ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Д История катодной защиты из "Катодная защита от коррозии " Античные сооружения из железа обычно не имеют ржавчины или лишь незначительно поражены ржавлением. Это можно предположительно объяснить чистотой атмосферы в прошлые столетия при таком ее составе на поверхности металла могла образовываться тонкая прочно держащаяся пленка окислов [16]. Такая пленка нередко оказывается стойкой даже и в теперешней агрессивной атмосфере промышленных стран. Часто долговечность металлов определяется условиями первого коррозионного воздействия [17]. Наиболее известным примером является колонна Кутуб в Дели, которая была построена в 410 г. н.э. из крупных железных криц, соединенных ручной ковкой молотками. В сухом и чистом воздухе она и до настоящего времени не имеет следов ржавчины, но в грунте поражена коррозией в виде раковин. Образец железа чистотой 99,7 % был доставлен в Англию, где он проржавел столь же быстро, как и любое другое сварочное железо. [c.30] В Европе и Индии железную крицу получали в малых так называемых кричных печах на древесном угле с воздушным дутьем, подаваемым при помощи меха, причем одна плавка давала не более 8—10 кг кузнечного железа в Китае развитие пошло по другому пути. Китайцы уже к 200 г, до н. э. использовали антрацит и таким путем получали литейный чугун, из которого они обычно изготовляли изделия, нужные в хозяйстве, например лемеха плугов, большие вазы или чугунные сосуды (котлы). Техника чугунного литья появилась в Европе только в конце 14-го столетия. Обзор развития технологии получения железа [18] и защиты его от коррозии [19—21] представлен в табл. 1.1. [c.30] деготь, сажа, пчелиный воск и зернистый шеллак были названы около 1670 г. в британских патентах как средства для защиты днищ судов от гниения и древесных червей. Видимо, деготь и сажа играли в то время вообще очень важную роль как черная краска для судов. В конце 17-го века один английский изобретатель смешал железную стружку с дегтем и получил из этой смеси с применением асфальта и битума лак для окрашивания судостроительного дерева. Аналогичными средствами, по-видимому, достигалась консервация и железных изделий по крайней мере воронение железа в масле или воске было известно уже давно. [c.30] Идея защиты железа и стали от коррозии нашла снова повсеместное признание только в 18-м веке [10, 20]. Первые близкие к нашему времени сообщения об окрашивании для защиты от ржавления были опубликованы в Политехническом журнале Динглера в 1822 г. Там предлагалось покрывать стальные детали лаком, смолой или деревянным маслом. В 1847 г. по-видимому уже был известен и основной принцип любой технологии окрашивания тщательная очистка металлической поверхности перед нанесением слоя краски. В 1885 г. было рекомендовано применять грунтовку суриком [10]. В США лаки и краски из каменноугольной смолы использовали для защиты чугуна и стали в судостроении примерно с 1860 г., первоначально только для внутренней поверхности стальных судов. В 1892 г. на наружной поверхности крупного плавучего дока впервые была применена пассивная защита от коррозии. Ворота, шлюзы и затворы плотин на Панамском канале в 1912 г. были окрашены распылением краской на основе каменноугольной смолы. [c.31] Сила притяжения к натертому янтарю и некоторые другие проявления электричества были известны уже в древности. По гвоздям из обломков одного старого судна стало известно, что римляне уже знали о контактной коррозии, связанной с протеканием электрического тока. Для защиты от червей-древоточцев на деревянных досках античных гребных судов применяли покрытия из свинцовых пластин, прикрепленных медными гвоздями. Между свинцом и этими гвоздями образовывался коррозионный элемент, так что с течением времени при работе в соленой морской воде менее благородные пластины свинца сильно корродировали вокруг медных гвоздей и отваливались. Античные строители судов нашли простое решение они покрывали свинцом также и головки медных гвоздей. В итоге между обеими металлическими деталями не образовывалось коррозионного элемента и ток между ними уже не протекал, благодаря чему прекращалась и коррозия [20]. [c.32] Не известно, был ли знаком сэр Хэмфри Деви с этими соображениями. Известно лишь, что он принял заказ от британского адмиралтейства на разработку способа защиты медной обшивки деревянных судов (введенной в 1761 г.) от коррозии в морской воде. Во время своих многочисленных лабораторных опытов он обнаружил эффект катодной за-щиты меди при помощи цинка или железа [25]. Деви еще