Захист газопроводів від корозії проводиться декількома способами. Це пов’язано з різною природою походження самої деформації, яка залежить від типу розташування магістралі і навколишніх умов. Під корозією метало-проводів увазі мимовільну деформацію зазначених елементів із-за хімічних або електрохімічних процесів. Основні види деформацій – рідинна, атмосферна, підземна.
Причини
Нижче наведено короткі визначення пошкоджень, які нівелюються захисту газопроводів від корозії:
Загальна інформація
До головних видів захисту газопроводів від корозії ставиться три типи: протекторний, катодний і дренажний способи. Для того щоб максимально убезпечити обслуговувані об’єкти, застосовують комплексні заходи, що включають в себе катодний, протекторний, дренажну захист. Катодні станції зводять з кількома відсіками дренування і розкиданими анодами щоб уникнути екрануючого впливу комунікацій підземного розташування.
Катодний захист газопроводів від корозії
Даний метод полягає в тому, щоб з’єднати позитивний полюс генератора постійного струму з провідником анода-заземлювача. З нього струми потрапляють в грунт, надходячи через пошкоджені ділянки ізоляції в трубопровід. По трубі вони направляються до місця приєднання провідника, далі – до негативного рубежу джерела.
Якщо є достатній рівень напруги, вся робоча частина газопроводу стає негативно-катодної. Це дає можливість попередити утворення активної корозії. При цьому анодним ділянкою стає заземлення (непридатний метал). В результаті труба по відношенню до грунту потенціюється негативно.
Протидія протекторним способом
Протекторний захист газопроводу від корозії передбачає створення блокуючого потенціалу за допомогою приєднання до труб металевих протекторів з більш негативним показником, ніж параметр самого трубопроводу. При використанні зазначеного методу не передбачається зовнішнє джерело струму, необхідні характеристики створюються за допомогою гальванічного анодного елемента. Під впливом протектора на газопровід діє катодна поляризація, що сприяє припиненню корозійних процесів.
Робочим матеріалом може виступати цинк, алюміній, магній у вигляді спеціальних сплавів (МЛ, ЦО, Ц1 і тому подібних). Зазначений вид захисту максимально простий, не потребує додаткового обслуговування. Даний спосіб в комбінації з іншими методами актуально застосовувати для захисту окремих відсіків, не пересікаються суміжними ділянками катодного безпеки. Протекторний захист газопроводу від корозії доречна для спеціальних кожухів на переходах через залізничні колії та автодороги, на об’єктах з розвиненими підземними спорудами.
Протектори монтуються сплотками за кілька елементів, підключаються безпосередньо до труби або виходу-катода. Між собою вони з’єднуються за допомогою спеціального кабелю, дроту зі сталі або міді. Для збільшення ефективності захисту протектори розташовуються в заповнювачі, що знижує перехідний опір. В якості складу виступає сірчанокислий магній або натрій з глиною. Відстань монтажу протекторів від трубопроводу становить близько 3-6 метрів.
Дренування
Дуже часто трамвайні та залізничні колії на електрифікованих коліях не мають належної провідності, що обумовлює потрапляння частини електроструму в грунт. Саме від цього необхідно захищати трубопроводи, що йдуть поблизу залізниць. На точці входження блукаючих струмів в трубу утворюється катодний потенціал, а на виході – анодна зона. Саме в останніх місцях відбувається активне ураження металу.
Дренажна захист сталевих газопроводів від корозії є ефективним способом боротьби з струмами блукаючого типу. Це дуже важливо, оскільки під впливом зазначеного ефекту труби деформуються наскрізь за дуже короткий період. Зазначений вид захисту передбачає відвід струмів від трубопроводу до первинного джерела за допомогою провідника. При цьому зменшується потенціал труб по відношенню до землі, що сприяє усуненню знакозмінних і анодних ділянок з одночасним припиненням витоку струмів в грунт.
Особливості дренажу
Розміщення электродренажных ліній залежить від розташування об’єкта потенційної загрози. Захист магістрального газопроводу від корозії зводиться на мінусову шину тягової підстанції або на залізничні рейки. В першому випадку підключення може бути прямого або поляризованого дії.
Пряме дренування доречно, якщо потенціал трубопроводу вище аналогічного параметра системи відведення блукаючих струмів. При облаштуванні электродренажа на рейках, підключення має бути виключно поляризованим. Він відрізняється від прямого варіанта тим, що в схемі передбачені спеціальні установки, що дозволяють запобігти повернення электротоков на труби. Лінія дренажу буває в кабельному або атмосферному виконанні, на ній вмонтовуються контрольно-вимірювальні прилади.
