantitate de 8...13 m 3 pe oră per persoană adăpostită.

Orele de funcționare și pregătirea adăposturilor

În funcție de urgența specifică și de situația din zonă, în adăpost sunt utilizate următoarele moduri de funcționare:

- „ventilație curată” - pe semnalul „Raid aerian”. Aerul este purificat folosind un filtru grosier și pompat în adăpost. Filtrul grosier conține așchii de metal umeziți cu uleiuri minerale și captează particule mari;

- „ventilație cu filtru” - conform semnalelor „Alarma chimică” și „Pericol de radiații”. Aerul este filtrat suplimentar prin pompare prin filtre-absorbante FVU;

- „izolare completă” („regenerare”) - la instalații situate în zone cu concentrații mari de substanțe periculoase sau incendii severe (aerul atmosferic are un conținut scăzut de oxigen). În astfel de facilități, în adăposturi sunt instalate suplimentar unități de regenerare, care absorb dioxidul de carbon expirat și vaporii de apă și îmbogățesc aerul cu oxigen legat chimic.

Toate adăposturile au un dublu scop: adăpost și parcare subterană; adăpost și sală de sport etc.

Dacă este necesar, adăposturile sunt pregătite pentru a primi oameni: sunt dotate cu locuri de culcare (paturi de soldați pe 2 niveluri) și se aduc scaune, medicamente și echipament individual de protecție, se completează seturi de instrumente și instrumente conform fișei echipamentului. Toate bunurile care interferează cu cazarea oamenilor sunt îndepărtate din incintă. Sunt verificate sistemele de aer, apă, electricitate și comunicații; etanșeitatea adăpostului.

Organizarea adăposturilor de deservire este încredințată serviciului de adăposturi al întreprinderii, care alocă pentru fiecare adăpost o unitate (grup) de serviciu, condusă de un comandant, care este comandantul adăpostului.

A. G. Semenov, general director, JV "Elkon", G. Chişinău; L. P. Sysa, conducere inginer De ECP, NPK "Vector", G. Moscova

Introducere

Statiile de protectie catodica (CPS) sunt un element necesar al sistemului de protectie electrochimica (sau catodica) (ECP) al conductelor subterane impotriva coroziunii. Atunci când aleg VCS, aceștia pornesc cel mai adesea de la cel mai mic cost, ușurință în service și calificarea personalului lor de operare. Calitatea echipamentului achiziționat este de obicei dificil de evaluat. Autorii propun să ia în considerare parametrii tehnici ai SCZ specificati în pașapoarte, care determină cât de bine va fi îndeplinită sarcina principală de protecție catodică.

Autorii nu și-au urmărit scopul de a se exprima într-un limbaj strict științific în definirea conceptelor. În procesul de comunicare cu personalul serviciilor ECP, ne-am dat seama că este necesar să îi ajutăm pe acești oameni să sistematizeze termenii și, mai important, să le dăm o idee despre ceea ce se întâmplă atât în ​​rețeaua electrică, cât și în VCP în sine. .

SarcinăECP

Protecția catodică se realizează atunci când curentul electric curge din SCZ printr-un circuit electric închis format din trei rezistențe conectate în serie:

· rezistența solului între conductă și anod; I rezistența la răspândirea anodului;

· rezistența la izolarea conductelor.

Rezistența solului dintre țeavă și anod poate varia foarte mult în funcție de compoziție și de condițiile externe.

Anodul este o parte importantă a sistemului ECP și servește ca element consumabil, a cărui dizolvare asigură însăși posibilitatea implementării ECP. Rezistența sa crește constant în timpul funcționării datorită dizolvării, scăderii suprafeței efective de lucru și formării de oxizi.

Să luăm în considerare conducta metalică în sine, care este elementul protejat al ECP. Exteriorul conductei metalice este acoperit cu izolație, în care se formează fisuri în timpul funcționării din cauza efectelor vibrațiilor mecanice, schimbărilor sezoniere și zilnice de temperatură etc. Umiditatea pătrunde prin fisurile formate în izolația hidro- și termică a conductei și are loc contactul metalului țevii cu pământul, formând astfel un cuplu galvanic care facilitează îndepărtarea metalului din țeavă. Cu cât mai multe fisuri și dimensiunile lor, cu atât mai mult metal este îndepărtat. Astfel, apare coroziunea galvanică în care curge un curent de ioni metalici, adică. electricitate.

