Электрохимзащита трубопроводов принцип действия

Содержание

Электрохимзащита трубопроводов принцип действия

Электрохимзащита трубопроводов принцип действия

  • 1 Варианты катодной защиты трубопроводов – преимущества и недостатки способов
  • 2 Устройство электрохимзащиты для газопровода
  • 3 Электрохимзащита трубопроводов принцип действия — Станки, сварка, металлообработка
  • 4 Электрохимическая защита трубопроводов от коррозии — электронный каталог продукции,разработка мобильных приложений,АОС,автоматизированные обучающие системы,семинары по нефтегазовой тематике,разработка СТУ,СТУ
  • 5 Электрохимическая защита — основные понятия, принцип работы | ЭХЗ-ЦЕНТР Москва
  • 6 Катодная защита от коррозии трубопроводов: оборудование, принцип работы

До сих пор при обустройстве протяжённых промышленных трубопроводов наиболее востребованным материалом изготовления труб является сталь.

Обладая множеством замечательных свойств, таких как механическая прочность, способность функционировать при больших значениях внутренних давления и температуры и стойкость к сезонным изменениям погоды, сталь имеет и серьёзный недостаток: склонность к коррозии, приводящей к разрушению изделия и, соответственно, неработоспособности всей системы.

Один из способов защиты от этой угрозы – электрохимический, включающий катодную и анодную защиту трубопроводов; об особенностях и разновидностях катодной защиты будет рассказано ниже.

Определение электрохимической защиты

Электрохимическая защита трубопроводов от коррозии – процесс, осуществляемый при воздействии постоянного электрического поля на предохраняемый объект из металлов или сплавов. Поскольку обычно доступен для работы переменный ток, используются специальные выпрямители для преобразования его в постоянный.

В случае катодной защиты трубопроводов защищаемый объект путём подачи на него электромагнитного поля приобретает отрицательный потенциал, то есть делается катодом.

Соответственно, если ограждаемый от коррозии отрезок трубы становится «минусом», то заземление, подводящееся к нему, – «плюсом» (т.е. анодом).

Антикоррозионная защита по такой методике невозможна без присутствия электролитической, с хорошей проводимостью, среды. В случае обустройства трубопроводов под землёй её функцию выполняет грунт. Контакт же электродов обеспечивается путём применения хорошо проводящих электрический ток элементов из металлов и сплавов.

В ходе протекания процесса между средой-электролитом (в данном случае грунтом) и защищаемым от коррозии элементом возникает постоянная разница потенциалов, значение которой контролируется при помощи высоковольтных вольтметров.

Классификация методик электрохимической катодной защиты

Такой способ предупреждения коррозии был предложен в 20-х годах XIX века и поначалу использовался в судостроении: медные корпуса кораблей обшивались протекторами-анодами, значительно снижающими скорость корродирования металла.

После того, как была установлена эффективность новой технологии, изобретение стало активно применяться в других областях промышленности. Через некоторое время оно было признано одним из самых эффективных способов защиты металлов.

В настоящее время используется два основных типа катодной защиты трубопроводов от коррозии:

  1. Самый простой способ: к металлическому изделию, требующему предохранения от коррозии, подводится внешний источник электрического тока. В таком исполнении сама деталь приобретает отрицательный заряд и становится катодом, роль же анода выполняют инертные, не зависящие от конструкции, электроды.
  2. Гальванический метод. Нуждающаяся в защите деталь соприкасается с защитной (протекторной) пластиной, изготавливаемой из металлов с большими значениями отрицательного электрического потенциала: алюминия, магния, цинка и их сплавов. Анодами в этом случае становятся оба металлических элемента, а медленное электрохимическое разрушение пластины-протектора гарантирует поддержание в стальном изделии требуемого катодного тока. Через более или менее долгое время, в зависимости от параметров пластины, она растворяется полностью.

Характеристики первого метода

Этот способ ЭХЗ трубопроводов, в силу простоты, наиболее распространён. Применятся он для предохранения крупных конструкций и элементов, в частности, трубопроводов подземного и наземного типов.

Методика помогает противостоять:

  • питтинговой коррозии;
  • коррозии из-за присутствия в зоне расположения элемента блуждающих токов;
  • коррозии нержавеющей стали межкристального типа;
  • растрескиванию латунных элементов вследствие повышенного напряжения.

