Протекторная защита

Протекторную защиту на магистральных газопроводах применяют для защиты от коррозии на участках, удаленных от источников электроснабжения; на участках, где нецелесообразно устанавливать СКЗ или в местах неполной защиты газопровода; 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 с принятыми нормами допускается применять протекторы для электрохимической защиты газопроводов только в групповых установках и грунтах с удельным электрическим сопротивлением не более 50 Ом·м.

Принцип действия. 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. 1.4.5). 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.

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.

Основные конструктивные элементы. Протекторная установка состоит из протектора, активатора, проводника и контрольно-измерительной колонки.

В качестве протекторов можно использовать все металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений выше железа, т.е. имеющие более отрицательный электрохимический потенциал. Для защиты магистральных газопроводов используют, как правило, 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 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.

Для повышения эффективности и надежности работы протектор помещают в специальную оболочку – активатор, которая состоит из увлажненной смеси солей и глины. 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. Активатор приготавливают по специальным рецептам. Для каждой марки протектора подбирают определенный состав активатора.

Зона действия протекторной защиты определяется расчетом. Расстояние устанавливаемого протектора от газопровода определяется состоянием изоляционного покрытия и удельным сопротивлением грунта. Обычно оно составляет 3...7 м для одиночных протекторов и 10...15 м при групповой установке.

Поляризованные протекторные системы в отличие от простых протекторных установок автоматически включаются в анодный импульс тока на газопроводе и отключаются в катодный импульс. Это позволяет применять их в зонах значительного влияния блуждающих токов на магистральных газопроводах. Конструктивно поляризованная протекторная система (рис. 1.4.6) представляет собой обычную систему протекторов, подключаемых к защищаемому газопроводу с помощью полупроводниковых диодов 2, пропускающих ток только в направлении от газопровода 1 к протектору 3. Она позволяет отводить блуждающие токи в анодных зонах через открытый вентиль (диод) на протектор с засыпкой 4 и далее в грунт. Этим предупреждается коррозионное разрушение газопровода. Доля коррозионного тока, стекающего с протектора, тем больше, чем ниже сопротивление цепи «газопровод – протектор – грунт».

Целесообразность применения поляризованных протекторных систем обосновывается всегда технико-экономическим расчетом. Обычно их применяют на участках газопроводов со знакопеременными зонами блуждающих токов, где для сооружения поляризованных дренажей требуется прокладка дренажных кабелей значительной длины, для подключения катодных станций необходимо строительство линий электропередачи большой протяженности. Кроме того, их сооружают вблизи станции катодной защиты для повышения эффективности их работы.