Протектор магниевый что это

Принцип работы магниевого протектора ПРМ-20

ПРМ 20 нашли широкое применение в системах катодной защиты. Помогают защитить металлические сооружения от коррозии, возникающей в результате действия дренажных вод и кислотосодержащих сред.

Магниевый протектор создает гальваническую пару с защищаемым объектом и переключает на себя процесс коррозионного разрушения, поскольку его потенциал более отрицательный, чем потенциал металлоконструкции.

Конструктивно устройство представляет собой анод, произведенный методом литья из сплава на основе магния марки МП-1, имеющий стальную арматуру (крепление) для установки на защищаемый объект.

Особенности эксплуатации

Магниевый протектор ПРМ-20 фиксируется на поверхности объекта, который предстоит защитить. Часто изделие используется для защиты различных промышленных резервуаров, в том числе емкостей, используемых для хранения разных видов нефтепродуктов. Удобно в первую очередь тем, что не требует подключения к внешнему источнику тока.

В создаваемой гальванической паре протектор ПРМ 20 выполняет роль анода, а резервуар становится катодом. Токи проходят через магниевый протектор к резервуару — таким образом исключается образование коррозии на сооружении из металла. Все виды протекторных установок можно монтировать на дно и стенки емкости как с внешней, так и с внутренней стороны. Количество единиц может быть различным — оно зависит от разных факторов: особенностей грунта на конкретном участке, условий эксплуатации и габаритов защищаемых конструкций.

Важный момент: магниевое протекторное устройство использовать стоит только в случае, если содержание солей в дренажной воде превышает 0,3 %. Если их будет меньше, коррозионное воздействие на металлоконструкцию будет незначительным.

При изготовлении ПРМ-20 производители ориентируются на требования ТУ 48–10–36–79, монтаж осуществляется в соответствии с РД 102–012–82.

Источник

Магниевый протектор

Принцип работы магниевого протектора

Магниевый протектор применяется для защиты от коррозии трубопровода, а также других конструкций, находящихся в водной среде или под землей. Это происходит электрохимическим способом — например, сходным путем, с помощью анода защищаются металлические части бойлера.

Как именно действует такой протектор?

Принцип работы основан на разности валентности магния и железа, которое в большом процентном отношении содержится в стальном сплаве. Благодаря этому отличию происходит электрический процесс, который называют анодным заземлением.

В результате магниевый протектор «берет на себя» окислительные процессы и, разрушаясь, спасает от этого поверхность предохраняемых конструкций. Поэтому его называют также жертвенным. Срок службы в среднем составляет от пяти до десяти лет, пока анод полностью не разрушается; однако нужно понимать, что этот период зависит в первую очередь от условий эксплуатации (агрессивности среды, количества применяемых анодов и т. д.)

Обычно такую защиту от коррозии сочетают с другими мерами — в частности, покраской конструкций. Однако даже без применения лакокрасочных покрытий протектор выполняет свою функцию.

Устройство и применение проектора

Магниевый протектор состоит из:

Также протекторы продают без упаковки, с проводом различной длины в комплектации и т. д. Активатор нужен для равномерного разрушения анода и препятствию образования пленки.

Используются протекторы в следующих сферах и для следующих целей:

Если вам требуются магниевые протекторы, вы можете заказать их в Санкт-Петербурге в нашей компании Торговый Дом «Форт». Вы сможете найти нужный вам товар, осмотрев каталог и связавшись с нашими специалистами.

Источник

Различия и особенности работы магниевых протекторов

Протекторная защита — востребованный метод, широко используемый в наши дни. Основная сфера применения — защита трубопроводов. Для того, чтобы эффективно защитить их от разрушения вследствие коррозии, используются протектор ПМГ-1 и протектор ПМГ-2.

Особенности метода

Между анодом и металлом, из которого состоит защищаемый объект, создается электрический потенциал самопроизвольного типа. В качестве анода при этом используется металл, который легко разрушить.

Данная методика по основным характеристикам схожа с традиционной катодной защитой. Разница заключается в способе получения электрического тока. Протекторная защита автономна, подключение дополнительного оборудования к электросети не требуется.

Особенно хорошие результаты подход дает в сочетании с механическим упрочнением.

Основные типы защищаемых объектов — магистральные, промысловые и распределительные трубопроводы.