Характеристики второго метода

Эта технология предназначается, в отличие от первой, в том числе для защиты изделий небольших размеров. Методика наиболее популярна в США, в то время как в Российской Федерации используется редко. Причина в том, что для проведения гальванической электрохимическая защита трубопроводов необходимо наличие на изделии изоляционного покрытия, а в России магистральные трубопроводы таким образом не обрабатываются.

Особенности ЭХЗ трубопроводов

Главной причиной выхода трубопроводов из строя (частичной разгерметизации или полного разрушения отдельных элементов) является коррозия металла.

В результате образования на поверхности изделия ржавчины на его поверхности появляются микроразрывы, раковины (каверны) и трещины, постепенно приводящие к выходу системы из строя.

Особенно эта проблема актуальна для труб, пролегающих под землёй и всё время соприкасающихся с грунтовыми водами.

Принцип действия катодной защиты трубопроводов от коррозии предполагает создание разности электрических потенциалов и реализуется двумя вышеописанными способами.

После проведения измерений на местности было установлено, что необходимый потенциал, при котором замедляется любой коррозионный процесс, составляет –0,85 В; у находящихся же под слоем земли элементов трубопровода его естественное значение равно –0,55 В.

Чтобы существенно замедлить процессы разрушения материалов, нужно добиться снижения катодного потенциала защищаемой детали на 0,3 В. Если добиться этого, скорость коррозии стальных элементов не будет превышать значений 10 мкм/год.

Одну из самых серьёзных угроз металлическим изделиям представляют блуждающие токи, то есть электрические разряды, проникающие в грунт вследствие работы заземлений линий энергопередачи (ЛЭП), громоотводов или передвижения по рельсам поездов. Невозможно определить, в какое время и где они проявятся.

Разрушающее воздействие блуждающих токов на стальные элементы конструкций проявляется, когда эти детали обладают положительным электрическим потенциалом относительно электролитической среды (в случае трубопроводов – грунта). Катодная методика сообщает защищаемому изделию отрицательный потенциал, в результате чего опасность коррозии из-за этого фактора исключается.

Оптимальным способом обеспечения контура электрическим током является использование внешнего источника энергии: он гарантирует подачу напряжения, достаточного для «пробивания» удельного сопротивления грунта.

Обычно в роли такого источника выступают воздушные линии энергопередачи с мощностями 6 и 10 кВт. В случае отсутствия на участке пролегания трубопровода ЛЭП следует использовать генераторы мобильного типа, функционирующие на газе и дизельном топливе.

Что нужно для катодной электрохимической защиты

Для обеспечения снижения коррозии на участках пролегания трубопроводов используются особые приспособления, называемые станциями катодной защиты (СКЗ).

Эти станции включают в себя следующие элементы:

  • заземление, выступающее в роли анода;
  • генератор постоянного тока;
  • пункт контроля, измерений и управления процессом;
  • соединительные приспособления (провода и кабели).

Станции катодной защиты вполне эффективно выполняют основную функцию, при подключении к независимому генератору или ЛЭП защищая одновременно несколько расположенных поблизости участков трубопроводов.

Регулировать параметры тока можно как вручную (заменяя трансформаторные обмотки), так и в автоматизированном режиме (в случае, когда в контуре имеются тиристоры).

Наиболее совершенной среди применяемых на территории РФ станций катодной защиты признаётся «Минерва-3000» (проект СКЗ по заказу «Газпрома» был создан французскими инженерами). Одна такая станция позволяет обеспечить безопасность около 30 км пролегающего под землей трубопровода.

https://www.youtube.com/watch?v=TKr5giGeEhc

Плюсы «Минервы-3000»:

  • высокий уровень мощности;
  • возможность быстрого восстановления после возникновения перегрузок (не более 15 секунд);
  • оснащённость необходимыми для контроля рабочих режимов узлами цифровой регулировки системы;
  • абсолютно герметичные ответственные узлы;
  • возможность контролировать функционирование установки удалённо, при подключении специального оборудования.

Вторая наиболее популярная в России СКЗ – «АСКГ-ТМ» (адаптивная телемеханизированная станция катодной защиты). Мощность таких станций меньше, чем упомянутых выше (от 1 до 5 кВт), но их возможности автоматического контроля работы улучшены за счёт наличия в исходной комплектации телеметрического комплекса с дистанционным управлением.

Читайте также  Осмотр трубопроводов изнутри

Обе станции требуют источника напряжения мощностью 220 В, управляются с помощью модулей GPRS и характеризуются достаточно скромными габаритами — 500×400×900 мм при весе 50 кг. Срок эксплуатации СКЗ – от 20 лет.

