Skuteczne metody ochrony gazociągu przed korozją

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Ochrona gazociągów przed korozją odbywa się na kilka sposobów. Wynika to z odmiennego charakteru pochodzenia samej deformacji, który zależy od rodzaju lokalizacji autostrady i warunków otoczenia. Korozja drutów metalowych to samoistne odkształcanie się tych elementów w wyniku procesów chemicznych lub elektrochemicznych. Główne rodzaje odkształceń to płynne, atmosferyczne, podziemne.

Powody

Poniżej znajdują się krótkie definicje uszkodzeń niwelowanych przez ochronę antykorozyjną gazociągów:

1. Działanie chemiczne - samorzutne utlenianie części metalowych, w wyniku ich przekształcenia w stabilny obszar jonowy, pod wpływem związków nieprzewodzących.
2. Korozja elektrochemiczna - metal jest niszczony w tempie zależnym od penetracji elektrody. Wynika to z faktu, że atomy są jonizowane oddzielnie, z wymianą środka utleniającego w elektrolicie.
3. Najbardziej niebezpieczną korozją jest atak prądu błądzącego. Ten problem jest obserwowany w pobliżusystemy przewodzące prąd elektryczny, na przykład w obszarze dróg kolejowych z siecią styków.

Informacje ogólne

Główne rodzaje ochrony gazociągów przed korozją to trzy rodzaje: bieżnik, katoda i metody odwadniające. W celu maksymalnego zabezpieczenia serwisowanych obiektów stosuje się kompleksowe środki, w tym ochronę katodową, bieżnikową, drenażową. Budowane są stacje katodowe z kilkoma przedziałami odwadniającymi i rozproszonymi anodami, aby uniknąć efektu ekranowania komunikacji podziemnej.

Katodowa ochrona przed korozją gazociągów

Ta metoda polega na połączeniu dodatniego bieguna generatora prądu stałego z przewodem uziemienia anody. Z niego prądy przedostają się do gleby, przepływając przez uszkodzone odcinki izolacji do rurociągu. Przechodzą przez rurę do miejsca podłączenia przewodu, a następnie do ujemnej granicy źródła.

Jeżeli poziom napięcia jest wystarczający, cała robocza część gazociągu staje się katodą ujemną. Umożliwia to zapobieganie powstawaniu aktywnej korozji. W tym przypadku uziemienie (odpady metalowe) staje się sekcją anodową. W rezultacie rura jest wzmacniana ujemnie w stosunku do podłoża.

Środki ochronne

Ochrona ochronna gazociągu przed korozją polega na wytworzeniu potencjału blokującego poprzez podłączenie osłon metalowych do rur o wskaźniku bardziej ujemnym niż parametr samego rurociągu. Za pomocąMetoda ta nie przewiduje zewnętrznego źródła prądu, wymagane charakterystyki tworzy się za pomocą ogniwa galwanicznego anodowego. Pod wpływem ochraniacza na gazociąg działa polaryzacja katodowa, co przyczynia się do zaprzestania procesów korozyjnych.

Materiałem roboczym może być cynk, aluminium, magnez w postaci specjalnych stopów (ML, TsO, Ts1 itp.). Ten rodzaj ochrony jest tak prosty, jak to tylko możliwe, nie wymaga dodatkowej konserwacji. Ta metoda, w połączeniu z innymi metodami, ma zastosowanie do ochrony poszczególnych przedziałów, które nie są przecinane przez sąsiednie sekcje bezpieczeństwa katodowego. Zabezpieczenie protektora gazociągu przed korozją jest odpowiednie dla specjalnych osłon na przejazdach kolejowych i autostradowych, na obiektach o rozbudowanych konstrukcjach podziemnych.

Ochraniacze montowane są w wiązkach kilku elementów, połączonych bezpośrednio z rurą lub wylotem katody. Między sobą są połączone specjalnym kablem, drutem stalowym lub miedzianym. Aby zwiększyć skuteczność ochrony, ochraniacze znajdują się w wypełniaczu, co zmniejsza rezystancję styku. Kompozycja to siarczan magnezu lub sód z glinką. Odległość montażowa osłon od rurociągu wynosi około 3-6 metrów.

Drenaż

Bardzo często szyny tramwajowe i kolejowe na torach zelektryfikowanych nie mają odpowiedniej przewodności, co powoduje, że część prądu elektrycznego przedostaje się do gruntu. Z tego powodu konieczna jest ochrona rurociągów biegnących w pobliżu linii kolejowych. Naw miejscu wejścia prądów błądzących do rury powstaje potencjał katodowy, a na wyjściu strefa anodowa. To właśnie w ostatnich miejscach metal jest aktywnie uszkodzony.

Drenażowa ochrona antykorozyjna stalowych gazociągów jest skutecznym sposobem zwalczania prądów błądzących. Jest to bardzo ważne, ponieważ pod wpływem tego efektu rury odkształcają się na wskroś w bardzo krótkim czasie. Określony rodzaj ochrony obejmuje usuwanie prądów z rurociągu do źródła pierwotnego za pomocą przewodnika. Jednocześnie zmniejsza się potencjał rur względem gruntu, co przyczynia się do eliminacji odcinków przemiennych i anodowych z jednoczesnym wstrzymaniem upływu prądu do gruntu.

Funkcje drenażu

Umieszczenie linii odwadniających zależy od lokalizacji potencjalnego zagrożenia. Zabezpieczenie głównego gazociągu przed korozją budowane jest na szynie ujemnej podstacji trakcyjnej lub na szynach kolejowych. W pierwszym przypadku połączenie może być bezpośrednie lub spolaryzowane.