Варианты комплектации

Среди наиболее распространенных видов продукции — протекторы ПМ-5 У, ПМ-10У, ПМ-20У. Каждый из них представляет собой магниевый протектор с активатором (У — упакованный): анод, изготовленный из сплава на основе магния, со стальным контактным сердечником. Анод упакован в специальный мешок, наполненный активаторов в виде порошка, а соединительный провод выведен наружу.

Стандартная комплектация — с соединительным проводом П-274 длиной 3 метра. При необходимости устройство может быть укомплектовано проводом другого типа. Также по желанию заказчика изделия могут поставляться в неупакованном виде — их маркировка будет соответственно: ПМ-5, ПМ-10, ПМ-20

Рассчитывать необходимое количество изделий на единицу протяженности трубопровода нужно с учетом диаметра трубы и особенностей природной среды (в том числе, типа грунта). В среднем одна единица ПМ-10У защищает отрезок длиной 1000–2000 м, устройства можно устанавливать как по одному, так и группами.

Срок эксплуатации магниевых протекторов с активатором составляет 5–10 лет и зависит от особенностей окружающей среды, наличия агрессивных воздействий.

Источник

Протекторная защита от коррозии с использованием магния

1. Проблема коррозии металлов.

Термин «коррозия» происходит от латинского слова «corrodere», что означает «пожирать, изгладывать». Наиболее известной формой коррозии является ржавление железа и стали. Аналогичные процессы протекают и с другими металлами, а также неметаллическими материалами, например пластмассами, бетоном и керамикой.

Коррозия заключается в физико-химической реакции между материалом и окружающей средой и приводит к изменениям в свойствах материала. Результатом является вредный «коррозионный эффект». Примерами могут служить порча материала, загрязнение окружающей среды продуктами коррозии и нарушения функций системы, физико-химическими составными частями которой являются и материал, и окружающая среда.

Коррозия металлов приводит к большим нарушениям в жизни общества:

1. Операционная надёжность конструкций находится под угрозой. Это относится, например, к подземным водопроводам, которые могут выходить из строя из-за коррозии. Другими примерами могут быть электронное оборудование, на важные контрольные функции которого может повлиять коррозия; ядерные электростанции, где коррозионные повреждения могут привести к дорогостоящим авариям, в некоторых случаях абсолютно недопустимым с точки зрения безопасности. Перерывы производства, вызываемые коррозией, приобретают всё более серьёзное значение для общества.

2. Теряются природные ресурсы. В конце концов, коррозия приводит к потерям энергии, главным образом той, которая затрачивается в процессе производства металлов из руд. Однако могут теряться и металлы. Как правило, металлы не удаётся заново получить с приемлемым экономическим выходом из коррозионных продуктов, которые разносятся водой и ветром.

3. Может пострадать окружающая среда. Сквозная коррозия подземных нефтяных цистерн может служить примером угрозы грунтовым водам.

2. Протекторная защита стали от коррозии с использованием магниевого жертвенного электрода (протектора).

Повышенная коррозионная агрессивность технологических и природных сред в ряде отраслей промышленности (химической, нефтехимической, нефтедобывающей и газодобывающей, цветной и чёрной металлургии) в сочетании с большими скоростями движения электролитов, высокими температурой и давлением являются основной причиной выхода из строя оборудования аппаратуры и коммуникаций. Убытки, причиняемые коррозией, огромны. Их можно значительно снизить за счёт осуществления различных мер защиты. Методы защиты выбирают в зависимости от условий воздействия и химического состава сред, определяющих механизм коррозионного разрушения.

Среди перечисленных средств защиты применение анодных протекторов получила широкое распространение. Самыми известными протекторами являются магний, алюминий, цинк и их сплавы.

3. Свойства магния.

3.1 Физические свойства магния.

Отличительным свойством магния является его невысокая плотность, которая равна 1,738 г/см3. Магний легче железа в 4,5 раза, меди в 5 раз, титана 2,6 раза и алюминия в 1,5 раза.

Температура плавления магния высокой степени чистоты (99,9%) равна 651’С.

Электропроводность магния составляет 38,6% от электропроводности меди. Стационарный потенциал по отношению к нормальному водородному электроду (н.в.э.) 1,35 В. Перенапряжение водорода для литого металла составляет 0,30 В.

Магний в литом состоянии имеет низкие механические свойства. Легирование магния алюминием, цинком или цирконием способствует значительному повышению прочностных характеристик.

3.2 Химические свойства магния.