Источник: https://evroterm32.com/elektrohimzaschita-truboprovodov-printsip-deystviya/

Эхз (электрохимическая защита), как универсальный метод защиты от коррозии металлических конструкций и сооружений: технологических трубопроводов, резервуаров, сосудов, свай, причалов, мостов и многого другого — электронный каталог продукции,разработка мобильных приложений,аос,автоматизированные обучающие системы,семинары по нефтегазовой тематике,разработка сту,сту

Электрохимзащита трубопроводов принцип действия

Метод электрохимической защиты (ЭХЗ) от коррозии уже многие годы применяется инженерами для продления срока службы различных металлических устройств и сооружений.

Однако так повелось, что наиболее широко известны технические решения по использованию ЭХЗ для противокоррозионной защиты больших металлоемких конструкций и сооружений, таких как подземные трубопроводы в нефтегазовой промышленности и в сфере ЖКХ или большие стальные резервуары, хотя принцип работы ЭХЗ универсален, и может быть успешно использован практически везде, где есть контакт металла и агрессивного электролита. В этой статье мы бы хотели дать, безусловно, очень краткий обзор других возможностей применения электрохимзащиты вокруг нас — в индустриальной, общественной и даже приватной сфере жизни современного человека.

Электрохимическая защита основана на управлении токами электрохимической коррозии, всегда возникающими при контакте любого металлического сооружения и электролита. С помощью ЭХЗ анодная разрушающаяся зона переносится с защищаемого объекта либо на специальное анодное заземление (при катодной защите), либо на отдельное изделие из более активного металла (при протекторной защите).

Более подробно о физико-химических принципах катодной и протекторной защиты от коррозии можно прочитать здесь.

 Главное, что следует понимать при принятии решения о применении ЭХЗ — это то, что необходим обязательный контакт защищаемого объекта/системы объектов и внешнего анода (анодного заземления или протектора), как посредством проводника первого рода (металлического кабеля или прямого металлического контакта), так и посредством проводника второго рода (электролита).

Электрическая цепь «сооружение — кабель — анод — электролит» обязательно должна замкнуться, иначе защитного тока в системе просто не возникнет. Простой пример — трубопровод или свая, выходящая из земли на поверхность. ЭХЗ будет работать только на подземной части. Однако есть несколько примеров, когда, на первый взгляд, это правило не работает.

Например, постоянный контакт сооружения и электролита не обеспечивается в зонах переменного смачивания, таких как приливно-отливная зона свай на морских пирсах и причалах, зона волнового смачивания аналогичных сооружений пресноводных водоемов и т.д. В этих случаях приходится применять довольно хитрые схемы ЭХЗ, работающие только в моменты увлажнения коррозионно-опасных зон. Но как, например, организовать ЭХЗ от атмосферной коррозии металлического сооружения во влажном морском или промышленном воздухе? Оказывается и это возможно! Но начнем мы с более простых случаев.

Простой и очевидный пример объекта, подвергающегося электрохимической коррозии, которую можно замедлить с помощью ЭХЗ — это закопанное в землю или стоящее на земле любое металлическое сооружение: свая, резервуар, трубопровод любого назначения.

Конечно, применять ЭХЗ везде и всюду нет никакой необходимости, однако если объект находится в грунте высокой коррозионной агрессивности (высокая влажность или засоленность — явные признаки такого грунта!), либо это промышленно значимый и плохо ремонтопригодный объект — ЭХЗ явно не будет лишней. Проект такой системы ЭХЗ не очень сложен.

Например, если нужно защитить свайный фундамент, то достаточно станции катодной защиты малой мощности (может хватить и аккумулятора) и несколько правильно расположенных точечных анодов, или несколько небольших отрезков протяженного анода. Только нужно не забыть, что если сваи сделаны из труб, то они могут корродировать и изнутри, там, где ЭХЗ работать не будет.

Одиночный, полностью закопанный резервуар также прекрасно защищается точечными анодами по периметру сооружения, а днище резервуара, стоящего на грунте — одним точечным анодом или изогнутым отрезком протяженного анода. Если есть возможность менять анодные заземления и сопротивление грунта мало, то вместо точечных анодов можно установить протекторные установки, срок эффективной работы которых обычно составляет 5-7 лет.

