Ефективни методи за защита на газопровода от корозия

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Защитата на газопроводите от корозия се извършва по няколко начина. Това се дължи на различното естество на произхода на самата деформация, което зависи от вида на местоположението на магистралата и околните условия. Корозията на металните проводници означава спонтанна деформация на тези елементи поради химични или електрохимични процеси. Основните видове деформации са течни, атмосферни, подземни.

Причини

Следват кратки определения за щети, които се изравняват от корозионната защита на газопроводите:

1. Химично действие - спонтанно окисление на метални части, поради превръщането му в стабилна йонна област, под въздействието на непроводими съединения.
2. Електрохимична корозия - металът се разрушава със скорост в зависимост от проникването на електрода. Това се дължи на факта, че атомите се йонизират отделно, с обновяване на окислителя в електролита.
3. Най-опасната корозия е атака на бездомния ток. Този проблем се наблюдава близоелектропроводими системи, например в района на железопътни линии с контактна мрежа.

Обща информация

Основните видове защита на газопроводите от корозия включват три вида: протектор, катоден и дренаж. За максимално обезопасяване на обслужваните обекти се използват комплексни мерки, включващи катодна, протекторна, дренажна защита. Катодни станции се изграждат с няколко дренажни отделения и разпръснати аноди, за да се избегне екраниращият ефект на подземните комуникации.

Катодна защита от корозия на газопроводи

Този метод е да свържете положителния полюс на DC генератора към проводника на анодното заземяване. От него токове навлизат в почвата, преминавайки през повредени участъци от изолация в тръбопровода. Те преминават през тръбата до мястото, където е свързан проводникът, след това към отрицателната граница на източника.

Ако има достатъчно ниво на напрежение, цялата работна част на газопровода става отрицателен катод. Това позволява да се предотврати образуването на активна корозия. В този случай заземяването (отпадъчен метал) става анодната секция. В резултат на това тръбата се потенцира отрицателно по отношение на земята.

Защитни мерки за противодействие

Защитната защита на газопровод от корозия предвижда създаване на блокиращ потенциал чрез свързване на метални протектори към тръби с по-отрицателен индикатор от параметъра на самия тръбопровод. ИзползвайкиТози метод не предвижда външен източник на ток, необходимите характеристики се създават с помощта на галванична анодна клетка. Под въздействието на протектора, катодната поляризация действа върху газопровода, което допринася за спиране на корозионните процеси.

Работният материал може да бъде цинк, алуминий, магнезий под формата на специални сплави (ML, TsO, Ts1 и други). Този тип защита е възможно най-проста, не изисква допълнителна поддръжка. Този метод, в комбинация с други методи, е подходящ за прилагане за защита на отделни отделения, които не се пресичат от съседни секции на катодна безопасност. Защитната защита на газопровода от корозия е подходяща за специални обшивки на железопътни и магистрални прелези, при съоръжения с изградени подземни конструкции.

Протекторите се монтират в снопове от няколко елемента, свързани директно към изхода на тръбата или катода. Помежду си те са свързани с помощта на специален кабел, тел, изработен от стомана или мед. За да се повиши ефективността на защитата, протекторите са разположени в пълнителя, което намалява контактното съпротивление. Съставът е магнезиев сулфат или натрий с глина. Разстоянието за монтаж на протекторите от тръбопровода е около 3-6 метра.

Дренаж

Много често трамвайните и железопътните релси на електрифицираните коловози нямат подходяща проводимост, което води до навлизане на част от електрическия ток в земята. Именно от това е необходимо да се защитят тръбопроводите, минаващи в близост до железопътни линии. Нав точката на влизане на блуждаещи токове в тръбата се образува катодният потенциал, а на изхода - анодната зона. Именно на последните места металът е активно повреден.

Дренажната защита от корозия на стоманени газопроводи е ефективен начин за борба с блуждаещите течения. Това е много важно, тъй като под въздействието на този ефект тръбите се деформират през и през много кратък период от време. Посоченият тип защита включва отстраняване на токове от тръбопровода към първичния източник с помощта на проводник. В същото време потенциалът на тръбите спрямо земята намалява, което допринася за елиминирането на редуващи се и анодни участъци с едновременно спиране на изтичане на ток в почвата.

Функции за дренаж

Поставянето на електрически дренажни линии зависи от местоположението на потенциалната заплаха. Защитата на магистралния газопровод от корозия се изгражда на отрицателната шина на тяговата подстанция или на жп релси. В първия случай връзката може да бъде директна или поляризирана.

