Пример современных технологий Катодная защита нефтепровода от коррозии.
Коррозия или ржавление – это, разрушение металлических или иных изделий, распространяющееся с их поверхности, вызываемое химическими или электрохимическими процессами.
Надземные и подземные стальные трубопроводы подвержены воздействию влаги, почвенных кислот, изменениям температуры, снеговым, ветровым и ледяным нагрузкам.
Защита труб от почвенных и атмосферных воздействий достигается за счет применения устойчивых покрытий: масляные или алюминиевые краски, белила, специальные антикоррозийные покрытия.
Наибольшее разрушение металла труб вызывает почвенное воздействие, при этом почвенная коррозия способна причинить сквозное разрушение металла и сварных швов.
Практически все магистральные трубопроводы оснащаются системами активной защиты от коррозии, т.е. электрозащитой, которая в свою очередь подразделяется на катодную, протекторную и электродренажную.
Катодная защита заключается в создании отрицательного потенциала на поверхности трубопровода. С этой целью отрицательный полюс источника тока соединяется с трубой, а положительный полюс – с электродом-заземлителем, установленным в стороне от трубопровода. В результате достигается односторонняя проводимость, исключающая обратное течение тока. Ток от анода (положительного полюса источника) через анодное заземление поступает в почву и через поврежденные участки изоляции - на трубопровод. Затем через точку контакта источника тока с трубой возвращается к отрицательному полюсу источника. В результате разрушению подвергается не трубопровод, а анодный заземлитель. Анодные заземлители активно разрушаются и требуют замены через 3…4 года [7], поэтому их выполняют в виде стальных труб, прутков, рельсов, уголков и т.д.
Рисунок 29. Схема катодной защиты трубопровода
1 – источник тока, 2 – стальная труба, 3 – анодный заземлитель.
В системе протекторной защиты отсутствует источник тока. Такая защита осуществляется при помощи электродов (протекторов), закапываемых в грунт рядом с трубопроводом, при этом протектор выполняет роль анода, а соединенная с ним стальная труба трубопровода – роль катода, т.е. протектор и труба образуют гальваническую пару.
2
3
4
1
Рисунок 30. Схема протекторной защиты
1 –– труба, 2 –– контрольно-измерительная колонка, 3 –– протектор, 4 –– активатор
Ток, попадая на трубу, поляризует ее, предохраняя от коррозии, в то время как анод разрушается как более химически активный элемент. Протекторы обычно изготавливаются из сплавов магния, алюминия, цинка, имеющих более высокий отрицательный потенциал в сравнении со стальными трубами. Недостатком протекторной защиты является относительно небольшая протяженность защищаемого участка трубопровода и большой расход цветных металлов.
Большую опасность для подземных трубопроводов представляют блуждающие токи, наиболее эффективным способом борьбы с которыми является электродренажная защита. Станции дренажной защиты сооружают вблизи электрофицированного железнодорожного полотна, где возникают блуждающие токи в примыкающем грунте. Блуждающие токи образуются вследствие того, что часть тока с рельсового пути из-за недостаточной его изоляции ответвляется в грунт. Встречая металлические трубы с более высокой проводимостью, блуждающие токи проходят по трубам. Сущность дренажной защиты заключается в том, что блуждающие токи с трубопровода отводятся к их источнику, для этого трубопроводы соединяют дренажным кабелем или проводом с рельсами, для чего необходимо решение двух основных задач: выбор места размещения дренажной установки и определение сечения дренажного кабеля.