Обеспечивать наибольшую разность потенциалов металла протектора и стали;
Ток при растворении единицы массы протектора должен быть максимальным;
Отношение массы протектора, израсходованной на создание защитного потенциала, к общей массе протектора должно быть наибольшим.
Катодная защита магистральных газопроводов. Катодная защита трубопроводов
48. Катодная защита
При катодной защите трубопровода положительный полюс источника постоянного тока (анод) подключается к специальному анодному заземлителю, а отрицательный (катод) – к защищаемому сооружению (рис. 2.24).
Рис. 2.24. Схема катодной защиты трубопровода
1- линия электропередачи;
2 - трансформаторный пункт;
3 - станция катодной защиты;
4 - трубопровод;
5 - анодное заземление;
6 - кабель
Принцип действия катодной защиты аналогичен электролизу. Под воздействием электрического поля начинается движение электронов от анодного заземлителя к защищаемому сооружению. Теряя электроны, атомы металла анодного заземлителя переходят в виде ионов в раствор почвенного электролита, то есть анодный заземлитель разрушается. На катоде (трубопроводе) наблюдается избыток свободных электронов (восстановление металла защищаемого сооружения).
49. Протекторная защита
При прокладке трубопроводов в труднодоступных районах, удаленных от источников электроэнергии, применяется протекторная защита (рис. 2.25).
1 - трубопровод;
2 - протектор;
3 - проводник;
4 - контрольно-измерительная колонка
Рис. 2.25. Схема протекторной защиты
Принцип действия протекторной защиты аналогичен гальванической паре. Два электрода – трубопровод и протектор (изготовленный из более электроотрицательного металла, чем сталь) соединяются проводником. При этом возникает разность потенциалов, под действием которой происходит направленное движение электронов от протектора-анода к трубопроводу-катоду. Таким образом, разрушается протектор, а не трубопровод.
Материал протектора должен отвечать следующим требованиям:
Предъявляемым требованиям в наибольшей степени отвечают магний, цинк и алюминий. Эти металлы обеспечивают практически равную эффективность защиты. Поэтому на практике применяют их сплавы с применением улучшающих добавок (марганца, повышающего токоотдачу и индия – увеличивающего активность протектора).
50. Электродренажная защита
Электродренажная защита предназначена для защиты трубопровода от блуждающих токов. Источником блуждающих токов является электротранспорт, работающий по схеме «провод–земля». Ток от положительной шины тяговой подстанции (контактный провод) движется к двигателю, а затем через колеса к рельсам. Рельсы соединяются с отрицательной шиной тяговой подстанции. Из-за низкого переходного сопротивления «рельсы–грунт» и нарушения перемычек между рельсами часть тока стекает в землю.
Если поблизости находится трубопровод с нарушенной изоляцией, ток проходит по трубопроводу до тех пор, пока не будет благоприятных условий для возвращения к минусовой шине тяговой подстанции. В месте выхода тока трубопровод разрушается. Разрушение происходит за короткое время, поскольку блуждающий ток стекает с небольшой поверхности.
Электродренажной защитой называется отведение блуждающих токов от трубопровода на источник блуждающих токов или специальное заземление (рис. 2.26).
Рис. 2.26. Схема электродренажной защиты
1 - трубопровод; 2 - дренажный кабель; 3 - амперметр; 4 - реостат; 5 - рубильник; 6 - вентильный элемент; 7 - плавкий предохранитель; 8 – сигнальное реле ; 9 – рельс
studfiles.net
Катодная защита внутриплощадочных трубопроводов от почвенной коррозии
12 мая 2016 г.
При подземной прокладке трубопроводы НПС подвержены почвенной коррозий. Длж защиты от нее на вщ наносят противокоррозионное изоляционное покрытие, а в процессе эксплуатации используют катодную защиту.
Катодной называют защиту, реализуемую присоединением: металлического сооружения (в данном случае - трубопровода) к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а положительного полюса - к анодному заземлению. Источниками постоянного тока служат специальные выпрямители (станции катодной защиты), питаемые, кап правило, от сети переменного тока.
Принципиальная схема катодной защиты показана та рисунке ниже.
Принципиальная схема катодной защиты
1 - ЛЭП; 2 - трансформаторный пункт; 3 - станция катодной защиты; 4 - соединительный кабель; 5 - анодное заземление; 6 - трубопровод
Она включает линию электропередачи, трансформаторный пункт, станцию катодной защиты, защищаемый трубопровод, анодное заземление и соединительный кабель.
Принцип действия катодной защиты следующий. Под воздействием приложенного электрического поля источника начинается даижение полусвободных валентных электронов от анодного заземления по соединительному кабелю к защищаемому трубопроводу. Теряя электроны, атомы металла анодного заземления в виде ион-атомов переходят в почву, т.е. анодное заземление разрушается. У защищаемого же трубопровода вследствие работы источника постоянного тока наблюдается избыток свободных электронов, т.е. создаются условия для протекания реакций кислородной и водородной деполяризации, характерных для катода.
В качестве анодного заземления при катодной защите используют стальные и чугунные электроды (отбракованные трубы, полосы, рельсы и т.д.), графитовые и железокремниевые аноды. Последние разрушаются с меньшей скоростью, чем сталь и чугун.
При выборе типа анодного заземления ориентируются на величину удельного электросопротивления грунта. При удельном электросопротивлении грунта до 100 Ом·м используют поверхностные анодные заземления с горизонтальным и вертикальным расположением электродов; при мощности верхнего слоя грунта с удельным электросопротивлением менее 100 Ом·м до 5 м используют глубинные заземления свайного типа, а более 5 м - скважинного типа.
Необходимая сила защитного тока катодной установки определяется по формуле
Iдр = jз·Fз·Kо
где jз - необходимая величина защитной плотности тока; Fз - суммарная поверхность контакта технологических трубопроводов с грунтом; Kо - коэффициент оголенности технологических трубопроводов, величина которого определяется в зависимости от переходного сопротивления противокоррозионного изоляционного покрытия Rпер и удельного электросопротивления грунта ρг по графику, приведенному на рисунке ниже.
Зависимость коэффициента оголенности подземных трубопроводов от переходного сопротивления изоляционного покрытия для грунтов с удельным электросопротивлением (Ом·м)
1 - 100; 2 - 50; 3 - 30; 4 - 10; 5 - 5
Необходимая величина защитной плотности тока выбирается в зависимости от характеристики грунтов площадки НПС в соответствии с таблицей ниже.
