Аноды для катодной защиты

Аноды для катодной защиты (анодные заземлители) — элемент установки катодной защиты, через который защитный ток от станции стекает в грунт или воду и дальше на защищаемое стальное сооружение: трубопровод, резервуар, сваи, причал, арматуру в бетоне. Поставляем аноды с металлооксидным покрытием на титане (MMO) — трубчатые, протяжённые, ленточные и сетчатые, по проекту и чертежу. Запросы — на почту 5052082@mail.ru.

Виды анодов для катодной защиты по ГОСТ Р 9.607-2022

Требования к анодам установок электрохимической защиты подземных сооружений задаёт ГОСТ Р 9.607-2022, к анодным заземлениям в целом — ГОСТ Р 58344-2019. По материалу рабочего элемента стандарт делит аноды на виды:

Обозначение	Материал рабочего элемента	Скорость анодного растворения, г/(А·год), не более
Ф	ферросилид (железокремнистый сплав)	500
М	магнетит	30
Г	графит (не менее 90 % графита)	1500
О	покрытие из смешанных оксидов металлов (MMO)	не нормируется
К	покрытие каталитическими металлами (платина)	не нормируется
Э, Р	электропроводящий полимер	не нормируется

Ферросилид, магнетит и графит постепенно растворяются — их масса и есть ресурс. Анод с покрытием MMO устроен иначе: титановая основа не расходуется, а ресурс определяется количеством благородных металлов в покрытии и плотностью тока. Поэтому такой анод при той же токоотдаче намного легче.

По условиям применения аноды бывают подпочвенные и подводные, по размещению в грунте — подповерхностные (в скважинах и траншеях), протяжённые (вдоль сооружения) и глубинные (в вертикальных скважинах). Анод с электропроводящей засыпкой в собственной оболочке называют комплектным.

Титановые аноды с покрытием MMO: исполнения

Трубчатые аноды

Труба из титана с покрытием MMO и кабелем, присоединённым внутри. Ставятся в скважины и траншеи в коксовой засыпке, собираются в гирлянды для глубинных анодных заземлений.

Протяжённые аноды

Титановая проволока или лента с покрытием MMO на кабеле, уложенная в тканевый чехол с засыпкой. Прокладывается вдоль трубопровода и даёт равномерное распределение тока по длине. Применяется там, где сосредоточенное анодное заземление разместить нельзя: на технологических трубопроводах компрессорных станций, в вечной мерзлоте, среди свайных фундаментов.

Лента и сетка для бетона

Сетка или узкая лента из титана с покрытием MMO, которую заделывают в бетон или раствор рядом с арматурой. Так защищают железобетон мостов, причалов, резервуаров от коррозии арматуры под действием хлоридов. Длительно допустимая плотность тока на поверхности анода в бетоне в принятой практике — около 110 мА/м²: при большей плотности тока ухудшается состояние бетона на границе с анодом и сокращается ресурс.

Подводные аноды

Размещаются в перфорированном диэлектрическом экране или на буйковом модуле, крепятся к конструкции или к донному утяжелителю — так требует ГОСТ Р 9.607-2022.

Где аноды с покрытием MMO выгоднее всего

ГОСТ Р 58344-2019 рекомендует:

• в засоленных и обводнённых грунтах (коэффициент влажности более 0,8), в грунтах высокой коррозионной агрессивности — магнетитовые аноды и аноды с покрытием MMO;
• в грунтах низкой коррозионной агрессивности — протяжённые аноды из электропроводящих полимеров и протяжённые аноды из вентильных металлов (титана) с покрытием MMO или каталитическими металлами;
• при удельном сопротивлении грунта более 100 Ом·м и при ограниченном землеотводе — глубинные анодные заземления.

В маловлажных грунтах с низкой минерализацией стандарт рекомендует железокремниевые аноды, углеграфитовые и полимерные.

Главное ограничение — напряжение «анод — среда»

Титан под покрытием защищён, пока напряжение не превышает порога разрушения его оксидной плёнки. ГОСТ Р 9.607-2022 запрещает эксплуатацию анодов с покрытием MMO или каталитическими металлами при напряжении «анод — среда» более:

Материал основы	Напряжение «анод — среда», В, не более
титан	7,5
ниобий	48
тантал	96

При этом станции катодной защиты по тому же стандарту имеют выходное напряжение до 96 В. Поэтому в средах с высоким сопротивлением, где нужно высокое напряжение, применяют аноды на ниобиевой или танталовой основе — например, платинированные ниобиевые аноды.

Электропроводящая засыпка

Коксовая, углеграфитовая или магнетитовая засыпка увеличивает рабочую поверхность анода в грунте и снижает сопротивление растеканию тока. По ГОСТ Р 9.607-2022:

• удельное электрическое сопротивление засыпки — не более 1 Ом·м;
• для протяжённых анодов не менее 90 % засыпки — частицы от 0,5 до 5 мм, мелочи менее 0,5 мм и крупных частиц более 5 мм — не более 5 % каждой.

Монтаж и эксплуатация: требования стандарта

• Кабель анода — одножильный, медная жила с массовой долей меди не менее 99,9 %, сечение не менее 10 мм².
• Аноды устанавливают ниже глубины сезонного промерзания грунта.
• В глубинном аноде предусматривают отвод газов, которые выделяются при работе.
• Аноды запрещено бросать, поднимать за кабель (если изготовитель не разрешил), изгибать кабель на выходе из анода.
• Аноды катодной защиты нельзя использовать как заземлители молниезащиты и защитного заземления.

Как проверяют ресурс анода с покрытием MMO

Срок службы подтверждают ускоренными ресурсными испытаниями по приложению Ж ГОСТ Р 9.607-2022: образец работает при плотности тока выше номинальной в растворе сульфата натрия 1 моль/л при (30 ± 5) °C, пока напряжение на ячейке не превысит критическое значение. Для анодов, заделываемых в бетон, применяют аналогичную методику ускоренных испытаний NACE TM0294.

Что указать в заявке

По ГОСТ Р 9.607-2022 в проектной и закупочной документации указывают условное обозначение анода, номинальную токовую нагрузку или плотность тока, срок службы при этой нагрузке и нормативный документ изготовителя. Для расчёта нам достаточно:

• вид анода (трубчатый, протяжённый, лента или сетка для бетона, подводный) и размеры;
• среда: грунт и его удельное сопротивление, морская или пресная вода, бетон;
• требуемый ток на анод и срок службы;
• длина и сечение кабеля, для глубинных — глубина скважины;
• нужна ли засыпка в оболочке (комплектный анод);
• количество.

Вопросы и ответы

Почему анод с покрытием MMO нельзя «разогнать» напряжением?

При напряжении выше 7,5 В на титановой основе (по ГОСТ Р 9.607-2022) разрушается защитная плёнка титана, и анод выходит из строя. Если нужно высокое напряжение, выбирают ниобиевую или танталовую основу.

Чем трубчатый анод MMO лучше ферросилидового?

Он не растворяется (скорость растворения для MMO стандарт не нормирует), поэтому легче при той же токоотдаче и удобнее для глубинных гирлянд. Ресурс ферросилидового анода задаётся массой металла.

Какие покрытия бывают у титановых анодов?

Рутениевые, иридиевые, смешанные — см. раздел титановые ММО-аноды.

Купить аноды для катодной защиты

Поставляем титановые аноды с покрытием MMO для катодной защиты трубопроводов, резервуаров, свай и железобетона — по проекту и чертежу, доставка по России. Цена — по запросу на 5052082@mail.ru.