Магний характеризуется высокой химической активностью: энергия образования его соединений с кислородом и галоидами, типа MgCl₂ или MgF₂, очень велика. Серебристо-белый с сильным блеском металл быстро тускнеет на воздухе из-за образования на поверхности тонкой плёнки окиси магния MgO.

При температурах ниже 450 о С тонкая окисная плёнка обладает защитными свойствами. При более высоких температурах плёнка становится неустойчивой и разрушается, вследствие чего облегчается доступ кислорода к поверхности металла.

В отличие от алюминия магний не взаимодействует с растворами едких щелочей и устойчив по отношению к фтористым соединениям и плавиковой кислоте.

На магний не действуют керосин, бензин, минеральные масла.

С водой, особенно содержащей соли, магний реагирует, выделяя водород и образуя студенистый осадок гидроокиси.

4. Требования к магниевым протекторам.

Для защиты стальных сооружений принципиально могут быть использованы все металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений выше железа, т.е. имеющие более электроотрицательный потенциал. Практически используются магний, алюминий и цинк, физико-химические характеристики которых приведены в таблице 1.

Относительная молекулярная масса

Электрохимический эквивалент, кг/(А*год)

Стандартный электродный потенциал (по н.в.э.), В

Для наиболее эффективного действия протекторной установки должны быть обеспечены следующие требования:

Из сопоставления основных свойств магния, алюминия и цинка очевидно, что наиболее эффективными материалами по количеству электроэнергии, получаемой с единицы массы, будут алюминий и магний, причём по величине создаваемой электродвижущей силы предпочтение следует отдать магнию. Вместе с тем магний характеризуется несколько повышенной скоростью растворения по сравнению с алюминием. Вследствие того что на поверхности алюминия образуется плотный слой окислов, снижающий эффективность работы протектора, этот металл применяется очень редко, предпочтение отдают магнию.

Однако магний подвергается значительной собственной коррозии, скорость которой возрастает по мере увеличения содержания солей в среде. Практическая токоотдача чистого магния во всех случаях заметно меньше теоретической. Она зависит от содержания загрязнений в металле протектора (от того, является ли коррозия равномерной или язвенной), от плотности тока и от вида и концентрации анионов в среде. Причиной большой доли собственной коррозии является выделение водорода, образующегося по катодной параллельной реакции.

Протекторы обычно изготовляют не из чистых металлов, а из сплавов. Некоторые легирующие компоненты предназначаются для получения мелкозернистой структуры, что способствует более равномерной поверхностной коррозии. Другие легирующие элементы вводятся для уменьшения собственной коррозии протектора и тем самым для увеличения его токоотдачи. И наконец, некоторые легирующие элементы могут также уменьшать или предотвращать склонность к образованию поверхностного слоя или пассивации.

Содержание железа и никеля в протекторах не должно превышать 0,003%, так как при этом их свойства ухудшаются.

Влияние меди не является однозначным. Верхним пределом её содержания считается 0,02%.

При добавке марганца железо выпадает из расплава и при затвердевании становится безвредным ввиду образования кристаллов железа с оболочкой из марганца. Кроме того, марганец повышает токоотдачу (выход по току) в хлоридсодержащих средах. Содержание марганца должно быть не менее 0,15%.

Алюминий облегчает удаление вредного железа благодаря выпадению вместе с марганцем. Впрочем, чувствительность к повышенным содержаниям железа (более 0,003%) в присутствии алюминия заметно повышается. При добавке цинка коррозионное разъедание становится более равномерным, к тому же снижается чувствительность к другим загрязнениям.

В качестве протекторов, как правило, используют различные сплавы магния (таблица 2).

Содержание компонентов в сплаве, масс. %

Оптимальный рабочий диапазон магниевых протекторов располагается при величинах рН от 9,5 до 10,5. При более низких значениях рН возрастает собственная коррозия протекторов, стационарный потенциал смещается в сторону более отрицательных значений, поляризация уменьшается и происходит более равномерная коррозия поверхности. При величине рН более 10,5 наблюдаются противоположные явления. Ниже значений рН = 5,6-5,0 токоотдача получается настолько низкой, что применение протекторов оказывается неэкономичным.

Поскольку протекторы выступают в роли жертвенных анодов, то для оценки их коррозионно-защитных характеристик важное значение имеет исследование анодного процесса растворения магния.

5. Анодное растворение магниевого протектора.

