XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Даже тщательно выполненное изоляционное покрытие в процессе эксплуатации стареет, теряет свои диэлектрические свойства. Встречаются повреждения изоляции при температурных перемещениях газопровода, повреждения корнями растений, остаются не замеченные при проверке дефекты. Следовательно, изоляционные покрытия не дают 100% защиты газопровода от коррозии.

Убытки от коррозии в мире настолько огромны, что общество вынуждено тратить ежегодно десятки, а может быть и сотни миллиардов долларов на борьбу с ней. Общая сумма прямых коррозионных потерь составляет более 4% валового национального продукта. Подсчитано, что около 15% этих потерь можно было бы избежать, своевременно используя современные средства защиты.

Рис.1. Статистика обнаружения коррозионных дефектов под отслоившимся покрытием

Рис.2. Статистика обнаружения коррозионных дефектов под отслоившимся покрытием

Коррозия металлов - разрушение металлических поверхностей под влиянием химического или электрохимического воздействия окружающей среды. Ей могут подвергаться наружные и внутренние поверхности трубопровода. Коррозия внутренних поверхностей происходит в результате взаимодействия в присутствии влаги с такими агрессивными компонентами как H₂S и O₂. Наибольшую опасность представляют коррозия внешних поверхностей газопровода.

Подземные газопроводы защищают от почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами двумя способами: активный и пассивный.

Пассивная защита представляет собой изоляцию поверхности трубопровода от земли различными материалами (разнообразные пропитки, грунтовки, покрытия и т.д.).К сожалению, не приходится говорить о высокой надежности этого метода из-за сложностей с целостностью изоляционного покрытия. Строительство систем с применением пассивной защиты от коррозии негативно сказывается на материале покрытия. Появившиеся трещины, вмятины, сколы и прочие дефекты усугубляются в процессе эксплуатации подземных сооружений и систем. Могут возникать и сквозные повреждения изоляционного покрытия, где смогут протекать грунтовые воды, образуя коррозию.

Более эффективным и надежным методом считается активный. Он чаще всего применяется внутри трубопроводов для противодействия протекающей жидкости. К этому способу относят непосредственно катодную и протекторную защиту. Эти два метода имеют существенные различия между собой, но оба основаны на принципе блуждающих токов. Условно выделяют еще и дренажную.

При катодной защите (рис. 3) для создания гальванической пары используется внешний источник питания 2. При этом катодом является газопровод 5, подсоединенный в то­чке дренирования 6 посредством дренажного кабеля к отрицатель­ному электроду источника питания; анодом является металличе­ская штанга 4, заглубленная в грунт ниже зоны промерзания его.

Одна катодная станция обеспечивает защиту газопровода про­тяженностью до 1 000 м.

Рис. 3. Схема катодной защиты:

/ — дренажный кабель; 2 — источник постоянного тока; 3 — соединительный кабель; 4 — заземлитель (анод); 5 — газопровод; б — точка дренирования

Протекторный метод применяется в тех случаях, когда не может быть использован катодный. Причиной этому обычно служит отсутствие источников электроснабжения. При протекторной защите участок газопровода превращается в катод не за счет источника питания, а за счет использования протектора. Последний соеди­нен проводником с газопроводом и образует с ним гальваниче­скую пару, в которой газопровод является катодом, а протектор — анодом. В качестве протектора используется металл с более отри­цательным потенциалом, чем у железа.

Принцип работы протекторной защиты показан на рис. 4. Ток от протектора 3 через грунт попадает на газопровод 6, а затем по изолированному соединительному кабелю к протектору. Протек­тор при стекании с него тока будет разрушаться, защищая газо­провод.

Зона действия протекторной установки приблизительно 70 м.

Рис. 4. Схема протекторной (электродной) защиты:

/ — контрольный пункт; 2 — соединительные кабели; 3 — протектор (электрод); 4 — заполнитель (соли + глина + вода); 5 — пути движения защитного тока в грунте; 6 — газопровод

При электродренажной защите ток отводится из анодной зоны газопровода к источнику (рельсу или отрицательной шине тяговой подстанции). Зона защиты около 5 км.

Пассивный метод не может полноценно защитить газопровод от коррозии и снизить риск коррозионных повреждений.

При использовании метода активной защиты от коррозии перед пассивной можно сделать следующий вывод:

-более высокий срок службы газопроводов;

-позволяет контролировать процесс защиты от коррозии

Применение активного метода защиты позволяет снизить скорость коррозии до минимальных значений, эксплуатировать газопровод без проведения детальных обследований и ремонта.Поэтому при применении активной защиты газопроводов риск коррозионных повреждений сводится к минимуму и является способом повышения эксплуатационной надежности подземных газопроводов.

Код для цитирования: Скопировать