Зависимость защитной плотности тока от характеристики грунтов
Тип грунта |
ρг , Ом·м |
jз, А/м2 |
Влажный глинистый грунт: - pH > 8 - pH = 6-8 - с примесью песка Влажный торф (pH < 8) Увлажненный песок Сухой глинистый грунт |
15 15 15 15 50 100 |
0,033 0,160 0,187 0,160 0,170 0,008 |
ros-pipe.ru
Катодная защита газопровода
Станции катодной защиты (СКЗ) являются необходимым элементом системы электрохимической (или катодной) защиты (ЭХЗ) подземных трубопроводов от коррозии. При выборе СКЗ исходят чаще всего из наименьшей стоимости, удобства обслуживания и квалификации своего обслуживающего персонала. Качество приобретаемого оборудования оценить обычно трудно. Авторы предлагают рассмотреть указанные в паспортах технические параметры СКЗ, которые определяют, насколько качественно будет выполняться основная задача катодной защиты.
Авторы не преследовали цель выражаться строго научным языком в определении понятий. В процессе общения с персоналом служб ЭХЗ мы поняли, что необходимо этим людям помочь систематизировать термины и, что еще более важно, дать им представление, что же происходит и в электросети, и в самой СКЗ.
Задача ЭХЗ
Катодная защита осуществляется при протекании электрического тока от СКЗ по замкнутой электрической цепи, образованной тремя включенными последовательно сопротивлениями:
· сопротивление грунта между трубопроводом и анодом; I сопротивление растекания анода;
· сопротивление изоляции трубопровода.
Сопротивление грунта между трубой и анодом может меняться в широких пределах в зависимости от состава и внешних условий.
Анод является важной частью системы ЭХЗ, и служит тем расходным элементом, растворение которого обеспечивает саму возможность реализации ЭХЗ. Сопротивление его в процессе эксплуатации стабильно растет вследствие растворения, уменьшения эффективной площади рабочей поверхности и образования окислов.
Рассмотрим сам металлический трубопровод, который и является защищаемым элементом ЭХЗ. Металлическая труба снаружи покрыта изоляцией, в которой в процессе эксплуатации образуются трещины от воздействия механических вибраций, сезонных и суточных температурных перепадов и т.д. Через образовавшиеся трещины в гидро- и теплоизоляции трубопровода проникает влага и возникает контакт металла трубы с грунтом, так образуется гальваническая пара, способствующая выносу металла из трубы. Чем больше трещин и их размеры, тем больше металла выносится. Таким образом происходит гальваническая коррозия, в которой течет ток ионов металла, т.е. электрический ток.
Раз течет ток, то возникла замечательная идея взять внешний источник тока и включить его на встречу этому самому току, из-за которого происходит вынос металла и коррозия. Но возникает вопрос: какой величины этот самый рукотворный ток давать? Вроде бы такой, чтобы плюс на минус давал ноль тока выноса металла. А как измерить этот самый ток? Анализ показал, что напряжение между металлической трубой и грунтом, т.е. по обе стороны изоляции, должно находиться в пределах от -0,5 до -3,5 В (это напряжение называется защитным потенциалом).
Задача СКЗ
Задачей СКЗ является не только обеспечивать в цепи ЭХЗ ток, но и поддерживать его таким, чтобы защитный потенциал не выходил за принятые рамки.
Так, если изоляция новая, и она не успела получить повреждений, то ее сопротивление электрическому току высокое и нужен небольшой ток для поддержания нужного потенциала. При старении изоляции ее сопротивление падает. Следовательно, требуемый компенсирующий ток от СКЗ возрастает. Еще больше он возрастет, если в изоляции появились трещины. Станция должна уметь измерять защитный потенциал и менять свой выходной ток соответствующим образом. И ничего более, с точки зрения задачи ЭХЗ, не требуется.
Режимы работы СКЗ
Режимов работы ЭХЗ может быть четыре:
· без стабилизации выходных значений тока или напряжения;
· I стабилизации выходного напряжения;
· стабилизации выходного тока;
· I стабилизации защитного потенциала.
Скажем сразу, что в принятом диапазоне изменений всех влияющих факторов полностью обеспечивается выполнение задачи ЭХЗ только при использовании четвертого режима. Что и принято как стандарт для режима работы СКЗ.
Датчик потенциала выдает станции информацию об уровне потенциала. Станция изменяет свой ток в нужную сторону. Проблемы начинаются с момента, когда надо ставить это самый датчик потенциала. Ставить его нужно в определенном расчетном месте, нужно копать траншею для соединительного кабеля между станцией и датчиком. Тот, кто прокладывал какие-либо коммуникации в городе, знает, какая это морока. Плюс к этому датчик требует периодического обслуживания.
В условиях, когда возникают проблемы с режимом работы с обратной связью по потенциалу, поступают следующим образом. При использовании третьего режима принимают, что состояние изоляции в краткосрочном плане меняется мало и ее сопротивление остается практически стабильным. Следовательно, достаточно обеспечить протекание стабильного тока через стабильное сопротивление изоляции, и получаем стабильный защитный потенциал. В среднесрочном и долговременном плане необходимые корректировки может производить специально обученный обходчик. Первый и второй режимы не предъявляют к СКЗ высоких требований. Эти станции получаются простыми по исполнению и как следствие дешевыми, как в изготовлении, так и в эксплуатации. Видимо это обстоятельство и обуславливает применение таких СКЗ в ЭХЗ объектов, находящихся в условиях невысокой коррозионной активности среды. В случае если внешние условия (состояние изоляции, температура, влажность, блуждающие токи) изменяются до пределов, когда на защищаемом объекте образуется недопустимый режим - эти станции не могут выполнять свою задачу. Для корректировки их режима необходимо частое присутствие обслуживающего персонала, иначе задача ЭХЗ выполняется частично.
Характеристики СКЗ
В первую очередь, СКЗ необходимо выбирать исходя из требований, изложенных в нормативных документах. И, наверное, самым главным в этом случае будет ГОСТ Р 51164-98. В приложении «И» этого документа говорится, что КПД станции должен быть не ниже 70%. Уровень индустриальных помех, создаваемых СКЗ, должен быть не выше значений, указанных ГОСТ 16842, а уровень гармоник на выходе соответствовать ГОСТ 9.602.
В паспорте СКЗ обычно указываются: I номинальная выходная мощность;
КПД при номинальной выходной мощности.
Номинальная выходная мощность - мощность, которую может отдавать станция, при номинальной нагрузке. Обычно эта нагрузка составляет 1 Ом. КПД определяется как отношение номинальной выходной мощности к активной мощности, потребляемой станцией в номинальной режиме. И в этом режиме КПД самый высокий для любой станции. Однако большинство СКЗ работают далеко не в номинальном режиме. Коэффициент загрузки по мощности колеблется от 0,3 до 1,0. В этом случае реальный КПД для большинства выпускаемых сегодня станций будет заметно падать при снижении выходной мощности. Особенно это заметно для трансформаторных СКЗ с применением тиристоров в качестве регулирующего элемента. Для бестрансформаторных (высокочастотных) СКЗ падение КПД при уменьшении выходной мощности существенно меньше.
