התפרקות קתודית מתרחשת בעיקר כאשר צינורות חימום מצוידים בהגנה קתודית מרשימה בזרם או במערכות נגד קורוזיה של האנודה. קיטוב קתודי מוגזם גורם לתגובת התפתחות מימן על פני המתכת, וחומרים אלקליים הנוצרים על ידי תגובת קתודה הורסים את ממשק הקשר בין המצע לציפוי המגן. שכבת ההגנה מתקשתת בהדרגה, מתנתקת ומתקלפת מקיר הצינור, חושפת את מטריצת הנירוסטה למדיום קורוזיבי ומעוררת קורוזיה מקומית מואצת. תקלה זו מופיעה בעיקר בצנרת קבורה וברכיבי חימום טנקים עם מערכות הגנה קתודיות חיצוניות.
1. מנגנון נזק אלקטרוכימי ליבה
במהלך הגנה קתודית רגילה, משלימים אלקטרונים למשטח הנירוסטה כדי לבלום התמוססות אנודית של מתכת. כאשר פוטנציאל ההגנה שלילי מדי, אלקטרונים מוגזמים מצטברים על פני הקתודה. מולקולות המים באלקטרוליט משיגות אלקטרונים ומתפרקות לייצור גז מימן ויוני הידרוקסיד, מה שהופך את סביבת הממשק לבסיסית חזקה. הסביבה האלקלית הגבוהה- שוחקת את מבנה ההדבקה המעגן בין בסיס המתכת והציפוי, ומחלישה את כוח ההידבקות של המשטחים. בינתיים, אטומי מימן שנוצרים ברציפות חודרים לממשק, מתאספים למולקולות מימן ויוצרים לחץ פנימי. תחת ההשפעה הכפולה של שחיקת אלקלי וכוח נסיגת הגז, הציפוי נפרד מהמצע קצה אחר קצה. ברגע שהציפוי נופל, אזור המתכת המוגן המקורי מאבד את המיגון וסובל ישירות מקורוזיה אלקטרוכימית.
2. תרחישי התרחשות אופייניים
צינור חימום קבור מצויד בהגנה קתודית נוכחית מרשימה עם הגדרה פוטנציאלית בלתי סבירה;
ציוד מותאם להגנה על האנודה להקרבה בלוק אבץ, ופריסה האנודה צפופה מדי מה שמוביל להגנת יתר;
נזקי ציפוי מקומיים חושפים מטריצת מתכת, וגורמים לתגובה קתודית מרוכזת במיקום הפגם;
טבילה ארוכת טווח- בשפכים אלקליים עם אפקט קיטוב קתודי טבעי על משטח נירוסטה.
3. גורמים מעוררים עיקריים
פוטנציאל ההגנה הקתודי חורג מהסף הבטוח ונכנס למרווח הגנת היתר;
בידוד לא מספיק בין צינור החימום למערכת ההגנה, וכתוצאה מכך חלוקת זרם לא אחידה;
לציפוי עצמו התנגדות אלקלית ירודה וכוח מליטה ראשוני חלש עם המצע;
מוליכות בינונית גבוהה מדי, מה שמאיץ את העברת זרם ההגנה וקצב התפתחות המימן.
4. אמצעים מלאים-למניעת ובקרה של קישורים
① כייל במדויק את פוטנציאל ההגנה הקתודי
הגדר נעילת הגבול העליון והתחתון לפוטנציאל הגנה, הימנע בקפדנות מקיטוב שלילי מופרז; לזהות ולהתאים באופן קבוע את זרם הפלט כדי להישאר בטווח ההגנה הסטנדרטי ולמנוע הגנת יתר.
② ייעול פריסת האנודה והכמות
סידור אנודות קורבנות אבץ או מגנזיום באופן סביר כדי למנוע צפיפות זרם מופרזת מקומית; יש לבודד חלקי חימום מאזור ההגנה הראשי במידת האפשר כדי להפחית את השפעת הקיטוב.
③ בחר ציפוי מגן-אלקלי ובעל-הדבקה גבוהה
השתמש בציפוי PFA משופר-בפריימר או בציפוי אפוקסי עמיד ל-אלקליות גבוה, שפר את יכולת השחיקה של הממשק נגד- וכוח עיגון מכני נגד התפרקות.
④ תקן פגמים בציפוי בזמן
אטום חרירים, שריטות ונקודות קילוף בשכבה החיצונית כדי למנוע התפתחות מימן מרוכזת והצטברות אלקלי במקומות מתכת חשופים.
⑤ הוסף מבנה בידוד בידוד
הגדר אוגנים מבודדים ומפרקים מבודדים בין רכיבי צינור חימום וצינורות מוגנים כדי לנתק מסלולי הולכת זרם תועה באופן יסודי.
5. טבלת השוואת אפקט מניעה
表格
| מצב תפעול הגנה | סיכון ניתוק קתודי | תכנית מומלצת |
|---|---|---|
| הגנת יתר לא מכוילת + ציפוי פגום | קצב קילוף ציפוי גבוה במיוחד | תיקון פוטנציאלי מיידי ותיקון ליקויים |
| פוטנציאל סגור-בקרת לולאה + ציפוי שלם | הימנעו ביעילות מהתפרקות | ערכת התאמת הגנה קתודית סטנדרטית |
| בידוד בידוד + מערכת הגנה עצמאית | הסר לחלוטין הפרעות זרם תועה | עיצוב מועדף לציוד חוצה-מערכת |
מַסְקָנָה
התפרקות קתודית נגרמת מתגובת קתודה מוגזמת המייצרת לחץ אלקלי ומימן כדי להרוס את הידבקות הציפוי. גישת מניעת הליבה היא בקרה מדויקת של פרמטרי הגנה קתודיים כדי למנוע קיטוב יתר. בשילוב עם חיזוק ביצועי ממשק הציפוי, תיקון פגמי משטח ובידוד זרם תועה, ניתן למנוע ביסודיות את כשל ההפשטה של ציפוי אנטי- וקורוזיית מצע של צינורות חימום בתנאי הגנה קתודיים.