в 1812 г. выдвинул гипотезу, что химические в электрические изменения идентичны или по крайней мере зависят от одного и того же свойства вещества. Он считал, что движущие силы химических реакций могут быть уменьшены или увеличены изменением электрического состояния вещества. Различные вещества могут соединяться между собой только в том случае, если они имеют различные (т. е. противоположные) электрические заряды. Если вещество, первоначально положительное, будет искусственно заряжено отрицательно, то силы связи в нем будут нарушены и оно не сможет более вступать ни в какие коррозионные соединения. [c.32] Следует вспомнить также о начальном этапе открытия гальванического электричества и об исследованиях электролитов. Еще в 1789 г. Гальвани провел свой опыт с лапкой лягушки. В 1797 г. итальянский физик Александре Вольта в г. Павиа изобрел названный его именем вольтов столб. Впервые в гальваническом элементе был получен электрический ток. Обратный процесс —электролиз — обнаружил Александр фон Гумбольдт в 1795 г. на электролитической ячейке из цинка и серебряного электрода в водном электролите в 1798 г. Риттер заметил, что ряд потенциалов металлов идентичен ряду, в который эти металлы могут быть расположены по их способности (склонности) к окислению. [c.32] Ученик Деви Майкл Фарадей, ставший впоследствии весьма знаменитым, принимал участие во многих из этих опытов. Много лет спустя (Деви уехал в 1825 г. в Италию и через четыре года умер в Женеве) Фарадей исследовал коррозию чугунного литья в морской воде. Он установил, что чугун корродирует у поверхности воды сильнее, чем на большой глубине. Фарадей в 1834 г. обнаружил количественную связь между коррозионным разрушением металла и силой электрического тока. При этом он разработал научные основы электролиза, а в принципе также и катодной защиты. [c.33] После того как в 1920-х гг. технология сварки достигла уровня, позволяющего получать надежные сварные соединения, и благодаря этому магистральные трубопроводы начали прокладывать только на сварке, для широкого распространения катодной защиты уже собственно не было никаких препятствий. И если этого все же не произошло, то возможно потому, что инженеры, конструировавшие трубопроводные магистрали, получили машиностроительное образование, и способ электрохимической защиты для них был недостаточно понятен. Однако и инженеры-электрики дали завышенную оценку стоимости осуществления этого способа защиты и опасности, создаваемой токами катодной защиты для других трубопроводов. Поэтому сначала пытались обеспечить дальнейшее совершенствование пассивной защиты трубопроводов от агрессивных грунтов путем улучшения качества покрытий, а опасность влияния блуждающих токов стремились уменьшить путем врезки изолирующих муфт. [c.36] Первый анодный заземлитель для катодной защиты газопроводов в Новом Орлеане представлял собой горизонтально уложенную чугунную трубу длиной 5 м. Позднее использовали также и отслужившие трамвайные рельсы. Поскольку на городской территории Нового Орлеана не было подходящего места для установки анодных заземлений для катодной защиты, а также с целью не допустить вредного влияния катодной защиты на другие трубопроводы, Кун рекомендовал применять глубинные анодные заземлители, первый из которых был установлен в 1952 г. на глубине до 90 м. Первый глубинный анодный заземлитель, в ФРГ смонтировал в 1962 г. Ф. Вольф в Гамбурге [42]. [c.38] В конце 1920-х гг. стали известны публикации по катодной защите трубопроводов в Западной Европе. В Бельгии вначале в широких масштабах применяли дренажную защиту от токов утечки трамвая. С 1932 г. Л. де Брувер в Брюсселе защищал распределительные газовые сети, а с 1939 г. — днища газгольдеров током от постороннего источника [43]. В Германии в 1939 г. о способе катодной защиты от коррозии сообщалось следующее [44] В качестве защитных мероприятий при наличии блуждающих токов следует рекомендовать в первую очередь те, которые препятствуют стенанию токов с рельсов в грунт. Для защиты труб, целесообразно примерно на расстоянии до 200 м от пересечения трубопровода с рельсовыми путями прокладывать трубы с покрытиями, имеющими два слоя армирующих обмоток, и применять изолирующие муфты для повышения продольного сопротивления трубопровода. Электропроводное соединение труб с рельсами можно делать лишь с большой осторожностью, чтобы не получить противоположного эффекта . Как дальнейшее мероприятие предлагалось наложение тока, который делал бы трубу всегда катодом, т. е. способ катодной защиты . [c.38] Вернуться к основной статье