Общий вид изменения КПД для СКЗ разного исполнения можно видеть на рисунке.
Из рис. видно, что если вы используете станцию, к примеру, с номинальным КПД равным 70%, то будьте готовы к тому, что еще 30% полученной из сети электроэнергии вы истратили бесполезно. И это в самом лучшем случае номинальной выходной мощности.
При выходной мощности на уровне 0,7 от номинальной вы должны быть готовы уже к тому, что ваши потери электроэнергии сравняются с полезно затраченной энергией. Где же теряется столько энергии:
· омические (тепловые) потери в обмотках трансформаторов, дросселей и в активных элементах схемы;
· затраты энергии для работы схемы управления станцией;
· потери энергии в виде радиоизлучения; потери энергии пульсаций выходного тока станции на нагрузке.
Эта энергия излучается в грунт от анода и не производит полезной работы. Поэтому так необходимо использовать станции с низким коэффициентом пульсаций, иначе бесполезно тратится недешевая энергия. Мало, того, что при больших уровнях пульсаций и радиоизлучения растут потери электроэнергии, но кроме этого эта бесполезно рассеянная энергия создает помехи для нормальной работы большого количества электронной аппаратуры, расположенной в окрестностях. В паспорте СКЗ указывается также необходимая полная мощность, попробуем разобраться с этим параметром. СКЗ забирает из электросети энергию и делает это в каждую единицу времени с такой интенсивностью, какой мы позволили ей это делать ручкой регулировки на панели управления станции. Естественно, что из сети можно брать энергию с мощностью, не превышающей мощность этой самой сети. И если напряжение в сети меняется синусоидально, то и наша возможность брать энергию из сети меняется синусоидально 50 раз в секунду. К примеру, в момент времени, когда напряжение сети переходит через ноль, из нее нельзя взять никакой мощности. Однако же, когда синусоида напряжения достигает своего максимума, то в этот момент наша возможность забирать из сети энергию максимальна. В любой другой момент времени эта возможность меньше. Таким образом, получается, что в любой момент времени мощность сети отличается от ее мощности в соседний момент времени. Эти значения мощности называются мгновенной мощностью в данный момент времени и таким понятием трудно оперировать. Поэтому договорились о понятии так называемой действующей мощности, которая определяется из воображаемого процесса, в котором сеть с синусоидальным изменением напряжения заменяется на сеть с постоянным напряжением. Когда подсчитали величину этого постоянного напряжения для наших электросетей, то получилось 220 В - ее назвали действующим напряжением. А максимальное значение синусоиды напряжения назвали амплитудным напряжением, и равно оно 320 В. По аналогии с напряжением ввели понятие действующего значения тока. Произведение действующего значения напряжения на действующее значение тока называют полной потребляемой мощностью, и ее значение указывают в паспорте СКЗ.
А используется полная мощность в самой СКЗ не полностью, т.к. в ней имеются различные реактивные элементы, которые не тратят энергию, а используют ее как бы для создания условий, чтобы остальная энергия прошла в нагрузку, а затем возвращают эту настроечную энергию обратно в сеть. Эту возвращаемую обратно энергию назвали реактивной энергией. Энергию, которая передается в нагрузку, - активной энергией. Параметр, который указывает отношение между активной энергией, которая должна быть передана в нагрузку, и полной энергией, подводимой к СКЗ, называется коэффициентом мощности и указывается в паспорте станции. И если мы согласуем свои возможности с возможностями питающей сети, т.е. синхронно с синусоидальным изменением напряжения сети отбираем из нее мощность, то такой случай называется идеальным и коэффициент мощности СКЗ, работающей с сетью таким способом, будет равен единице.
Активную энергию станция должна как можно эффективнее передать для создания защитного потенциала. Эффективность, с которой СКЗ это делает, и оценивается коэффициентом полезного действия. Сколько она тратит энергии, зависит от способа передачи энергии и от режима работы. Не вдаваясь в это обширное поле для обсуждения, скажем только, что трансформаторные и трансформаторнотиристорные СКЗ достигли своего предела совершенствования. У них нет ресурсов для улучшения качества своей работы. Будущее за высокочастотными СКЗ, которые с каждым годом становятся надежней и проще в обслуживании. По экономичности и качеству своей работы они уже превосходят своих предшественников и имеют большой резерв для совершенствования.
Потребительские свойства
К потребительским свойствам такого устройства как СКЗ можно отнести следующее:
1. Размеры, вес и прочность. Наверно, не нужно говорить, что чем меньше и легче станция, тем меньше затрат на ее транспортировку и установку как при монтаже, так и при ремонте.
2. Ремонтопригодность. Очень важна возможность быстрой замены станции или узла на месте. С последующим ремонтом в лаборатории, т.е. модульный принцип построения СКЗ.
3. Удобство в обслуживании. Удобство в обслуживании, кроме удобства транспортировки и ремонта, определяется, по нашему мнению, следующим:
наличие всех необходимых индикаторов и измерительных приборов, наличие возможности дистанционного управления и слежения за режимом работы СКЗ.
Выводы
Исходя из вышесказанного можно сделать несколько выводов-рекомендаций:
1. Трансформаторные и тиристорно-трансформаторные станции безнадежно устарели по всем параметрам и не отвечают современным требованиям, особенно в области энергосбережения.
2. Современная станция должна иметь:
· высокий КПД во всем диапазоне нагрузок;
· коэффициент мощности (cos I) не ниже 0,75 во всем диапазоне нагрузок;
· коэффициент пульсаций выходного напряжения не более 2%;
· диапазон регулирования по току и напряжению от 0 до 100%;
· легкий, прочный и малогабаритный корпус;
· модульный принцип построения, т.е. иметь высокую ремонтопригодность;
· I энергоэкономичность.
Остальные требования к станциям катодной защиты газопровода, такие как защита от перегрузок и коротких замыканий; автоматическое поддержание заданного тока нагрузки - и прочие требования, являются общепринятыми и обязательными для всех СКЗ.