Корозія підземних трубопроводів
Зазначений тип пошкодження труб відноситься до одного з основних чинників їх руйнування внаслідок утворення тріщин і розривів. Корозія в результаті реакції металу з навколишнім середовищем викликає зміни в його структурі, що призводить до відповідних деформацій. Попередити подібні несправності дозволяє електрохімічний захист газопроводу від корозії, оскільки більшість реакцій викликані аналогічним способом. Тобто на різних ділянках труби утворюються катодні і анодні зони.
Під впливом электродвижущего потоку гальванічної пари, електрони з металевим елементам потрапляють в катодний відсік, перетікаючи в грунт і створюючи реакцію з окислючий електролітом, провокуючи утворення кисневих і водневих іонів. Електролітичний баланс порушується, на анодній ділянці позитивні частинки заліза йдуть у грунт, що викликає гальванічне поразка з причини втрати маси металу.
Захист підземних газопроводів від корозії
В цьому напрямку існує два способи захисту: активна і пасивна. У другому випадку передбачається створення герметичного бар’єру між металом труби і навколишнього його ґрунтом. Для цього використовують різні покриття типу полімерних стрічок, бітуму, смол.
Всі ізоляційні покриття пасивного захисту газопроводів від корозії повинні відповідати певним стандартам і вимогам. Серед них:
- стійкість до хімічного впливу;
- високий електричний опір;
- прийнятний показник адгезії до металевої поверхні;
- володіння високою механічною міцністю;
- несхильність до кліматичних факторів;
- збереження своїх властивостей при дії високих і низьких температур;
- відсутність механічних і заводських дефектів;
- в складі не повинно бути компонентів, що надають корозійне дія на метал;
- опір атаці різного роду бактерій.
Ефективність
Як показує практика, досягти оптимального суцільного шару допомогою нанесення ізоляційного покриття практично неможливо. Різні види матеріалів володіють неоднаковою дифузної проникністю, що обумовлює різну якість обробки трубопроводів від навколишнього середовища. Крім того, в процесі будівництва та укладання на покритті утворюються вм’ятини, тріщини та інші дефекти. Наскрізні пошкодження пасивного захисту – найбільш небезпечні, так як в цих місцях активно йде процес ґрунтової корозії.
Оскільки зазначений метод малоефективний для повної безпеки труб, додатково використовується активний захист газопроводу від корозії. Вона заснована на управлінні електрохімічними процесами, що мають місце на рубежі трубного металу і ґрунтового електроліту. Подібний підхід називається комплексним захистом. В активній фазі передбачена катодна поляризація, що сприяє зменшенню швидкості розчинення металу по мірі зрушення потенціалу корозії до від’ємного показника, в більшу сторону від природного параметра.
Принцип катодної поляризації
Катодний захист підземних трубопроводів здійснюється за допомогою жертовних анодів або через поляризацію від джерела постійного струму. У першому випадку розрахунок береться на те, що різні метали в електроліті володіють різними потенціалами. Отже, при створенні гальванічної пари з двох матеріалів і занурення їх в електроліт метал, потенціал якого володіє великим негативним показником, буде анодом. Внаслідок цього протилежний матеріал піддається меншому руйнування.
У практичному плані жертовні гальванічні елементи складаються з магнієвих, алюмінієвих або цинкових протекторів. Подібна захист ефективне в ґрунтах з низькою омностью (до 50 Ом·м).
Зовнішні джерела
Катодний захист газопроводів від корозійних процесів за допомогою зовнішніх джерел – більш складна. Незважаючи на трудомісткість організації процесу, подібна система не залежить від питомої ґрунтового опору і має безмежним енергетичним ресурсом. Роль джерел постійного струму грають перетворювачі різної конфігурації та конструкції, які живляться від змінної електричної мережі.
Перетворюючі елементи дають можливість коригувати струм захисного напряму в широких діапазонах. При цьому гарантується охорона газопроводу, незалежно від навколишніх умов. Основні джерела живлення:
- повітряні ЛЕП 0,4/6,0/10,0 кВт;
- дизельні генератори;
- термічні, газові та інші аналоги.
Захисні струмові потоки, що впливають на труби, створюють різницю потенціалів від металу до грунту і розподіляються нерівномірно по довжині газопроводу.