Теперь перейдем к не очень распространенному, но очень продуктивному способу электрохимической защиты от коррозии внутренней поверхности трубопроводов и резервуаров (сосудов) любой емкости и назначения, имеющих контакт с агрессивным водным электролитом (промышленными сточными водами или просто водой с высоким содержанием минеральных солей и кислорода).

В этом случае применение ЭХЗ позволяет продлить срок безремонтной эксплуатации объекта в несколько раз. Более простой случай — внутренняя ЭХЗ резервуара, когда во внутреннем пространстве резервуара размещаются протекторы или анодные заземления. Эффективность ЭХЗ существенно повысится, если внутренняя поверхность резервуара будет дополнительно защищена изоляционным покрытием с хорошими диэлектрическими свойствами.

Более сложное техническое решение применяется для внутренней электрохимической защиты трубопровода. В этом случае наиболее эффективно ввести во внутреннюю полость трубопровода протяженный гибкий анод (ПГА) из токопроводящей резины. Длина такого анода обычно равна протяженности защищаемого участка трубопровода. Определенную техническую сложность вызывает укладка такого анода в уже эксплуатируемый трубопровод, хотя это также выполнимо на практике.

Иногда для защиты участков ограниченной протяженности (5-30 м) достаточно установки во внутреннюю полость единичного точечного анода или протектора.

Внутренняя ЭХЗ трубопровода с применением протекторов

Такие системы внутренней электрохимзащиты чрезвычайно эффективны, даже когда ничего больше не помогает в принципе. Например, срок службы трубопроводов и различных очистительных установок —  очень коррозионно-агрессивных сточных вод промышленных предприятий — продлевается за счет внутренней ЭХЗ в 5-20 раз!

Следующий интересный случай применения систем ЭХЗ — это причальные сооружения, основания нефтегазовых платформ, опоры мостов или любые другие металлические конструкции в морской воде. Кстати, воды некоторых пресных водоемов в нашей «экологически чистой» стране, особенно вблизи крупных городов и промышленных предприятий, по коррозионной агрессивности приближаются к морской воде, поэтому все излагаемое ниже распространяется и на них с небольшими оговорками.

Коррозия сваи в зоне переменного смачивания и забрызгивания

Итак, металлические конструкции в морской воде подвергаются активной электрохимической коррозии, которая не может быть остановлена обычной покраской. По механизму коррозионного процесса на таких объектах обычно выделяют три основных зоны:

  • зона переменного смачивания и забрызгивания;
  • зона полного погружения в воду;
  • зона погружения сваи в грунт.

Наибольшую сложность при реализации систем электрохимической защиты представляет зона переменного смачивания, где нет постоянной электрической цепи «сооружение — электролит — анод». Для этих зон необходимы анодные заземления (протекторы) сетчатой или браслетной формы, обеспечивающие раздельную защиту локально увлажненных участков металлической конструкции. В самых сложных случаях имеет смысл обеспечить принудительное постоянное увлажнение зоны переменного смачивания конструкции, для постоянной работы средств ЭХЗ.

Электрохимзащита зоны полного смачивания металлических свай в водной среде может быть реализована в зависимости от конструкции разными способами, среди которых имеет смысл выделить следующие:

  • размещение нескольких подвесных точечных анодов, каждый из которых защищает ближайшие, окружающие его, сваи;
  • на более глубоких участках возможно использование протяженных гибких анодов, которые крепятся к тросам, закрепляемым концами на металлическом сооружении и дне водоема;
  • если нет возможности подвести электричество к защищаемому сооружению, тогда приемлемым методом электрохимической защиты будет использование больших глубинных протекторов с длительными расчетными сроками эксплуатации.

Магниевый протектор для электрохимзащиты морских сооружений

Теперь вернемся к анонсированной ЭХЗ от атмосферной коррозии металлического сооружения во влажном морском или промышленном воздухе. По своему механизму этот случай чем-то напоминает коррозию в зоне переменного смачивания — также большое количество локально-увлажненных участков, только еще более маленьких.

В этом случае единственный способ обеспечить электрохимическую защиту всей поверхности защищаемого изделия — это обеспечить свою локальную систему ЭХЗ на каждом увлажненном участке. Эта цель достигается путем нанесения на поверхность изделия специального покрытия, содержащего частицы металла, обладающего защитными протекторными свойствами по отношению к стали. Обычно этим металлом является цинк.

Таким образом, на каждом участке поверхности обеспечивается своя маленькая установка протекторной защиты, которая активируется при увлажнении.