В заключении предлагаем потребителям таблицу сравнения параметров основных выпускаемых и применяемых сейчас станций катодной защиты. Для удобства в таблице представлены станции одинаковой мощности, хотя многие производители могут предложить целую гамму выпускаемых станций.
pravdapfo.ru
Трубопроводы катодная защита - Справочник химика 21
Катодная и анодная защита. Катодное покрытие трубопроводов и других подземных сооружений применяется, как правило, совместно с каким-либо неметаллическим покрытием с целью предотвращения коррозии там, где в покрытии имеются или образуются во время эксплуатации дефекты и повреждения. В зависимости от характера покрываемого предмета может быть использована катодная защита с применением тока от внешнего источника или протекторная защита. При катодной защите можно избежать загрязнения раствора путем применения нерастворимых анодов. Материалами для изготовления катодов служат пластифицированная медь или бронза [281—283]. [c.228] В присутствии воды интенсивность коррозии усиливается. Поэтому необходимо применять осушку газа. Для транспортирования газов, вызывающих усиленную коррозию, следует применять трубопроводы из специальных сталей, а также использовать антикоррозионные покрытия. При подземной прокладке газопроводов основным видом защиты от почвенной коррозии являются изоляционные покрытия (битумные и др.). На особо опасных участках почвы для защиты газопроводов от коррозии, вызываемой блуждающими токами, применяют катодную защиту, а также электрический дренаж. [c.192] Стальные трубопроводы для транспортировки нефти, химических продуктов и газов под давлением более 0,4 МПа должны иметь катодную защиту [1—4], Для повышения эксплуатационной надежности необходимо предусматривать катодную защиту также и трубопроводов низкого давления и водопроводов. Способ катодной защиты может быть с успехом применен и на существующих трубопроводах с высокой вероятностью поражения коррозией. При обычном сроке службы трубопровода катодная защита от коррозии позволяет экономично сохранить его сто- [c.244]Источниками блуждающих постоянных токов обычно являются пути электропоездов, заземления линий постоянного тока, установки для электросварки, системы катодной защиты и установки для нанесения гальванических покрытий. Источники блуждающих переменных токов — это обычно заземления линий переменного тока или токи, индуцированные в трубопроводах проложенными рядом электрическими кабелями. Пример возникновения блуждающего постоянного тока от трамвайной линии, где стальные рельсы используются для возвращения тока к генераторной станции, показан на рис. 11.1. Вследствие плохого контакта рельсов на стыках и недостаточной изоляции их от земли часть тока выходит в почву и находит пути с низким сопротивлением, например подземные газо- и водопроводы. В точке А труба попадает под воздействие катодной защиты и не подвергается коррозии, а в точке В, напротив, сильно корродирует, так как по отношению к рельсам является анодом. Если в точке В труба защищена неметаллическим покрытием, это усугубляет коррозионные разрушения, так как в этом случае все блуждающие токи выходят через дефекты в покрытии трубы, что вызывает увеличение плот-, ности тока на ограниченных участках поверхности и ускоряет разрушение трубы. [c.210]
Для предупреждения процесса коррозии под действием блуждающих токов трубопровод снабжают катодной защитой. Эффективность действия этой защиты должна проверяться не менее 1 раза в год. Применяемый для катодной защиты свинцовый кабель должен быть соединен так, чтобы обеспечивался надежный контакт с трубопроводом и одновременно надежная изоляция от почвенных воздействий. [c.36]
В пристройках к насосным зданиям разрешается располагать трансформаторные подстанции до 10 кВ, электрораспределительные устройства, станции катодной защиты трубопроводов, вентиляционные камеры, ремонтные мастерские, бытовые помещения для обслуживающего персонала. Все эти помещения должны разделяться между собой несгораемыми стенами огнестойкости не менее 1 ч и иметь самостоятельные выходы наружу. [c.179]
ЖЕРТВЕННЫЕ АНОДЫ. Если вспомогательный анод изготовлен из металла более активного (в соответствии с электрохимическим рядом напряжений), чем защищаемый, то в гальваническом элементе протекает ток — от электрода к защищаемому объекту. Источник приложенного тока (выпрямитель) можно не использовать, а электрод в этом случае называют протектором (рис. 12.2). В качестве протекторов для катодной защиты используют сплавы на основе магния или алюминия, реже — цинка. Протекторы, по существу, служат портативными источниками электроэнергии. Они особенно полезны, когда имеются трудности с подачей электроэнергии или когда сооружать специальную линию электропередачи нецелесообразно или неэкономично. Разность потенциалов разомкнутой цепи магния и стали составляет примерно 1 В (в морской воде магний имеет Е = —1,3 В), так что одним анодом может быть защищен только ограниченный участок трубопровода, особенно в грунтах с высоким удельным сопротивлением. Столь небольшая разность потенциалов иногда [c.218]
Для выяснения причин коррозии и мер ее предотвращения коррозионисты-исследователи изучают механизмы коррозионных процессов. Инженеры-коррозионисты используют накопленные наукой знания с учетом эксплуатационных данных и экономических факторов. Например, инженер-коррозионист осуществляет катодную защиту подземных трубопроводов или испытывает и разрабатывает новые краски, рекомендует добавки ингибиторов коррозии или металлическое покрытие. Ученый-коррозионист для этога разработал оптимальные варианты катодной защиты, определил молекулярную структуру химических составов с лучшими ингибирующими свойствами, создал коррозионностойкие сплавы и определил режим их термической обработки. Как науч- [c.16]
ВНИИСТ проведены исследования почвенных условий, в которых эксплуатируются трубопроводы, в частности, влияние влажности грунтов и давления их на покрытие. Изучено поведение таких новых видов изоляционных материалов, как полимерные материалы и стеклоэмали в условиях катодной поляризации. Экспериментальными исследованиями установлена принципиальная возможность применения на подземных стальных трубопроводах катодной защиты с повышенным против нормы защитным потенциалом в тех случаях, когда трубопровод не находится в постоянном контакте с грунтовыми водами. Положительные результаты получены при повышении защитного потенциала в точке дренажа катодных станций при битумной изоляции до —2,5 В, при полимерной пленочной и силикатных эмалях — до [c.116]
В целом по стране к началу 1976 г. для активной электрохимической защиты подземных трубопроводов, транспортирующих газ, нефть и нефтепродукты, эксплуатировалось 12 107 станций катодной защиты, 890 станций электродренажной защиты и 295 ООО протекторов. [c.5]
Электрическая схема катодной защиты внешним током приведена на рис. 202, б. Источник постоянного тока 1 дает на зажимах напряжение , необходимое для защиты определенного участка трубопровода. Ток (отрицательные заряды) от отрицательного полюса источника по проводу с сопротивлением R попадает в точке дренажа на защищаемую трубу, сопротивление которой / 2- Затем следует сопротивление У з, являющееся переходным сопротивлением между трубопроводом и грунтом, которое тем больше, чем в лучшем состоянии находится защитная [c.304]
