8. Борьба с коррозией при эксплуатации трубопроводов и нефтепромыслового оборудования.

1 Виды коррозии и их физико-химические сущности

Коррозией называется разрушение материала в результате химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Трубопроводы системы сбора могут подвергаться трем видам коррозии: атмосферной, внешней (почвенной) и внутренней (жидкостной).

Атмосферная коррозия - это обычное ржавление (окисление) труб, уложенных на поверхности земли. Разрушительное действие атмосферной коррозии невелико и легко может быть устранено путем окраски поверхности труб масляными красками и лаками, липкими лентами. Атмосферная коррозия обычно бывает равномерной.

Внешняя (почвенная) коррозия трубопроводов наиболее опасна и методы борьбы с ней более сложны и дороги. Почвенная коррозия, возникающая вследствие химического или электрохимического процесса в окружающем трубу грунте, может в некоторых случаях вызвать очень быстрое появление сквозных свищей в металле трубы и вывести трубопровод из строя.

Основной причиной внешней коррозии трубопроводов являются электрохимические процессы.

2 Способы защиты труб от внешней коррозии

Защита трубопроводов от почвенной коррозии делится на пассивную защиту и активную защиту. При пассивной защите поверхность трубопроводов покрывается защитными покрытиями и изоляциями. При активной защите устраняются причины, вызывающие коррозию. Пассивную защиту можно осуществлять путем окраски поверхности трубопровода различными красками и лаками или покрытиемтрубопроводов битумной изоляцией. Наиболее распространены защитные покрытия из нефтяных битумов с увеличением их механической прочности путем обертывания гидроизолом. Тип битумного покрытия определяют в зависимости от коррозионной активности грунта.

К активным средствам относятся катодная защита от почвенной коррозии и электрозащита от коррозии, вызываемой блуждающими токами. При активной защите процессы коррозии переносятся с трубопровода на заземляющие устройства. Средства электрозащиты применяют на изолированных трубопроводах, уложенных в грунт с омическим сопротивлением не более 100 Ом'М и в зонах действия блуждающих токов.

Принцип катодной защиты подземных трубопроводов основан на электрохимической теории почвенной коррозии, согласно которой коррозия является результатом образования на поверхности металла трубы гальванопар, в которых движется электрический ток. Коррозия металла трубы происходит в местах выхода положительно заряженных ионов в почву, т.е. в анодах. При катодной защите электрический ток от постороннего источника пропускается в трубопровод и тем самым превращает его в катод, благодаря чему процесс коррозии на поверхности трубы прекращается и переносится на искусственно созданные аноды, состоящие из обрезков металла, зарытых в землю и соединенных электрически с плюсовой клеммой источника постоянного тока.

На рисунке 3.1 приведена схема расположения элементов катодной защи

ты.

1- источник постоянного тока;2- анод; 3 - трубопровод;4 - проводник тока

Рисунок 3.1 - Схема расположения элементов катодной защиты

Для повышения эффективности катодной защиты и сокращения затрат электроэнергии защищаемый участок трубопровода отделяется от соседних фланцевым соединением с изолирующей прокладкой из диэлектрического материала: заземлители (аноды) делают из старых труб, обрезков рельсов.

Для борьбы с электрохимической коррозией металлов применяют также и специфические электрохимические методы, основанные на том, что защищаемый металл подвергается катодной поляризации. В одной из разновидностей катодной защиты, называемой протекторной защитой, это достигается присоединением к защищаемому металлу более активного металла (протектора), который становится анодом, благодаря чему анодные участки поверхности защищаемого металла превращаются в катод по отношению к протектору (Рисуно 3.2.) .

1- защищаемый газопровод ,2- стальной Г-образный стержень;3 -соединительный провод;4 - протектор; 5- наполнитель

Рисунок 3.2 - Схема расположения элементов протекторной защиты

Протекторы изготавливают из металлов, электрический потенциал которых больше потенциала материала трубопровода. При возникновенииразности потенциалов между трубой и почвой протекторы становятся разрушаемыми анодами, в результате чего трубопровод сохраняется от коррозии.

Такими металлами являются магний, рафинированный цинк, алюминий и др.

Преимущества протекторной защиты следующие:

• отпадает необходимость в сооружении катодных станций;

• простота схемы;

• отсутствие эксплуатационных расходов.

К недостаткам следует отнести:

• сравнительно большие капитальные затраты;

• необходимость расходования цветных металлов;

• возможность защиты труб ограниченной длины (до 15 м).

1 Способы защиты труб от блуждающих токов

Блуждающие токи - электрические токи, идущие по земле от рельсов трамвая, метрополитена, от электрических подстанций и др. В местах выхода электронов трубопровод имеет положительную полярность относительно земли, вследствие чего идет процесс переноса металла (катионов) в землю. На этом участке и происходит разрушениетрубопровода.Поэтому защита трубопроводов от блуждающих токов осуществляется присоединением их к отрицательному полюсу (катоду) катодной станции.Эффективным методом является также прокладка экранирующего трубопровода на пути блуждающих токов.

2 Способы защиты труб от внутренней коррозии

Как правило, от внутренней коррозии защищают путем ввода ингибиторов коррозии, которые, адсорбируясь поверхностным слоем трубы, образуют защитную пленку от действия коррозионной среды. Наиболее действенными в настоящее время являются ингибиторы ИКБ-2, ИКБ-4, ИКБ-8.

Для предупреждения коррозионных разрушений также применяются различные покрытия внутренней поверхности трубопроводов.Метод нанесения заключается в формировании равномерного слоя покрытия небольшой толщины в процессе движения эластичных пробок с раствором изоляции под действием сжатого воздуха.

Кардинальным является зашита трубопровода от коррозии введением в его состав различных химических добавок, т.е. легирование.