Директен дренаж е подходящ, ако потенциалът на тръбопровода е по-висок от този на системата за отстраняване на блуждаещи ток. При подреждане на електрически дренаж на релси, връзката трябва да бъде изключително поляризирана. Тя се различава от директната версия по това, че веригата предвижда специални настройки, за да се предотврати връщането на електрически токове към тръбите. Дренажната линия се предлага в кабелна или атмосферна версия, като на нея е монтирана апаратура.

Корозия на подземните тръбопроводи

Посоченият вид повреда на тръбите се отнася до един от основните фактори за тяхното разрушаване поради образуване на пукнатини и разкъсвания. Корозията в резултат на реакцията на метала с околната среда предизвиква промени в структурата му, което води до съответни деформации. Електрохимичната защита на газопровода от корозия прави възможно предотвратяването на подобни неизправности, тъй като повечето реакции се причиняват по подобен начин. Тоест катодни и анодни зони се образуват в различни части на тръбата.

Под влияние на електромоторния поток на галванична двойка, електроните през металните елементи навлизат в катодното отделение, вливайки се в земята и създавайки реакция с окисляващ електролит, провокирайки образуването на кислородни и водородни йони. Нарушава се електролитният баланс, на мястото на анода положителните железни частици навлизат в почвата, което причинява галванични повреди поради загуба на метална маса.

Защита на подземните газопроводи от корозия

Има два начина за защита в тази посока: активен и пасивен. Във втория случай се предполага, че се създава херметична бариера между метала на тръбата и заобикалящата я почва. За да направите това, използвайте различни покрития като полимерни ленти, битум, смоли.

Всички изолационни покрития за пасивна защита от корозия на газопроводи трябва да отговарят на определени стандарти и изисквания. Сред тях:

• химическа устойчивост;
• високо електрическо съпротивление;
• приемлива тарифаадхезия към метална повърхност;
• висока механична якост;
• нечувствителност към климатични фактори;
• запазване на свойствата си при излагане на високи и ниски температури;
• без механични или фабрични дефекти;
• съставът не трябва да съдържа компоненти, които имат разяждащ ефект върху метала;
• устойчивост на атаката на различни видове бактерии.

Ефективност

Както показва практиката, е почти невъзможно да се постигне оптимален непрекъснат слой чрез нанасяне на изолационно покритие. Различните видове материали имат различна дифузна пропускливост, което води до различно качество на обработка на тръбопровода от околната среда. Освен това по време на процеса на изграждане и полагане върху покритието се образуват вдлъбнатини, пукнатини и други дефекти. Чрез повреда на пасивната защита е най-опасно, тъй като на тези места процесът на земна корозия протича активно.

Тъй като този метод е неефективен за пълната безопасност на тръбите, допълнително се използва активна защита на газопровода от корозия. Той се основава на контрола на електрохимичните процеси, протичащи на границата между тръбния метал и земния електролит. Този подход се нарича цялостна защита. В активната фаза се осигурява катодна поляризация, която допринася за намаляване на скоростта на разтваряне на метала, тъй като потенциалът на корозия се придвижва до отрицателен индикатор, нагоре от естествения параметър.

Принцип на катодната поляризация

Катодната защита на подземните тръбопроводи се осъществява с помощта на жертвени аноди или чрез поляризация от източник на постоянен ток. В първия случай изчислението се основава на факта, че различните метали в електролита имат различни потенциали. Следователно, когато създавате галванична двойка от два материала и ги потапяте в електролит, металът, чийто потенциал има голям отрицателен индикатор, ще бъде анодът. В резултат на това противоположният материал е подложен на по-малко унищожаване.

На практика, жертвените галванични елементи се състоят от магнезиеви, алуминиеви или цинкови протектори. Такава защита е ефективна при почви с ниско съпротивление (до 50 Ohm m).

Външни източници

Катодната защита на газопроводи от корозионни процеси с помощта на външни източници е по-сложна. Въпреки сложността на организиране на процеса, такава система не зависи от специфичната устойчивост на почвата и има неограничен енергиен ресурс. Ролята на източниците на постоянен ток се играе от преобразуватели с различни конфигурации и конструкции, които се захранват от променлива електрическа мрежа.

Преобразуващите елементи дават възможност за регулиране на тока на защитната посока в широк диапазон. В същото време защитата на газопровода е гарантирана, независимо от околните условия. Основни източници на захранване:

• въздушни електропроводи 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• дизелови генератори;
• топлинни, газови и други аналози.

Потоците на защитния ток, действащи върху тръбите, създават потенциална разлика от метала към земята и се разпределят неравномерно по дължината на газопровода.