5.Защита газопроводов от коррозии.

Коррозией называется постепенное разрушение металла, вследствие химического или электрохимического воздействия.

Химическая коррозия – взаимодействие металлов с коррозионной средой, при этом металлы взаимодействуют со средой, не проводящей электрический ток. Протекающие окислительно-восстановительные реакции осуществляются за счет непосредственного перехода электронов с атомами металла на частицу окислителя входящую в состав окружающей среды.

Электрохимическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды, протекает не одновременно, а скорость интенсивности зависит от окружающего заряда или потенциала. При электрохимической коррозии металл соприкасается с растворами проводящими электрический ток-электролиты.

Подземные газопроводы подвергаются трем видам коррозии:

1. Химической;

2. Электрохимической;

3. Электрической (коррозия блуждающих токов).

Химическая коррозия обычно происходит в воздушной среде или на подземных, подводных газопроводах в случаях, когда химический состав окружающей среды постоянен и не изменяется длительное время или постоянна. В этом случае поверхность стальных трубопроводов покрывается тонким слоем прочной и эластичной пленкой Fe(OH)₃ , который защищает тело трубы от дальнейшей трубы, благодаря хорошей сцепляемости и постоянству состава окружающей среды. Но фактически это происходит очень редко, обычно в сухих песках или в воде с постоянным составом. Из всех видов коррозии этот вид наименее опасен, т.к. постоянно замедляется, и коррозия может остановиться.

При электрохимической коррозии протекают два самостоятельных процесса:

• Анодный – переход ионов металла в раствор электролита в виде ионов Fe(OH)₃. При этом в металле остается эквивалентное количество электронов;

• Катодный – при котором электроды переходят на катодные участки металла.

В результате анодные участки разрушаются, а катодные нет, т.к.структура металла неоднородна, а состав раствора электролита будет постоянно изменяться, то катодные и анодные зоны не будут иметь четких границ и будут постоянно меняться. Этот вид коррозии наиболее опасен.

Основными источниками блуждающих токов и электрической коррозии являются рельсовые пути электротранспорта. Положительный полюс источника постоянного тока электротранспорта подключается к контактному проводу, отрицательный к ходовым рельсам. Так от положительной шины тяговой подстанции поступает в контактный провод, оттуда через токоприемник к двигателям электровоза. Затем через стальные колесные пары в рельсы и через землю и отсасывающую линию обратно к отрицательной шине тяговой подстанции. При этом стекающий в землю ток называется блуждающим и он больше, чем меньше сопротивление между рельсами и землей. Ток, двигаясь под землей, попадает через дефектные места изоляции в стальные трубопроводы и двигается по ним, выходит из них вблизи тяговых подстанций. В результате на газопроводе появляется катодная зона вместе входа блуждающего тока из почвы, и анодная зона – участок выхода тока из газопровода.

Также возникает знакопеременная зона, где возникают то анодные, то катодные зоны из-за изменения влажности, температуры или химического состава окружающей среды.

Коррозия зависит от активности грунтов по отношению к углеродистой стали газопровода и оценивается тремя показателями:

1. Удельному электрическому сопротивлению грунта;

2. Потеря массы образцов;

3. Плотности поляризующего тока.

Критерием опасности коррозии является наличие положительной или знакопеременной разности потенциалов между газопроводом и землей.

На территории РБ и РФ практически везде коррозионная активность грунтов весьма высокая. Поэтому все подземные стальные трубопроводы должны защищаться от коррозии специальными изоляционными покрытиями – пассивная защита, и специальными электрическими способами – активная защита.

Пассивная защита предусматривает изоляцию газопровода различными покрытиями на основе битумно-полимерных, полимерных, этиленовых и битумно-резиновых мастик. В последнее время в качестве изоляционных покрытий также применяются полиэтиленовые экструзионные материалы Внутренняя коррозия газопроводов незначительна т.к хотя и в газе содержится пары воды, но из-за очень низкого содержания кислорода окислительно-восстановительной реакции на внутренней поверхности трубы не происходит. Тип коррозионного покрытия выбирается в зависимости от коррозионной активности грунтов на всей территории РФ, коррозионная активность высокая или весьма усиленная, для газопроводов применяется только весьма усиленный тип антикоррозионной защиты.

Основные виды активной защиты:

1. Катодная;

2. Протекторная;

3. Электродренажная

Катодная защита - предусматривает приданию газопроводу отрицательного потенциала относительно окружающей среды при помощи источника постоянного тока.

Протекторная защита – заключается в том, что катодная поляризация газопровода достигается подключением к нему анодных заземлителей из металла, обладающего в грунтовой среде более отрицательным электрическим потенциалом, чем сам газопровод.

Электродренажная защита – производится путем отвода блуждающих токов от газопровода к источнику (рельсу электротранспорта или отрицательной шине тяговой подстанции).

Дополнительно к устройствам электрохимической защиты применяют изолирующие фланцевые соединения (ИФС) и вставки. Они разбивают газопровод на отдельные участки, при этом уменьшается сила тока на участке. Установка ИФС и вставок приводит к сокращению затрат электроэнергии катодными станциями за счет уменьшения проводимости участка и исключение потерь тока при перетекании на смежные коммуникации газовые приборы, арматура. ИФС устанавливают на вводах к потребителю, переходах через препятствия, а также в вводах в ГРС, ГРУ, промышленные предприятия для исключения аварийных ситуаций.

Электрические перемычки устанавливаются на смежных металлических конструкциях в том числе, если на одном имеется анодная зона «+», а на другом «-» катодная зона. Соединив их на обоих сооружениях получают «-» потенциал. Перемычки применяют для защиты газопровода одной улицы разного давления или одного давления к разным сторонам улиц. Это позволяет из двух газопроводов защищать один.