Deoarece curentul curge, a apărut o idee grozavă de a lua o sursă de curent externă și de a o porni pentru a îndeplini acest curent, datorită căruia metalul este îndepărtat și se produce coroziune. Dar se pune întrebarea: ce amploare ar trebui dat acest curent creat de om? Se pare că plus și minus dau curent de îndepărtare a metalului zero. Cum se măsoară acest curent? Analiza a arătat că tensiunea dintre țeava metalică și pământ, i.e. pe ambele părți ale izolației, ar trebui să fie între -0,5 și -3,5 V (această tensiune se numește potențial de protecție).

SarcinăSKZ

Sarcina SCP nu este doar de a furniza curent în circuitul ECP, ci și de a-l menține astfel încât potențialul de protecție să nu depășească limitele acceptate.

Deci, dacă izolația este nouă și nu a fost deteriorată, atunci rezistența sa la curentul electric este mare și este necesar un curent mic pentru a menține potențialul necesar. Pe măsură ce izolația îmbătrânește, rezistența acesteia scade. În consecință, curentul de compensare necesar de la SCZ crește. Va crește și mai mult dacă apar fisuri în izolație. Stația trebuie să fie capabilă să măsoare potențialul de protecție și să își modifice curentul de ieșire în consecință. Și nimic mai mult, din punctul de vedere al sarcinii ECP, nu este necesar.

ModurimuncăSKZ

Pot exista patru moduri de operare ale ECP:

· fără stabilizarea valorilor curentului sau tensiunii de ieșire;

· I stabilizarea tensiunii de iesire;

· stabilizarea curentului de ieșire;

· I stabilizarea potenţialului de protecţie.

Să spunem imediat că în gama acceptată de modificări ale tuturor factorilor de influență, implementarea sarcinii ECP este pe deplin asigurată numai atunci când se utilizează al patrulea mod. Care este acceptat ca standard pentru modul de operare VCS.

Senzorul de potențial oferă stației informații despre nivelul potențialului. Stația își schimbă curentul în direcția dorită. Problemele incep din momentul in care este necesara instalarea acestui potential senzor. Trebuie să îl instalați într-o anumită locație calculată, trebuie să săpați un șanț pentru cablul de conectare între stație și senzor. Oricine a făcut vreo comunicare în oraș știe ce bătaie de cap este. În plus, senzorul necesită întreținere periodică.

În condițiile în care apar probleme cu modul de funcționare cu potențial feedback, procedați după cum urmează. La utilizarea celui de-al treilea mod, se presupune că starea izolației pe termen scurt se schimbă puțin și rezistența acesteia rămâne practic stabilă. Prin urmare, este suficient să asigurăm un flux de curent stabil printr-o rezistență de izolație stabilă și obținem un potențial de protecție stabil. Pe termen mediu și lung, ajustările necesare pot fi făcute de un alinier special instruit. Primul și al doilea mod nu impun cerințe mari pentru VCS. Aceste stații sunt simple ca proiectare și, prin urmare, ieftine, atât pentru fabricare, cât și pentru exploatare. Se pare că această împrejurare determină utilizarea unui astfel de SCZ în ECP a obiectelor situate în condiții de activitate corozivă scăzută a mediului. Dacă condițiile externe (starea de izolație, temperatură, umiditate, curenți vagabonzi) se modifică în măsura în care se formează un mod inacceptabil la obiectul protejat, aceste stații nu își pot îndeplini sarcina. Pentru ajustarea modului lor, este necesară prezența frecventă a personalului de întreținere, în caz contrar sarcina ECP este parțial finalizată.

CaracteristiciSKZ

În primul rând, VCS trebuie selectat pe baza cerințelor stabilite în documentele de reglementare. Și, probabil, cel mai important lucru în acest caz va fi GOST R 51164-98. În Anexa „I” la acest document se precizează că eficiența stației trebuie să fie de cel puțin 70%. Nivelul de interferență industrială creat de RMS nu trebuie să depășească valorile specificate de GOST 16842, iar nivelul armonicilor la ieșire trebuie să respecte GOST 9.602.

