- •Тюмень 2003
- •Введение
- •Глава 1. Механизм и закономерность процессов взаимодействия металлов с агрессивными средами
- •1.1. Физико-химические основы коррозии металлов
- •1.2. Энергетическая характеристика перехода ионов в растворах при взаимодействии металла с электролитами
- •1.3. Электрохимический (электродный) потенциал
- •1.4. Электролиз. Химическое действие электрического тока
- •Электрохимические эквиваленты некоторых металлов и сплавов
- •1.5. Поляризационные и диполяризационные процессы
- •В результате деполяризации электрохимический потенциал металла сдвинется в положительную область, что приведет к увеличению скорости реакции растворения металла
- •Iкор I о ст Рис. 1.8. Диаграмма коррозии металла с водородной поляризацией
- •1.6. Взаимодействие стали и почвенного электролита
- •1.7. Способы защиты от коррозии
- •Глава 2. Пассивная защита от коррозии
- •2.1. Битумные покрытия
- •2.2. Полимерные покрытия
- •Защитные покрытия из полимерных липких лент
- •2.3. Оберточные рулонные материалы
- •2.4. Покрытия из напиленного и экструдированного полиэтилена
- •Контроль и требования к покрытиям стальных труб для подземных трубопроводов
- •2.5. Эпоксидные покрытия
- •2.6. Эмаль-этинолевое покрытие
- •2.7. Стеклоэмалевые покрытия
- •2.8. Номенклатура материалов, применяемых для изоляции трубопроводов
- •Материалы, применяемые для противокоррозионных
- •Основные характеристики отечественных изоляционных лент,
- •Основные характеристики импортных изоляционных лент,
- •2.9. Ремонт покрытия
- •Глава 3. Катодная защита подземных металлических сооружений
- •3.1. Принцип действия катодной защиты
- •Плотность тока, необходимая для катодной защиты
- •Минимальные защитные потенциалы
- •Максимальные защитные потенциалы
- •3.2. Расчет катодной защиты
- •Техническая характеристика комплектных анодных заземлителей
- •Коэффициент экранирования вертикальных трубчатых заземлителей, размещенных в ряд (в)
- •Проводник стали
- •Глава 4. Протекторная защита трубопроводов и резервуаров
- •4.1. Протекторная защита магистральных трубопроводов
- •Техническая характеристика комплексных протекторов пм-у
- •4.2. Протекторная защита днища стальных резервуаров от почвенной коррозии
- •Защитная плотность тока для изолированного стального сооружения (в мА/м2)
- •4.3. Расчет протекторной защиты с помощью групповых установок
- •Технико-экономические показатели резервуаров
- •Глава 5. Защита металлических сооружений от блуждающих токов
- •5.1. Источники появления блуждающих токов
- •5.2. Способы защиты от блуждающих токов
- •5.3. Электродренажная защита подземных трубопроводов
- •Расчет поляризованного дренажа
- •Значение коэффициентов к1 и к2
- •Выбор защитных установок и места их подключения к трубопроводу
- •Определение сечения дренажного кабеля
- •Допустимые значения u и Uк
- •Технические характеристики устройства поляризованной
- •Глава 6. Коррозионные измерения
- •6.1. Основные виды измерений
- •6.2. Определение агрессивности грунта Измерение удельного электрического сопротивления грунта
- •Определения коррозионной активности грунтов по потере массы стальных образцов
- •Коррозионная активность грунтов по отношению к углеродистой
- •Определения коррозионной активности грунтов по поляризационным кривым стальных образцов
- •Коррозионная активность грунтов по отношению
- •6.3. Определение блуждающих токов
- •Методика определения наличия блуждающих токов
- •Методика определения опасного действия переменного тока
- •6.4. Определение целостности изоляционного покрытия Метод контроля защитных покрытий по заданной прочности при ударе
- •Контроль адгезии защитных покрытий из полимерных лент
- •Контроль адгезии защитных покрытий на основе битумных мастик
- •Контроль состояния изоляционного покрытия при сооружении и ремонте трубопровода
- •Методика определения сопротивления вдавливанию
- •Определение переходного сопротивления покрытий по методу «мокрого» контакта
- •Метод интегральной оценки переходного сопротивления на действующих трубопроводах
- •6.5. Обследование эффективности катодной защиты Измерение разности потенциалов «труба-земля» и поляризационного потенциала на трубопроводе
- •Метод нахождения дефектных участков и определения состояния катодной защиты
- •6.6. Интенсивный метод измерений Двухэлектродный метод
- •Трехэлектродный метод
- •Критерии метода «интенсивной технологии»
- •6.7. Метод отключения источника поляризации и экстраполяция на нулевое время отключения
- •6.8. Экстраполяционные методы
- •6.9. Метод компенсации
- •6.10. Определение эффективности работы средств эхз. Проверка возможного наличия электрического контакта труба-футляр
- •6.11. Измерение сопротивления растеканию заземлений по методу Ампера-Вольтметра
- •Основные физико-химические свойства магния, цинка, алюминия и железа
- •Установка
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Требование к отчету
- •Коррозийная активность грунтов
- •Установка