Для подземных трубопроводов стоимость катодной защиты намного ниже, чем при использовании любых других способов, обеспечивающих аналогичную степень защиты. Гарантия того, что в катодно защищенных подземных трубопроводах не происходит сквозных разрушений вследствие коррозии со стороны грунта, сделала экономически оправданным и применение высокого давления для транспортировки нефти и газа на большие расстояния, например через американский континент. [c.228]
Нефтепродукты транспортируются в основном по стальным трубопроводам, имеющим катодную защиту и внешнюю изоляцию для предотвращения материала труб от коррозии. В качестве изоляции используются каменноугольные и сланцевые смолы, нефтебитумные эмали, изоляционные ленты и специальные покрытия (типа пенополиуретана). [c.11]
Катодная защита. В общем, все современные подземные трубопроводы и резервуары, удаленные от густонаселенных мест, снабжены катодной защитой в сочетании с органическими покрытиями. Такое сочетание эффективно действует в любых грунтах до тех пор, пока соответствующая катодная защита существует. [c.188]
Так как катодная защита оптимальна в определенной области потенциалов, представляется очевидным, что длина участка трубопровода, защищаемая одним анодом, увеличивается с уменьшением сопротивления металла трубы / , и ростом сопротивления покрытия Z. [c.222]
На практике эффективность катодной защиты можно установить несколькими способами, и в прошлом для доказательства полноты защиты использовали ряд критериев. Можно, например, для действующего подземного трубопровода построить зависимость числа наблюдаемых сквозных разрушений от времени эксплуатации, на которой будет видно, что после начала использования катодной защиты число сквозных разрушений резко уменьшается или падает до нуля. При защите кораблей можно через определенные интервалы времени обследовать корпус для определения глубины образующихся язв. [c.225]
Испытания металлического образца. Взвешенный металлический образец, которому придается форма наружной поверхности помещенной в землю трубы, подключают к трубе с помощью припаиваемого контактного провода. Провод и обращенные друг к другу поверхности образца и трубы покрывают каменноугольной смолой. После выдержки в грунте в течение нескольких недель или месяцев определяют возможную потерю массы тщательно очищенного образца, что и служит мерой полноты катодной защиты трубопровода. [c.225]
Для катодной защиты необходимы источник постоянного тока и вспомогательный электрод, обычно железный или графитовый, )ЗСположенный на некотором расстоянии от защищаемого объекта. Лоложительный полюс источника постоянного тока подключают к вспомогательному электроду а отрицательный — к защищаемому сооружению. Таким образом, ток протекает от электрода через электролит к объекту. Значение приложенного напряжения точно не определено, оно должно быть лишь достаточным для создания необходимой плотности тока на всех участках защищаемого сооружения. В грунтах или водах, обладающих высоким сопротивлением, приложенное напряжение должно быть выше, чем в средах с низким сопротивлением. Напряжение приходится также повышать, когда необходимо защитить как можно больший участок трубопровода с помощью одного анода. Схема подсоединения анода к защищаемому подземному трубопроводу представлена на рис. 12.1. [c.217]
Колориметрические измерения. Открывают часть подземного трубопровода и очищают поверхность металла. К ней прикладывают кусок фильтровальной бумаги, смоченной в растворе железосинеродистого калия. Затем трубу вновь засыпают грунтом. Через сравнительно короткое время осматривают бумагу голубое окрашивание вследствие образования железосинеродистого железа указывает на неполную катодную защиту, отсутствие голубого окрашивания свидетельствует об удовлетворительной защите. [c.225]
Рис. п.7. Схема катодной защиты подземного трубопровода с помощью анодов, расположенных на расстоянии а друг от друга V [c.410]
Применение катодной защиты подземных сооружений почти полностью устраняет коррозионное разрушение. При относительно небольших затратах (стоимость устройств катодной защиты не превышает 1 % от стоимости трубопровода) удается значительно продлить срок службы подземных трубопроводов. В нашей стране средства катодной защиты впервые были внедрены на нефтепроводе Баку— Батуми, где применялись катодные установки с внешним источником тока. Затем катодная защита была осуществлена на газопроводах Саратов — Москва, Дашава — Киев и нефтепроводе Гурьев — Орск. [c.4]
Катодную защиту применяют для предотвращения разрушения трубопровода от почвенной коррозии, а также от блуждающих токов при нецелесообразности использования электродренажной защиты. [c.113]
В. Такое повышение защитного потенциала обеспечивает увеличение экономической эффективности катодной защиты магистральных трубопроводов за счет сокращения числа катодных станций в 3—4 раза. [c.116]
Р тс, 29. Расчетная схема катодной защиты трубопровода [c.117]
Из схемы катодной защиты (рис. 29) видно, что максимальный ток в цепи катодной защиты будет в точке подключения источника электроэнергии (СКЗ). По мере удаления ог точки дренажа в обе стороны трубопровода сила тока уменьшается. Аналогичная картина наблюдается при распределении наложенного потенциала по длине трубопровода в обе стороны от точки дренажа. [c.117]
В одном здании следует объединять помещения насосной станции, трансформаторной подстанции напряжением до 10 кв, распределительных устройств, станции катодной защиты трубопроводов, пункта установки контрольно-измерительных приборов и средств автоматического управления технологическими процессами, ремо нтной мастерской и вентиляционной камеры, а также бытовые помещения для обслуживающего персонала. [c.113]
Примером катодной защиты может служить покрытие, получаемое погружением стального листа в расплав цинка горячее цинкование) (см. разд. 13.3.3). Этот метод впервые запатентован во Франции в 1836 г. и в Англии в 1837 г. [4]. Однако имеются упоминания, что во Франции цинковые покрытия наносили на сталь еще в, 1742 г. [5]. Наложение электрического тока впервые было применено для защиты подземных сооружений в Англии и США в 1910—19)2 гг. [4]. С тех пор использование катодной защиты в этой области быстро распространялось, и в настоящее время этим методом эффективно защишают от коррозии тысячи километров подземных трубопроводов и кабелей. Катодную за- [c.216]
В связи с трудностью сооружения промежуточных КЗ и контрольных выводов от морского трубопровода актикуется устройство катодных станций преимуще-зенно на концах трубопровода. Катодная защита осу- [c.147]
В связи с трудностью сооружения промежуточных СКЗ и контрольных выводов от морского трубопровода катодные станции устраивают преимущественно на концах трубопровода. Катодная защита осуществляется раздельно для участков, укладываемых в воду, и примыкающих к ним материковых участков. Для предотвращения возможности образования коррозионной макропары на границе подводного и подземного участков необходимо устанавливать изолирующие фланцы. [c.152]
Рпс. 19-4. Протекторная защита подземного трубопровода (катодная защита). Анодный участок — цинк (протектор, который н корродирует) катодная зона — трубопровод (заиинцена за счет электронов цнпка) (по Л. Л. Николаеву). [c.389]
Катодная защита трубопроводов . Катодная защита была разобрана на стр. 45 в связи с коррозией, вызываемой блуждающими токами. Защита таким шособом длинного, не имеющего покрытия трубопровода связана с значительны.м расходом электроэнергии. Однако как дополнительный к покрытию метод катодная защита может применяться. Стоимость катодной защиты в это.м случае сильно снижается. Количество электроэнергии, затрачиваемой на единицу длины защищаемого трубопровода, зависит от сопротивления покрытия и размера площади мест, где покрытие тонко или отсутствует. Несколько сообщений об успешном применении дополнительной катодной защиты поступило недавно из раз-личных областей А.мерики. [c.264]