Odwadnianie bezpośrednie jest odpowiednie, jeśli potencjał rurociągu jest wyższy niż potencjał systemu odprowadzania prądu błądzącego. Przy układaniu odwodnienia elektrycznego na szynach połączenie musi być wyłącznie spolaryzowane. Różni się od wersji bezpośredniej tym, że obwód zapewnia specjalne ustawienia zapobiegające powrotowi prądu elektrycznego do rur. Linia odwadniająca dostępna jest w wersji kablowej lub atmosferycznej, na której zamontowane jest oprzyrządowanie.

Korozja rurociągów podziemnych

Podany typ uszkodzenia rur odnosi się do jednego z głównych czynników ich zniszczenia w wyniku powstawania pęknięć i pęknięć. Korozja w wyniku reakcji metalu z otoczeniem powoduje zmiany w jego strukturze, co prowadzi do odpowiednich odkształceń. Zabezpieczenie elektrochemiczne gazociągu przed korozją pozwala zapobiegać takim awariom, ponieważ większość reakcji przebiega w podobny sposób. Oznacza to, że w różnych częściach rury powstają strefy katodowe i anodowe.

Pod wpływem przepływu elektromotorycznego pary galwanicznej elektrony przez elementy metalowe przedostają się do komory katodowej, wpływając do gruntu i wywołując reakcję z utleniającym elektrolitem, wywołując powstawanie jonów tlenu i wodoru. Równowaga elektrolityczna jest zaburzona, w miejscu anody dodatnie cząstki żelaza trafiają do gruntu, co powoduje uszkodzenie galwaniczne z powodu utraty masy metalu.

Ochrona podziemnych gazociągów przed korozją

Istnieją dwa sposoby ochrony w tym kierunku: aktywny i pasywny. W drugim przypadku ma stworzyć hermetyczną barierę pomiędzy metalem rury a otaczającym ją gruntem. Aby to zrobić, użyj różnych powłok, takich jak taśmy polimerowe, bitum, żywice.

Wszystkie powłoki izolacyjne do pasywnej ochrony gazociągów przed korozją muszą spełniać określone normy i wymagania. Wśród nich:

• odporność chemiczna;
• wysoka rezystancja elektryczna;
• dopuszczalna stawkaprzyczepność do powierzchni metalowej;
• wysoka wytrzymałość mechaniczna;
• niewrażliwość na czynniki klimatyczne;
• zachowanie swoich właściwości pod wpływem wysokich i niskich temperatur;
• brak uszkodzeń mechanicznych lub fabrycznych;
• kompozycja nie powinna zawierać składników, które działają korodująco na metal;
• odporność na atak różnych rodzajów bakterii.

Wydajność

Jak pokazuje praktyka, uzyskanie optymalnej ciągłej warstwy przez nałożenie powłoki izolacyjnej jest prawie niemożliwe. Różne rodzaje materiałów mają różną przepuszczalność dyfuzyjną, co powoduje różną jakość obróbki rurociągów z otoczenia. Ponadto podczas budowy i układania na powłoce powstają wgniecenia, pęknięcia i inne defekty. Przez uszkodzenie ochrony biernej jest to najbardziej niebezpieczne, gdyż w tych miejscach aktywnie zachodzi proces korozji gruntu.

Ponieważ ta metoda jest nieskuteczna dla pełnego bezpieczeństwa rur, dodatkowo stosuje się aktywną ochronę gazociągu przed korozją. Opiera się na kontroli procesów elektrochemicznych zachodzących na granicy metalowej rury i elektrolitu gruntowego. Takie podejście nazywa się kompleksową ochroną. W fazie aktywnej zapewniona jest polaryzacja katodowa, która przyczynia się do zmniejszenia szybkości rozpuszczania metalu w miarę przesuwania się potencjału korozyjnego do wskaźnika ujemnego, w górę od parametru naturalnego.

Zasada polaryzacji katodowej

Ochrona katodowa rurociągów podziemnych realizowana jest za pomocą anod protektorowych lub poprzez polaryzację ze źródła prądu stałego. W pierwszym przypadku obliczenia opierają się na fakcie, że różne metale w elektrolicie mają różne potencjały. Dlatego przy tworzeniu pary galwanicznej dwóch materiałów i zanurzeniu ich w elektrolicie metal, którego potencjał ma duży wskaźnik ujemny, będzie anodą. W rezultacie przeciwny materiał podlega mniejszemu zniszczeniu.

W praktyce protektorowe ogniwa galwaniczne składają się z ochraniaczy magnezowych, aluminiowych lub cynkowych. Taka ochrona jest skuteczna w glebach o niskiej rezystywności (do 50 Ohm m).

Źródła zewnętrzne

Ochrona katodowa gazociągów przed procesami korozyjnymi przy pomocy źródeł zewnętrznych jest bardziej skomplikowana. Pomimo złożoności organizacji procesu, taki system nie zależy od specyficznej odporności gleby i ma nieograniczone zasoby energii. Rolę źródeł prądu stałego pełnią przekształtniki o różnych konfiguracjach i konstrukcjach, które zasilane są ze zmiennej sieci elektrycznej.

Elementy przetwarzające umożliwiają regulację prądu w kierunku ochronnym w szerokim zakresie. Jednocześnie gwarantowana jest ochrona gazociągu, niezależnie od warunków otoczenia. Główne źródła zasilania:

• napowietrzne linie energetyczne 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• generatory diesla;
• termiczne, gazowe i inne analogi.

Przepływy prądu ochronnego działające na rury powodują powstanie różnicy potencjałów między metalem a gruntem i są nierównomiernie rozłożone na całej długości gazociągu.