- •1. Метод измерения четырехэлектродной установкой
- •2. Измерение удельного электросопротивления грунта измерителем заземления мс-08
- •Порядок проведения работы
- •1. Метод измерения четырехэлектродной установкой
- •Контрольные вопросы
- •Требование к отчету
- •Установка
- •Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
- •Требование к отчету
- •Установка
- •Контрольные вопросы
- •Требование к отчету
- •Список литературы
- •Противокоррозионная защита магистральных трубопроводов и промысловых объектов
- •Издательство «Нефтегазовый университет»
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
Плотность тока, необходимая для катодной защиты
неизолированной стальной поверхности в различных средах
Среда (почва) |
Плотность тока, необходимая для катодной защиты, мА/м2 |
Стерильная нейтральная |
4,3 ... 16,1 |
Хорошо аэрируемая нейтральная |
21,5 ... 32,3 |
Сухая, хорошо аэрируемая |
5,4 ... 16,1 |
Влажная |
16,9 ... 64,6 |
Высококислая |
53,8 ... 161,4 |
Поддерживающая активность сульфатновосстанавливающих бактерий |
451,9 |
Обычно катодная защита используется совместно с изоляционными покрытиями, нанесенными на наружную поверхность трубопровода. Поверхностное покрытие уменьшает необходимый ток на несколько порядков. Так, для катодной защиты стали с хорошим покрытием в почве требуется всего 0,01 ... 0,2 мА/м2.
Защитная плотность тока для изолированных магистральных трубопроводов не может стать надежным критерием защиты вследствие неизвестного распределения поврежденной изоляции трубопровода, определяющую фактическую площадь контакта металла с грунтом. Даже для неизолированной трубы (патрон на подземном переходе через железные и шоссейные дороги) защитная плотность тока определяется по геометрическим размерам сооружения и является фиктивной, так как остается неизвестной доля поверхности патрона, покрытая постоянно присутствующими пассивными защитными слоями (окалиной и др.) и не участвующая в процессе деполяризации. Поэтому защитная плотность тока как критерий защиты применяется при некоторых лабораторных исследованиях, выполняемых на образцах металла.
В качестве критерия защищенности по ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии» принят защитный потенциал (табл. 3.2).
Таблица 3.2
Минимальные защитные потенциалы
Условия прокладки и эксплуатации трубопровода |
Минимальный защитный потенциал относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения, В |
|
поляризационный |
с омической составляющей |
|
Грунты с предельным электрическим сопротивлением не менее 10 Омм или содержанием водорастворимых солей не более 1 г на 1 кг грунта или при температуре транспортируемого продукта не более 293 К (200С) |
- 0,85 |
- 0,90 |
Грунты с предельным электрическим сопротивлением менее 10 Омм или содержанием водорастворимых солей более 1 г на 1 кг грунта, или опасном влиянии блуждающих токов промышленной частоты (50 Гц) и постоянных токов, или при возможной микробиологической коррозии, или при температуре транспортируемого продукта более 293 К (200С) |
- 0,95 |
- 1,05 |
Примечания:
1. Для трубопроводов, температура транспортируемого продукта которых не более 278 К (50С), минимальный поляризационный защитный потенциал равен минус 0,80 В относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения.
2. Минимальный защитный потенциал с омической составляющей при температуре транспортируемого продукта от 323 К (500С) до 343 К (700С) - минус 1,10 В, от 343 К (700С) до 373 К (1000С) - минус 1,15 В.
3. Для грунтов с высоким удельным сопротивлением (более 100 Омм) значения минимального потенциала с омической составляющей должны быть определены экспериментально или расчетным путем в соответствии с НД.
Смещение разности потенциалов «труба-земля» в отрицательную сторону относительно минимально защитного, с точки зрения защиты от коррозии, бесполезно и вызывает повышение расхода тока. Однако, такое смещение разности потенциалов необходимо в местах подключений станций катодной защиты (СКЗ) к трубопроводу, чтобы обеспечить минимальную защитную разность потенциалов на участках трубопровода, удаленных от СКЗ. Как только разность потенциалов «труба-земля» достигнет величин, отрицательнее - 1,10 В, на трубопроводе (катоде) катодный процесс будет протекать с интенсивным выделением водорода, что может нарушить прилипаемость изоляции трубопровода. Поэтому для изолированных трубопроводов максимально допустимая разность поляризационных потенциалов принята равной - 1,10 В (табл.3.3).
Наблюдениями установлено, что в определенных условиях изолирующее покрытие сохраняет прилипаемость к трубе и при более отрицательных разностях потенциалов. Это относится, прежде всего, к участкам, уложенным в хорошо аэрируемых грунтах с добросовестно выполненным покрытием. На участках трубопровода, где при строительстве изоляция выполнена небрежно со слабой прилипаемостью, наблюдается отрыв ее от трубы в условиях перезащиты.
Таблица 3.3