При эксплуатации системы катодной защиты подземных трубопроводов с глубинными анодными заземлителями (Т АЗ) возникает проблема замены их после окончания срока использования. Этот процесс сложен, а затраты сопоставимы с установкой нового заземлителя. Стремление максимально использовать скважину привело к тому, что для материала заземлителя используются благородные, малорастворимые металлы, в результате чего срок службы их возрастает. Однако стоимость строительства таких ГАЗ значительно выше, чем заземлителей из черных 1меташ10в. В последние годы интенсивно ведутся поиски ГАЗ заменяемой конструкции. При этом особое значение приобретает выбор материала для обсадной колонны скважины. [c.16]
Методы защиты оборудования при закачке теплоно- сителя в пласт. Увеличение долговечности работы трубопроводов и колонн насосно-компреооорных труб нагнетательных скважин в условиях термического -воздействия на нефтяной пласт горячей водой или паром может быть достигнуто различными способами применение коррозионностойких материалов, высокотемпературной термомеханической обработки при изготовлении стальных асосно-ко-мпрессорных труб, защитных покрытий, катодной защиты, термической деаэрации воды, [c.216]
Различают прямые и косвенные коррозионные потери. Под прямыми потерями понимают стоимость замены (с учетом трудозатрат) прокорродировавших конструкций и машин или их частей, таких как трубы, конденсаторы, глушители, трубопроводы, металлические покрытия. Другими примерами прямых потерь, могут служить затраты на перекраску конструкций для предотвращения ржавления или эксплуатационные затраты, связанные с катодной защитой трубопроводов. А необходимость ежегодной замены нескольких миллионов бытовых раковин, выходящих из строя в результате коррозии, или миллионов прокорродировавших автомобильных глушителей Прямые потери включают добавочные расходы, связанные с использованием коррозионно-стойких металлов и сплавов вместо углеродистой стали, даже когда она обладает требуемыми механическими свойствами, но не имеет достаточной коррозионной устойчивости. Сюда относятся также стоимость нанесения защитных металлических покрытий, стоимость ингибиторов коррозии, затраты на кондиционированце воздуха складских помещений для хранения металлического обо рудования. -Подсчитано, что применение соли для борьбы с обле- [c.17]
Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) часто является причиной разрушения подземных газопроводов [12—18]. В катодно защищенных трубопроводах КНР начинается на внешней поверхности трубы, чаще всего в местах нарушения покрытий. Вблизи от участка разрушения под нарушенным покрытием обнаруживают раствор карбоната/бикарбоната натрия, а иногда и кристаллы МаНСОз. Предполагают, что эта среда наиболее благоприятна для КРН. В большинстве конструкций, где применяется катодная защита стали от общей коррозии, сталь поляризуют до потенциала —0,85 В по отношению к Си/Си504-электроду, что соответствует значению —0,53 В по н. в. э. Катодная защита подземных трубопроводов может приводить к накоплению на поверхности трубы щелочных продуктов, например гидроксида натрия, а также растворов карбоната/бикарбоната натрия [19, 20]. Ионы водорода, катионы Na+ и вода, содержащая растворенный кислород, мигрируют к катодным участкам трубы через поры [c.186]
Схема контроля изоляции приведена на рис. 25. Катодную поляризацию участка трубопровода осуществляют включением любого источника постоянного тока (генератора, сварочного агрегата АСДП-55, станции катодной защиты и т. п.) достаточной мощности ( минус —к трубопроводу, плюс — анодному заземлению). [c.102]
chem21.info
Катодная защита магистральных газопроводов
Катодную защиту применяют для предотвращения разрушения газопровода от почвенной коррозии, а также от блуждающих токов при нецелесообразности использования электродренажной защиты. Сущность катодной защиты заключается в катодной поляризации посторонним источником постоянного тока поверхности газопровода, соприкасающегося с землей, с защитной разностью потенциалов «газопровод - земля». Поляризация осуществляется током, входящим в трубу из грунта. Труба при этом является катодом по отношению к грунту.
При катодной защите отрицательный полюс источника постоянного тока - 2 подключают к газопроводу - 1, а положительный - к искусственно созданному аноду - заземлению - 4 (рис. 3.3.). При включении источника тока, ток от его плюса через анодное заземление поступает в почву и через поврежденные участки изоляции на трубу. Далее через точку дренажа Д по соединительному проводу - 3 ток возвращается снова к минусу источника питания. При этом на оголенных участках газопровода начнется процесс катодной поляризации.
Рис. 3.3. Принципиальная схема катодной защиты газопровода
Общим, или защитным, потенциалом газопровода называют потенциал, измеренный по отношению к земле («газопровод - земля»), при котором ток коррозии практически равен нулю. Минимальный защитный потенциал стальных газопроводов в нашей стране в любой среде принят равным -0,85 В по медно-сульфатному электроду сравнения. При наличии анаэробной биокоррозии защитный потенциал должен быть более отрицательным и равным -0,95 В.
При электрохимической защите газопровода на всем его протяжении нельзя создать одинаковые значения защитного потенциала.
На наиболее удаленных участках от точки дренажа значения защитного потенциала будут меньше, чем в точке дренажа, вследствие сопротивления материала трубы и утечек тока через покрытие в грунт. Чтобы значение защитного потенциала в конце защитной зоны соответствовало по величине минимальному защитному потенциалу, в точке дренажа создают потенциал, значительно выше минимально защитного. При этом на близлежащих к СКЗ участках значения защитного потенциала всегда выше, чем на конечных. Если не ограничивать величину защитного потенциала в точке дренажа, то это приводит к ускорению разрушения и отслаиванию покрытия от металла трубы. Поэтому значения максимальных защитных потенциалов должны быть ограничены. В частности, для стальных газопроводов с защитным покрытием значение потенциала не должно превышать - 1,1 В по медно-сульфатному электроду сравнения.
Одним из основных элементов установки катодной защиты является катодная станция, включающая в себя источник постоянного тока (преобразователь), контрольно-измерительные, защитные, коммутирующие и регулирующие приборы и устройства.
Там, где имеются электросети, для защиты газопроводов применяют сетевые катодные станции, при отсутствии их - катодные станции, электропитание которых осуществляется от электрогенераторов с приводом от ветровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания, от термоэлектрогенераторов, преобразующих тепловую энергию в электрическую. Можно применять и химические источники электропитания (аккумуляторы) на тех участках газопровода, где по условиям работы СКЗ требуются незначительные мощности. Так как магистральный газопровод имеет большую протяженность, то для его защиты устанавливают большое число СКЗ. Поэтому при прочих равных условиях необходимо учитывать их взаимное влияние, вызывающее повышение разности потенциала «газопровод - земля» и позволяющее увеличить защитную зону от каждой установки.