В ходе экспериментов многими исследователями были обнаружены частицы металла в растворе при анодном растворении. На основе этого была развита теория механического разрушения или дезинтеграции металлов. Под действием анодного тока может измениться состав, пористость, толщина и адгезия окисных плёнок. Вместе с плёнкой от поверхности металла могут отделяться частицы металла. Затем эти частицы взаимодействуют с раствором, что приводит к аномальному растворению металла и избыточному выделению водорода.

Согласно третьей гипотезе анодное растворение магния протекает стадийно по следующей схеме:

По схеме выделение водорода происходит в результате взаимодействия десорбированных ионов одновалентного магния с водой, т.е. вне двойного слоя.

Причины аномального растворения скорее всего связаны с механизмом процесса саморастворения сплавов магния под током. Сплавы на основе магния в отсутствии внешнего тока и при анодной поляризации подвергаются электрохимической коррозии, а также химическому растворению в результате взаимодействия с компонентами водной среды. При электрохимической коррозии процессы восстановления (катодная реакция) и окисления (анодная реакция) сопровождаются переносом электронов через металл и пространственно разделены:

При этом суммарная реакция растворения магния может быть записана следующим образом:

Mg 0 + 2H + → Mg 2+ + Н₂

По химическому механизму растворение магния также происходит с выделением водорода, но в этом случае реакции протекают по уравнениям:

Mg 0 + 2H + → Mg 2+ + Н₂

• нейтральная и щелочная среда:

Разделить процессы анодного растворения, электрохимической и химической коррозии очень сложно. Важно отметить, что количество выделившегося водорода эквивалентно количеству магния, которое окислилось без участия внешнего тока.

В случае электрохимического механизма коррозии интенсивность выделения водорода определяется закономерностями электрохимической кинетики, поэтому сдвиг потенциала в положительную область должен привести к уменьшению количества водорода, а, следовательно, и скорости саморастворения магния.

Скорость химической коррозии не зависит от потенциала, однако с ростом анодного тока увеличивается активная поверхность магния и скорость его растворения вследствие взаимодействия с водой.

Если саморастворение протекает преимущественно по электрохимическому механизму, то введение ингибиторов, повышающих перенапряжение катодной реакции, позволит снизить потери от коррозии при использовании магния и его сплавов в условиях анодной поляризации.

Таким образом, магний и его сплавы растворяются с малой поляризацией, что свидетельствует об их эффективности, как протекторов. Однако они имеют высокую скорость саморастворения, что приводит к низкому коэффициенту полезного использования таких протекторов.

6. Ингибиторы коррозии (саморазрушения) магния.

Введением в коррозионную среду специальных добавок (ингибиторов) удаётся во многих случаях приостановить коррозионный процесс. Такой метод борьбы с коррозией выгодно отличается от других тем, что он позволяет при незначительных материальных затратах вполне надёжно предохранить от коррозии не только простые, но и весьма сложные системы. Ингибиторы (замедлители) коррозии применяются и в кислой, и в нейтральной среде.

Защита металлов от коррозии ингибиторами основана на свойстве некоторых веществ, добавленных в незначительных количествах в электролит, тормозить или полностью прекращать коррозионный процесс.

Два случая понижения скорости коррозии и её интенсивности с помощью катодных ингибиторов:

В качестве ингибитора катодного типа был исследован мылонафт, который применяется для защиты порошкообразной меди против коррозии.

Мылонафт представляет собой смесь натриевых солей нафтеновых кислот (СnН_2n-1COONa), образующихся при щелочной очистке нефтепродуктов. Как известно, мылонафт содержит до 43% нафтеновых кислот, 9-15% неомыляемых веществ, 4-6% минеральных солей, 40% воды и некоторое количество примесей.

Источник

Продукция

Протектор магниевый ПМ-5у, ПМ-10у, ПМ-20у в наличии на складе

ООО «Фарватер» для защиты подземных сооружений выпускает следующие виды протекторов:
Протекторы магниевые упакованные с активатором ПМ 5у, ПМ 10у, ПМ 20у.

Принцип действия

Максимальный уровень токоотдачи магниевых протекторов составляет до 2200 А/час. При этом, стационарный потенциал медно-сульфатного электрода этой серии приблизительно равняется 1600 мВ.

