Способы защиты магистральных ТП от коррозии

Защита трубопровода от коррозии делят на два основных способа:

1.Пассивная зашита;

2.Активная защита.

Пассивная-это защита внешней поверхности трубы от взаимодействия с блуждающими токами и груном, которая осуществляется с помощью противокоррозионных диэлектрических покрытий, обладающих водонепроницаемостью, прочным сцеплением с металлом, механической прочностью.Материал используемый для защиты должен быть недефецитным, долговечным,недорогим.Для защиты трубопроводов применяют полимерные покрытия из следующих материалов:

1.полиуретановых смол;

2.экструдированного полиолефина;

3.полимерных или битумно-полимерных лент;

4.эпоксидных красок на основе смол;

5.термоусаживающихся материалов;

Использование ленточных полимерных материалов выявило, что они технологичны,нанесение материала на объект не имеет больших трудозатрат,но при этом они уязвимы — острые концы на поверхности металла, острые камни легко повреждают такую изоляционную поверхность,при этом разрушая целостнось самого покрытия. В данном случае хороши покрытия на основе битумных мастик, повредить которые очень сложно. Но,с течением времени битумные мастики начинают стареть : теряют свою эластичность, становятся более хрупкими и начинают отслаиваться от трубопроводов.

Изоляционные материалы не дают гарантии защиты подземных трубопроводов от воздействия коррозии. Следовательно, защита труб от подземной коррозии независимо от коррозионной активности грунта и района их прокладки осуществляют комплексно: средствами электрохимической защиты(ЭХЗ) и защитными покрытиями .

Активным способом защиты трубопроводов от коррозии ,предусматривает создание электрического тока, в котором металл трубопровода, несмотря на неоднородность включений, становится катодом, а анодом является дополнительно размещенный в грунте металл. Есть два вида активной защиты трубопроводов от наружной коррозии — катодная и протекторная.

При катодной защите трубопровода труба подключается к отрицательному источнику тока, а положительный к искусственному анодному заземлению ,а цепь замыкается с помощью электролита находящегося в самой почве.

Основным параметром катодной защиты являются длина защитной зоны и сила тока,в зависимости от которых принимаются тип, мощность установки, длина дренажых линий,число анодных заземлителей.

Принципиальная схема катодной защиты изображена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Принципиальная схема катодной защиты трубопровода:

1 — источник постоянного тока (СКЗ); 2 — изолированный электропровод;

3 — трубопровод с поврежденной изоляцией; 4 — анодное заземление (заглубленное железо); 5 — дренаж (соединение тела трубы с электропроводом)

Протектор в основе имеет тот же эффект,что и катод,но защита будет создаваться гальваническиим элементом, в котором катодом является само сооружение,а анодом – мателл(электроотрицательный).Для увеличения эффективности работы протектора он погружается в смесь солей,которая называется- активатором. Она универсальна, благодаря чему может применяться в районах, где нет источников электроэнергии.

После применения протекторной защиты трубопровод принимает полярность катода, а протектор – наоборот анода. Контрольно –измерительная колонка ,служит для измерения силы тока. Но,разрушение самого металла возможно, но не разрушение маталла трубопровода, а протектора.

Протекторную защиту от коррозии можно использовать в следующих случаях:

• для защиты кожухов на переходах через железные и автомобильные дороги;
• на трубопроводах в комплексе с установками катодной защиты (УКЗ) для обеспечения защитного потенциала на участке между УКЗ;

Схема протекторной защиты изображена на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Схема протекторной защиты трубопровода:

1 – изолированный провод; 2 – защищаемый трубопровод; 3 – гальванический анод; 4 – контрольно-измерительная колонка.

Самым эффективным методом защиты от блуждающих токов является электродренажная защита, принцип работы данного метода заключается в удалении анодных зон с помощью отвода блуждающих токов от них в рельсовую часть цепи, имеющей знакопеременный или отрицательный. Применяют прямой, усиленный и поляризованный дренажи.

Прямой дренаж – это устройство дренажное двусторонней проводимости. Схема прямого электрического дренажа (рис.1.7) включает в себя: рубильник,реостат, сигнальное реле иплавкий предохранитель. Сила тока в цепи «трубопровод-рельс» регулируется с помощью реоста. В случаях,когда показатели тока превышают допустимое значение , то плавкий предохранитель перегорает, и ток начинает идти по обмотке реле, при включении которого подается сигнал звуковой или световой. Прямой дренаж используется, в случаях,когда потенциал трубопровода стабильно превышает потенциала рельсовой сети, куда в последствии отводятся блуждающие токи. Иначе дренаж превратится в канал для прибывания блуждающих токов на саму трубу(трубопровод).

Рис. 1.5. Схемы электродренажных установок:

a - прямой дренаж; б - поляризованный дренаж; в - усиленный дренаж;

г - поляризованный протектор; 1 - дренажные кабели; 2 - плавкий предохранитель;

3 - полупроводниковый вентиль; 4 - усиленная дренажная установка; 5 - протектор;

Т – трубопровод; Р - рельс; К - контактор кабелей тяговой подстанции

Поляризованный дренаж — это устройство(дренажное), имеющую одностороннюю проводимость (рис.1.7). Отличие прямого способа от поляризованного в использовании элемента односторонней проводимости ,так называемый «вентильный элемент)». В случае поляризованного дренажа ток протекает от трубопровода к рельсу, что фаектически исключает наплыв блуждающих токов на трубопровод по дренажному проводу. Наилучшим решением будет применение данного протектора в виде временной защиты на строящихся трубопроводах.

Усиленный дренаж используется, когда необходимо не только отвести блуждающие токи с тп, но и сохранить на нем нужные показатели защитного потенциала. Усиленный метод состоит из обычной катодной станции (рис.1.7), подключенной отрицательным полюсом к защищаемому сооружению, а положительным к рельсам электрифицированного транспорта.

Для определения эффективности воздействия электрохимзащиты и состояния защитного покрытия выполняют коррозионные замеры. Они предназначены для выполнения строительства ,проектирования, эксплуатации магистральных трубопроводов.Выполняются следующие работы:

1.определение наличия блуждающих токов и их источников;

2.определение агрессивности грунта;

3.оценка работы катодной защиты;

4.оценка качества изоляционного покрытия;

5.оценка работы существующих средств, обеспечивающих работу ЭХЗ.

Вышеизложенные работы помогают оценить параметры остаточного эксплуатационного ресурса труб с учетом старения металла.