Протяженность защитной зоны СКЗ определяется длиной участка газопровода, на границах которого обеспечивается минимальный защитный потенциал. При неизменном значении наложенной разности потенциалов «газопровод - земля» в точке дренажа протяженность защитной зоны СКЗ зависит в основном от диаметра и толщины стенки газопровода, качества изоляции его, расстояния между газопроводом и анодом, удельного сопротивления грунта, окружающего газопровод.
Для увеличения защитной зоны СКЗ применяют катодные установки с экранными заземлениями. Они отличаются от обычных СКЗ наличием экранных заземлений, подключаемых к защищаемому газопроводу или непосредственно к минусу катодной станции. Кроме того, защитную зону. СКЗ можно увеличить, установив дополнительные катодные заземления с автономным источником постоянного тока. Эффект применения их такой же, как и экранных заземлений. Катодные заземления располагают в районе точки дренажа на расстоянии 15 м от газопровода с любой стороны. Для параллельно проложенных ниток газопроводов катодную защиту осуществляют совместно, путем устройства перемычек между ними, оборудования общего анодного заземления и установки общей СКЗ.
Для обеспечения более высокой надежности работы СКЗ проводят большие работы по их модернизации и автоматизации. Созданы высоковольтные и низковольтные блочно-комплектные установки (УКЗВ и УКЗН), обладающие высокой технологичностью монтажа, запасом по мощности и обеспеченные терморегуляцией. В настоящее время создаются автономные источники питания станций катодной защиты, особенно для районов Севера и Западной Сибири. ВНПО «Союзгазавтоматика» разработало автоматизированную электростанцию с термоэлектрогенератором АЭС-ТЭГ мощностью 1,28 кВт и электростанцию термогенераторную комплектную ЭТК УГМ-200 мощностью 0,8 кВт. ВНИИГаз разработал автономную установку катодной защиты УКЗА мощностью 1,8 кВт на базе моторгенераторов с устройством телеконтроля и передачей информации по телу трубы.
Анодное заземление - один из основных элементов катодной установки, от которого зависит эффективность ее работы. Оно служит для соединения положительного полюса катодной станции с землей. Анодное заземление должно удовлетворять следующим требованиям:
· иметь минимальное переходное сопротивление растеканию тока;
· обладать стабильным переходным сопротивлением в течение года;
· иметь наименьшие размеры;
· изготавливаться из наиболее долговечных и недифицитных материалов;
· быть простыми по устройству;
· иметь длительный срок службы при минимальных восстановительных работах;
· иметь минимальную стоимость монтажа и эксплуатации.
Анодные заземления делятся на следующие типы:
· по материалу электрода - стальные, железокремниевые и графитовые;
· по форме профиля электродов - трубчатые, угловые и стержневые;
· по характеру засыпки - с засыпкой грунтом, коксом, углем, графитом;
· по расположению рабочих электродов - вертикальные, горизонтальные, комбинированные;
· по глубине установки - глубинные, поверхностные;
· по расстоянию от газопровода - удаленные и приближенные.
По своей конструкции анодные заземлители различны. Но все они состоят из электрода, на поверхность которого нанесено специальное покрытие, или же помещенного в коксовую засыпку.
Сооружение анодного заземления связано со значительными затратами, поэтому при выборе типа анодного заземления необходимо учитывать технико-экономические показатели, а также удельное сопротивление грунта, глубину промерзания, расположение соседних сооружений, местные условия. Анодное заземление обычно устанавливают в местах с наименьшим удельным сопротивлением грунта и не пригодных для сельскохозяйственных и других работ.
Конструктивно анодное заземление состоит из одного или нескольких заземлителей, соединенных между собой кабелем (при графитированных электродах) или изолированной стальной шиной (при стальных электродах), которые подключаются к соединительным проводам источника питания. Перед засыпкой тщательно осматривают анодное заземление и измеряют его переходное сопротивление.
Протекторная защита
Протекторная защита по принципу действия аналогична катодной защите. Иногда ее называют катодной защитой гальваническими анодами. Различие между этими двумя видами защиты заключается в том, что при протекторной защите необходимый для защиты ток создается крупным гальваническим элементом, в котором роль катода играет металлическая поверхность защищаемого сооружения, а роль анода – более электроотрицательный металл (протектор) (рис. 3.4.).
Из-за разности потенциалов «протектор - газопровод» в цепи протекторной установки возникает электрический ток, который, притекая на газопровод, создает на нем потенциал более отрицательный, чем до подключения протекторной установки.
Рис.3.4. Схема установки протектора в засыпке: 1-засыпка; 2-протектор; 3-узел присоединения; 4-соединительный кабель; 5 - газопровод
При защитной разности потенциалов «газопровод - земля», равной - 0,85 В (по медно-сульфатному электроду), на газопроводе практически прекращаются коррозионные процессы. Протектор же под действием стекающих с него токов растворяется.
Протекторную защиту на магистральных газопроводах применяют на участках, удаленных от источников электроснабжения, где нецелесообразно устанавливать СКЗ, в местах неполной защиты газопровода от действия СКЗ, на участках с блуждающими токами небольшой интенсивности, а также для защиты от почвенной коррозии защитных кожухов на переходах газопроводов через шоссейные и железные дороги. Вопрос о целесообразности применения протекторной защиты для конкретного участка газопровода должен решаться с учетом местных особенностей и технико-экономических показателей.
В соответствии со СНИП-45-75 допускается применять протекторы для электрохимической защиты газопроводов только в групповых установках и грунтах с удельным электрическим сопротивлением не более 50 Оm-m. В качестве протекторов можно использовать все металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений выше железа, т. е. имеющие более электроотрицательный потенциал.
Для защиты магистральных газопроводов используют промышленные протекторы из магниевых сплавов - ПМ5, ПМ10, ПМ20, ПМ5У, ПМ20У, МГА-13В и МГА-138-ПА.
В зависимости от назначения протекторы могут иметь самую различную конфигурацию (конструкцию). Протектор в виде троса из алюминиевых и цинковых проволок благодаря высокой пластичности и большой рабочей поверхности применяют для защиты от коррозии стальных труб в пресной воде, а также в почвах с высоким удельным сопротивлением. Сегментный протектор (рис.3.3.), состоящий из нескольких сегментов, применяют для защиты от коррозии стальных трубопроводов различного назначения.
Для повышения эффективности действия протектора его погружают в специальную смесь солей, называемую активатором. Активатор выполняет следующие функции: снижает собственную коррозию и сопротивление тока с протектора; уменьшает анодную поляризуемость;
устраняет причины, способствующие образованию плотных слоев продуктов коррозии на поверхности протектора. При использовании активатора обеспечивается также стабильный во времени ток в цепи «протектор — газопровод» и более длительный срок службы протектора.