Pașaportul SPS indică de obicei: I puterea de ieșire nominală;

Eficiență la puterea nominală de ieșire.

Puterea nominală de ieșire este puterea pe care o stație o poate furniza la sarcina nominală. De obicei, această sarcină este de 1 ohm. Eficiența este definită ca raportul dintre puterea nominală de ieșire și puterea activă consumată de stație în modul nominal. Și în acest mod, eficiența este cea mai mare pentru orice stație. Cu toate acestea, majoritatea VCS-urilor nu funcționează în modul nominal. Factorul de sarcină de putere variază de la 0,3 la 1,0. În acest caz, eficiența reală pentru majoritatea stațiilor produse astăzi va scădea considerabil pe măsură ce puterea de ieșire scade. Acest lucru este vizibil în special pentru transformatoarele SSC care folosesc tiristoare ca element de reglare. Pentru RMS fără transformator (de înaltă frecvență), scăderea eficienței cu o scădere a puterii de ieșire este semnificativ mai mică.

O vedere generală a schimbării eficienței pentru VMS de diferite modele poate fi văzută în figură.

Din fig. Se vede ca daca folosesti o statie, de exemplu, cu o eficienta nominala de 70%, atunci fii pregatit pentru faptul ca ai irosit inutil inca 30% din energia electrica primita din retea. Și acesta este în cel mai bun caz al puterii nominale de ieșire.

Cu o putere de ieșire de 0,7 din valoarea nominală, ar trebui să fii pregătit pentru faptul că pierderile de energie electrică vor fi egale cu energia utilă cheltuită. Unde se pierde atâta energie?

· pierderi ohmice (termice) în înfăşurările transformatoarelor, bobinelor şi în elementele circuitului activ;

· costuri energetice pentru funcţionarea circuitului de control al staţiei;

· pierderi de energie sub formă de emisie radio; pierderea energiei de pulsație a curentului de ieșire al stației pe sarcină.

Această energie este radiată în pământ de la anod și nu produce muncă utilă. Prin urmare, este atât de necesar să folosiți stații cu un coeficient de pulsație scăzut, altfel se irosește energie scumpă. Nu numai că pierderile de energie electrică cresc la niveluri ridicate de pulsație și emisie radio, dar în plus, această energie disipată inutil interferează cu funcționarea normală a unui număr mare de echipamente electronice situate în zona înconjurătoare. Pașaportul SKZ indică și puterea totală necesară, să încercăm să înțelegem acest parametru. SKZ preia energie din rețeaua electrică și face acest lucru în fiecare unitate de timp cu aceeași intensitate pe care i-am permis să o facă cu butonul de reglare de pe panoul de control al stației. Desigur, puteți lua energie din rețea cu o putere care nu depășește puterea chiar a acestei rețele. Și dacă tensiunea din rețea se modifică sinusoidal, atunci capacitatea noastră de a prelua energie din rețea se schimbă sinusoidal de 50 de ori pe secundă. De exemplu, în momentul în care tensiunea rețelei trece prin zero, nu poate fi luată energie de la ea. Cu toate acestea, când sinusoidul de tensiune atinge maximul, atunci în acel moment capacitatea noastră de a prelua energie din rețea este maximă. În orice alt moment, această oportunitate este mai mică. Astfel, se dovedește că în orice moment puterea rețelei diferă de puterea sa în momentul următor. Aceste valori de putere se numesc putere instantanee la un moment dat și acest concept este dificil de utilizat. Prin urmare, am convenit asupra conceptului de așa-numită putere efectivă, care este determinată dintr-un proces imaginar în care o rețea cu o schimbare de tensiune sinusoidală este înlocuită cu o rețea cu o tensiune constantă. Când am calculat valoarea acestei tensiuni constante pentru rețelele noastre electrice, s-a dovedit a fi 220 V - a fost numită tensiune efectivă. Și valoarea maximă a sinusoidei de tensiune a fost numită tensiune de amplitudine și este egală cu 320 V. Prin analogie cu tensiunea, a fost introdus conceptul de valoare efectivă a curentului. Produsul dintre valoarea tensiunii efective și valoarea curentului efectiv se numește consumul total de energie, iar valoarea acestuia este indicată în pașaportul RMS.


