История на развитието на методите за катодна защита от корозия, оборудване, технологии, разработки
Блог за техническа поддръжка на моите разработки
Главно меню
История на развитието на катодната защита от корозия
Древен град Ефес, водопроводи
Историята на развитието на катодната защита от корозия в моята презентация въз основа на материалите на книгата на W. Backman, W. Schwenk „Катодна защита от корозия“. Беше ми интересно да прочета.
Първото споменаване на корозията датира от 4-5 век пр.н.е. Известният античен философ Платон говори за ръждата като за нещо земно, което се отличава от метала.
Изминаха 2000 години и нищо не се е променило в разбирането на природата на корозията. Един от основателите на минералогията, Георг Агрикола (1494-1555), пише през 1546 г.: "... ръждата е отделяне на метално желязо." За да се бори с това явление, той предложи използването на гипсови, битумни и смолни покрития.
Защитата на древните тръбопроводи от мед, бронз и олово се състои в намазването им с варов или гипсов разтвор, т.е. използвани са пасивни методи за защита. Тези методи са се подобрявали през цялото време, материалите са се променяли, технологиите са се подобрявали.
Методите за пасивна защита са интуитивни и лесни за изпълнение. Какво не може да се каже за катодната защита, която включва наличието на защитен електрически ток. Следователно пълноценната катодна защита се появява едва в самото начало на 20 век.
Смята се, че първият източник на постоянен ток е изобретен от италианците Луиджи Галвани (1737-1798) и Алесандро Волта (1745-1827) в края на 18 век. Някои археолози от древността не са съгласни с това.
През 1936 г. недалеч от Багдад са открити глинени делви с височина около 14 см. Във всяка кана имаше меден цилиндър с желязна сърцевина вътре. Всичко това беше задръстено със смола. Подобенустройства са открити в древни селища по бреговете на Тигър. Произходът на тези предмети е датиран от периода на Римската империя (4-5 век пр.н.е.). Изложено е логично предположение, че тези кани са първите източници на галваничен ток. А галваничното електричество е открито и използвано много преди първия експеримент на Галвани с бедна жаба.
Древните римляни успешно се борят с контактната корозия на обшивката на кораба. За да се предпазят от червеи, дървените корпуси на древните гребни лодки са били покрити с оловни плочи. Плочите бяха закрепени с медни пирони. Корозивен елемент, образуван между олово и мед. Оловните плочи корозираха в местата на закрепване с пирони и паднаха. Древните инженери покривали главите на медните пирони с олово. Токът между гвоздеите и плочите изчезна и корозията спря.
Много по-съзнателен и практичен е приносът за развитието на катодната защита на английския химик Хъмфри Дейви (1778-1829). Смятан е за един от основателите на електрохимията.
По заповед на Британското адмиралтейство той разработва методи за защита на медното покритие на дървени кораби от корозия. По време на своите експерименти Дейви открива начин за защита на медта с желязо или цинк.
През 1812 г. той излага хипотезата, че има определено свойство на всяко вещество, от което зависят електрохимичните промени. Дейви вярва, че скоростта на химическа реакция може да бъде повлияна от промяна в електрическото състояние на дадено вещество. Има смисъл да се комбинират различни вещества едно с друго само ако имат противоположни електрически заряди. Основното в неговата теория беше твърдението, че ако едно първоначално положително вещество е изкуствено заредено отрицателно, то няма да може да влезе в никакви корозивни реакции.
прекрасно,подобно на Дейви, правилно и практически формулира принципа на електрохимичната защита. Той установи, че медта действа слабо положително в поредица от галванични потенциали.
Освен това Дейви стигна до заключението, че корозията на медта може да бъде спряна, като й се даде положителен заряд. Тогава медната повърхност ще стане отрицателна (катод) и химическата реакция ще бъде спряна.
Дейви проведе серия от експерименти. Той потопи полирани медни листове във водата. Към някои от листовете беше запоено парче калай. След три дни медните листове без калай показват признаци на корозия, докато листовете с калай не показват признаци на корозия. В резултат на това Дейви стигна до заключението, че метали като желязо или цинк могат да имат защитен ефект върху медта. Редица експерименти показаха, че няма разлика на кое място да запоявате цинк. Електрическият контакт е важен. Той също така забеляза, че цинкът предпазва не само медните плочи, но и желязото.
През 1824 г., след съдбоносен доклад до Британското адмиралтейство, Дейви започва практически експерименти върху медното покритие на корпусите на военни кораби. Под негово ръководство плочи от цинк и чугун са фиксирани върху медната грешка на корабите. Установено е, че чугунените плочи дават напълно задоволителен резултат, но са много по-евтини от цинковите. По-нататъшни експерименти вече бяха проведени при пътувания на дълги разстояния на военни кораби. Ефектът от използването на цинкови и чугунени плочи като защита от корозия беше невероятен. Обшивката на кораби, върнали се от пътувания до Нова Скотия (Канада) и Калкута, изглеждаше като нова.
Ученикът на Дейви Майкъл Фарадей (1791-1867) участва в неговите експерименти. Впоследствие той развива основите на теорията за електролизата, а оттам и катодната защита.
Те допринесоха за разработването на методи за електрохимична защитамалко известният телеграфист Фришен и известният изобретател Томас Алва Едисон (1847-1931). Ако първите се опитаха да защитят железни конструкции чрез завинтване на парчета цинк към тях, Едисън през 1890 г. се опита да направи защита от корозия вече с помощта на външен източник на ток. Само несъвършенството на източниците на ток и материалите за анода не му позволи да приложи защитната система на практика.
Първата система за катодна защита на тръбопроводи е внедрена през 1906 г. от Херберт Гьоперт, директор на Stadtwerke Karlsruhe. С помощта на генератор за постоянен ток (10 V, 12 A) и анодни заземители са защитени около 300 m от тръбопровода. Geppert получава немски патент за тази инсталация.
Предимствата на защитата на метални предмети с външен източник на ток бяха общопризнати и по света започнаха да се появяват практически реализации на методи за катодна защита.
В Съединените щати катодна защита беше приложена към парни котли на парни локомотиви. Преди това отоплителните тръби на парния котел трябваше да се сменят на всеки 9 месеца, а след въвеждането на катодна защита разходите за ремонт на котли бяха намалени до минимум.
Електрохимическата защита започна активно да се използва в химическата промишленост за защита на резервоари за съхранение.
От 1928 г. в САЩ активно се въвежда катодна защита на тръбопроводи. До 1930 г. вече се използва на тръбопроводи с обща дължина над 300 км.
През същите години електрохимичната защита набира популярност в Европа.
В Съветския съюз до 1939 г. имаше повече от 500 инсталации за катодна защита.