Рис.3.5. Сегментный протектор:1-газопровод; 2-покрытие из бетона; 3- сег-
infopedia.su
Катодная защита - подземный трубопровод
Катодная защита - подземный трубопровод
Cтраница 1
Катодная защита подземных трубопроводов отличается значительно меньшей стоимостью по сравнению с любым из других способов, обеспечивающим такую же эффективность их защиты от коррозии. Например, уверенность в том, что в катодно защищаемых подземных трубопроводах не возникнет сквозных разрушений, делает экономически целесообразной транспортировку по ним нефти и природного газа под высоким давлением на большие расстояния. [1]
Принцип катодной защиты подземных трубопроводов основан на электрохимической теории коррозии. Катодные поверхности, где происходит обратное движение тока, коррозии не подвергаются. [2]
Преобразователь катодной защиты подземных трубопроводов от электрохимической коррозии предназначен для использования в магистральных нефте - и газопроводах, городских системах горячего и холодного водоснабжения и газификации. [3]
При расчете катодной защиты подземных трубопроводов необходимо учитывать электрохимическую поляризацию. [5]
Предлагается осуществить катодную защиту подземного трубопровода. [6]
Таким образом, катодная защита подземного трубопровода, сводится к созданию защитной разности потенциалов между трубопроводом и окружающим его грунтом. При этом трубопровод является катодом по отношению к окружающему его грунту. [7]
Таким образом, катодная защита подземного трубопровода сводится к созданию защитной разности потенциалов между трубопроводом и окружающим его грунтом. При этом трубопровод является катодом по отношению к окружающему его грунту. [8]
Вопрос о степени катодной защиты подземных трубопроводов, решаемый при электрометрической диагностике, всегда связан с вопросом о величине минимального защитного потенциала металла. Действительным критерием в данном случае следует считать такие условия, при которых в результате катодной поляризации трубопровод вынужден функционировать в качестве катода. [9]
При эксплуатации системы катодной защиты подземных трубопроводов с глубинными анодными заземлителями ( ГАЗ) возникает проблема замены их после окончания срока использования. Этот процесс сложен, а затраты сопоставимы с установкой нового заземлителя. Стремление максимально использовать скважину привело к тому, что для материала заземлителя используются благородные, малорастворимые металлы, в результате чего срок службы их возрастает. Однако стоимость строительства таюгх ГАЗ значительно выше, чем заземлителей из черных металлов. В последние годы интенсивно ведутся поиски ГАЗ заменяемой конструкции. При этом особое значение приобретает выбор материала для обсадной колонны скважины. [10]
Таким образом, повышение эффективности катодной защиты любого подземного трубопровода может быть достигнуто использованием изолирующих фланцев или изолирующих вставок. При этом наибольший технико-экономический эффект дает применение изолирующих фланцев, изготовленных и испытанных в стационарных условиях. [12]
Проведенные нами опытные включения по катодной защите подземных трубопроводов позволили разработать эмпирические зависимости, позволяющие определять электрические параметры катодных установок с учетом качества защитных покрытий и наличия контуров защитного заземления. [14]
На основании проведенных опытных включений по катодной защите подземных трубопроводов в условиях густоразветвленной сети были построены графики ( рис. 6.25) и получены эмпирические зависимости, которые позволили определять электрические параметры катодных установок с учетом качества защитных покрытий и наличия контуров защитного заземления. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Катодная защита
КАТОДНАЯ ЗАЩИТА (а. cathodic protection; н. Kathodenschutz; ф. protection cathodique; и. proteccion catodica) — метод электрохимической защиты металлических сооружений от морской и подземной коррозии. Основан на катодной поляризации металла, осуществляемой внешним источником тока. При катодной защите электродный потенциал сдвигают в отрицательную сторону от его стационарного значения и поддерживают между величинами минимального защитного и максимального допустимого потенциалов. В результате на поверхности металла протекают катодные процессы; анодные процессы, обусловливающие коррозию, переносятся на вспомогательные электроды (анодное заземление). Установка катодной защиты (УКЗ) состоит из преобразователя — катодная станция (источник постоянного тока), анодного заземления (анод) и соединительных кабелей. В горном деле катодная защита обеспечивает защиту подземных трубопроводов (газо-, нефте- и конденсатопроводов), обсадных колонн скважин, резервуаров (металлических и железобетонных), нефтегазопромысловых сооружений, морских плавучих платформ и др. Катодная защита трубопроводов осуществляется при условии нанесения на последние изоляционного покрытия. Анодные заземлители выполняются из низколегированной стали или чугуна (в т.ч. с применением коксовой засыпки), железокремнистого сплава, графитовых и графитопластовых материалов. За рубежом используют также магнетитовые заземлители.
Различают подпочвенные (анод устанавливается ниже глубины промерзания), свайные (используются на заболоченной территории) и глубинные анодные заземления. Для катодной защиты трубопроводов применяют, как правило, сетевые автоматические и неавтоматические катодные станции, располагаемые вдоль трубопровода на расстоянии, определяемом длиной защитной зоны УКЗ. Кроме того, используют устройства с автономными источниками питания (термоэлектрогенераторы, ветроэлектрогенераторы и др.). Совместную защиту несколько параллельных трубопроводов осуществляют общими или отдельными для каждого трубопровода УКЗ (с применением электрических перемычек между трубопроводами). Внедряется телеконтроль УКЗ. При катодной защите обсадных колонн буровых скважин предусматривается схема совместной защиты группы скважин одной УКЗ; применяется также индивидуальная защита обсадных колонн. Повышение эффективности катодной защиты достигается с помощью защитных покрытий внешней поверхности колонны и цементирования всего затрубного пространства скважины.
У морских нефтегазопромысловых сооружений наибольшая коррозия наблюдается в зонах переменного смачивания металла, что обусловливает необходимость автоматического регулирования защитного тока. Наиболее существенным моментом при катодной защите является рациональное размещение анодов, которые могут быть уложены на грунт, подвешены между колоннами, закреплены на защищаемом сооружении, а также подвешены на значительном расстоянии от защищаемого объекта на поплавках. Аноды изготавливают из свинцово-серебряного сплава и платинированного титана.
Условием высокой эффективности катодной защиты заглублённых резервуаров (например, для хранения сжиженных газов, нефти и нефтепродуктов) является изоляция металлической поверхности сооружений от агрессивной среды. Катодная защита применяется также при защите различного технологического оборудования, например теплообменников, использующих морскую воду, оборудования опреснительных установок, внутренней поверхности резервуаров и трубопроводов, контактирующих с высокоминерализованной пластовой водой, и др.
www.mining-enc.ru