Și puterea maximă din VCS în sine nu este utilizată pe deplin, deoarece conține diverse elemente reactive care nu irosesc energie, dar o folosesc ca și cum ar crea condiții pentru ca restul energiei să treacă în sarcină și apoi să returneze această energie de reglare înapoi în rețea. Această energie returnată se numește energie reactivă. Energia care este transferată la sarcină este energie activă. Parametrul care indică relația dintre energia activă care trebuie transferată la sarcină și energia totală furnizată la VMS se numește factor de putere și este indicat în pașaportul stației. Și dacă ne coordonăm capacitățile cu capacitățile rețelei de aprovizionare, i.e. sincron cu modificarea sinusoidală a tensiunii rețelei, luăm putere de la ea, atunci acest caz se numește ideal și factorul de putere al VMS care funcționează cu rețeaua în acest fel va fi egal cu unitatea.

Stația trebuie să transfere energia activă cât mai eficient posibil pentru a crea un potențial de protecție. Eficiența cu care SKZ face acest lucru este evaluată prin factorul de eficiență. Câtă energie cheltuiește depinde de metoda de transmitere a energiei și de modul de funcționare. Fără a intra în acest domeniu extins pentru discuții, vom spune doar că SSC-urile pentru transformator și transformator-tiristor și-au atins limita de îmbunătățire. Nu au resursele necesare pentru a-și îmbunătăți calitatea muncii. Viitorul aparține VMS de înaltă frecvență, care devin din ce în ce mai fiabile și mai ușor de întreținut în fiecare an. În ceea ce privește eficiența și calitatea muncii lor, ei își depășesc deja predecesorii și au o mare rezervă de îmbunătățire.

Consumatorproprietăți

Proprietățile de consum ale unui astfel de dispozitiv precum SKZ includ următoarele:

1. Dimensiuni, greutate Și putere. Probabil că nu este cazul să spunem că cu cât stația este mai mică și mai ușoară, cu atât costurile pentru transportul și instalarea ei sunt mai mici, atât în ​​timpul instalării, cât și al reparațiilor.

2. Mentenabilitatea. Capacitatea de a înlocui rapid o stație sau un ansamblu la fața locului este foarte importantă. Cu reparatii ulterioare in laborator, i.e. principiul modular de construcție a VCS.

3. Comoditate V serviciu. Ușurința întreținerii, pe lângă ușurința transportului și reparației, este determinată, în opinia noastră, de următoarele:

prezența tuturor indicatorilor și instrumentelor de măsurare necesare, abilitatea de a controla și monitoriza de la distanță modul de funcționare al VCS.

concluzii

Pe baza celor de mai sus, se pot face câteva concluzii și recomandări:

1. Stațiile de transformare și tiristoare-transformatoare sunt iremediabil depășite din toate punctele de vedere și nu îndeplinesc cerințele moderne, în special în domeniul economisirii energiei.

2. O statie moderna trebuie sa aiba:

· randament ridicat pe toata gama de sarcina;

· factor de putere (cos I) nu mai mic de 0,75 pe întregul domeniu de sarcină;

· factorul de ondulare a tensiunii de ieșire nu mai mult de 2%;

· gama de reglare a curentului si tensiunii de la 0 la 100%;

· corp usor, durabil si compact;

· principiul construcției modulare, i.e. au o întreținere ridicată;

· I eficienta energetica.

Alte cerințe pentru stațiile de protecție catodică, cum ar fi protecția împotriva supraîncărcărilor și scurtcircuitelor; întreținerea automată a unui anumit curent de sarcină - și alte cerințe sunt în general acceptate și obligatorii pentru toate VCS.

In concluzie, oferim consumatorilor un tabel care compara parametrii principalelor statii de protectie catodica produse si aflate in utilizare. Pentru comoditate, tabelul prezintă stații de aceeași putere, deși mulți producători pot oferi o gamă întreagă de stații produse.