Магниевые протекторы должны устанавливаться в активатор, а не в грунт. При использовании активатора достигается более высокий по абсолютной величине и более стабильный во времени потенциал протектора. При этом устраняется образование на поверхности протектора труднорастворимых плёнок, достигается равномерное растворение протектора по всей поверхности, снижается переходное сопротивление «протектор-грунт». Протектор с подключенным к нему проводником, в месте с порошкообразным активатором помещается в хлопчатобумажный мешок; на время хранения и транспортировки протектор дополнительно упаковывается в полипропиленовый мешок, который снимается только перед установкой протектора в грунт.

Норма расхода магниевых протекторов серии ПМ на единицу протяженности трубопровода рассчитывают исходя из таких факторов, как агрессивность природной среды и грунта, а также вес самого протектора. Обычно, магниевый протектор ПМ-10У устанавливается через каждые 1000-2000 метров трубопровода. Магниевые протекторы устанавливаются как одиночно, так и группами от 5 до 15 штук на расстоянии около 5 метров от трубопровода.​

Технические характеристики протекторов ПМ-5, ПМ-10, ПМ-20

Размеры магниевых протекторов, мм:

Тип анода

Масса, кг, мин.

Размеры магниевых протекторов упакованных, мм:

Тип протектора

A, мин

Масса, кг, мин.

Химический состав магниевых протекторов

Марка

Массовая доля основных компонентов, %

Массовая доля примесей, %, не более

сплава

магний

алюминий

марганец

цинк

титан

железо

медь

никель

кремний

Протектор магниевый ПРМ-20

Протекторы используются в системах гальванической катодной защиты от коррозии под действием дренажных вод. ПРМ-20 создает гальваническую пару с защищаемым объектом, при этом коррозии подвергается протектор, потенциал которого более отрицательный, чем у металлического сооружения.

Протектор ПРМ-20, с помощью специального идущего в комплекте крепежа, монтируется на поверхность объекта защиты. Изготавливается из сплава магния МП-1. С помощью ПРМ-20 защищают металлические резервуары, емкости для хранения нефтепродуктов. Принимающий на себя коррозийное воздействие протектор ПРМ-20 позволяет не использовать подключаемую к внешнему источнику тока установку катодной защиты.

Принцип действия

Наименование характеристики

Единица измерения

Величина

Стационарный потенциал по медно-сульфатному электроду

Преимущества

— Данные магниевые протекторы отлично работают и при сопротивлении грунта меньше 50 Ом/м. Отдача тока от сплавов магния равна 2200 А/час. Потенциал самого электрода равняется 1600 мВ.
— Чтобы обеспечить эффективность и стабильность протектора ПМ, он помещается в активатор. Активатор нужен для того, чтобы потенциал магниевого протектора стал выше и стабильнее. А также уменьшается образование на поверхности протектора магниевого различных пленок.
— Активатором в протекторах ПМ используют смесь, которая состоит из эпсомита, гипса строительного и глины бентонитовой.
К ПМ-5У, ПМ-10У, ПМ-20У подключается проводник, а потом с активатором его помещают в мешок. Бумажный пакет снимается сразу перед установкой протектора.
— Для нефтепроводов и газопроводов магниевые протекторы устанавливаются либо одиночно или группами от пяти до пятнадцати и находятся на пять метров от трубопровода.
— Срок эксплуатации магниевых протекторов ПМ-5У, ПМ-10У, ПМ-20У составляет от пяти до десяти лет. Период использования меняется в зависимости от массы протектора и характера окружающей среды.

Протектор магниевый ПМ-15-80

Первоочередными объектами для подключения к системе протекторной защиты являются трубопроводы или участки трубопроводов:

Разнообразие условий грунта, параметров трубопроводов и состояния наружного изоляционного покрытия диктует необходимость применения различных схем протекторной защиты с целью минимизировать затраты при заданной эффективности.

По сравнению с типовыми, протектор ПМ-15-80 имеет следующие преимущества:

Необходимо отметить высокую эффективность защиты днищ резервуаров от грунтовой коррозии. Коэффициент полезного действия протектора ПМ-15-80, по данным ООО «Протектор» г. Бугульма, составляет 95%. На сегодняшний день 94 резервуара в АО «Татнефть» защищено магниевыми протекторами ПМ-15-80.

Стоимость установки протекторной защиты не превышает 5% от общей стоимости всего трубопровода. Однако, на сегодняшний день, это один из наиболее технологичных способов защиты от коррозии стальных частей трубопроводов.

Технические характеристики протектора ПМ-15-80

Масса 1 м протектора, кг

Потенциал протектора (по МСЭВ), В, не более

Источник