В этой статье мы рассказали только о нескольких основных случаях применения электрохимической защиты разнообразных металлических конструкций. На самом деле можно привести гораздо больше таких примеров — ЭХЗ может использоваться повсеместно: кузова автомобилей, корпуса морских судов, бытовые нагреватели воды, морские трубопроводы и т.д.

Иногда даже приходится обеспечивать электрохимзащиту железобетонных конструкций, но это настолько объемная тема, что требует отдельного обзора.

Поэтому можно смело говорить, что пока наш век металла не сменился веком композиционных материалов, именно электрохимическая защита будет одной из наиболее важных и востребованных человечеством технологий.

Читайте также  Монтаж трубопроводов из полипропиленовых труб

Источник: http://transenergostroy.ru/blog/ehz_elektrohimicheskaya_zashhita_kak_universal_nyy_metod_zashhity_ot_korrozii_metallicheskih_konstru.html

Электрохимическая защита трубопроводов

Электрохимзащита трубопроводов принцип действия

  • Осуществление контроля за коррозионным состоянием подземных металлических конструкций и сооружений
  • Монтаж и эксплуатация установок для электрохимической защиты
  • Разработка проектов и документации для объектов электрохимической защиты
  • Проведение строительно-монтажных работ по организации электрохимической
  • Осуществление пуско-наладочных работ электрохимзащиты
  • Обследование систем электрохимической защиты и выдача технического заключения
  • Проведение электроизмерительных работ в собственной лицензированной лаборатории
  • Геофизические и электрометрические изыскания с выдачей заключения
  • Поставка оборудования, приборов и материалов для выполнения работ по обслуживанию установок электрохимзащиты

Схема установки катодной защиты

1 — трубопровод; 2 — измерительные провода; 3 — контрольно-измерительный пункт; 4 — дренажный (катодный) кабель; 5 — катодная станция (преобразователь); 6 — контактное устройство; 7 — дренажный (анодный) кабель; 8 — анодное заземление; 9 — неполяризующийся электрод сравнения; 10 — датчик электрохимического потенциала

Аттестованная технология приварки кабеля к трубопроводу с последующим восстановлением изоляционного слоя

Приварку кабелей контрольно-измерительных пунктов и установок электрохимической защиты к трубопроводам следует производить:

  • Для труб с нормативным сопротивлением разрыву менее 55 кгс/мм2 (539 Мпа) — электродуговой или термитной сваркой к поверхности трубопровода
  • Для труб с нормативным сопротивлением разрыву более 55 кгс/мм2 (539 МПа) — к поверхности трубопровода только термитной сваркой с использованием медного термита и к продольным или кольцевым швам — электродуговой сваркой.

Восстановление качества изоляции в процессе ремонта достигается компауидировкой, пропиткой и установкой защитных оболочек, которые позволят предотвратить химические и механические воздействия на изоляционные покрытия.

Протекторная защита трубопроводов

Борьба с коррозией металла –актуальна в нефтегазодобывающей промышленности (из-за коррозионного разрушения днищ резервуаров для отстоя нефти и промысловых трубопроводов) и других областях производственной деятельности, с высокой вероятностью техногенных катастроф.

Схема групповой протекторной защиты1 — трубопровод; 2 — соединительный кабель; 3 — контактное устройство; 4 — соединительный кабель; 5 — активатор; 6 — протектор

Протекторная защита трубопровода от коррозии основана на прекращении коррозии металлов под воздействием постоянного электрического тока. Протекторная защита применяется одновременно с защитными лакокрасочными покрытиями. Это сочетание позволяет увеличить срок их службы и обеспечивает равномерное распределение тока по поверхности конструкций, что компенсирует дефекты покрытия, которые возникают в процессе эксплуатации.

Монтаж и подключение подземных приборов контроля с обеспечением надежности безотказной работы до 20 лет.

Подключение подземных приборов контроля необходимо для поискаи обнаружения повреждений в изоляции металлических трубопроводов без вскрытия поверхности грунтаи для определения глубины и местоположения залегания трассы трубопровода. Приборы подземного контроля

  • Контроль целостности изоляции
  • Определение утечек нефти и газа без вскрытия грунта
  • Контроль толщины стенок трубопроводов и определение дефектов металла
  • Определение коррозийной активности грунтов
  • Контроль качества выполнения сварных стыков
  • Определение мест концентрации напряжений
  • Измерение механических свойств трубопроводов

Монтаж стоек контрольно-измерительных пунктов

Контрольно-измерительные пункты предназначены для указания расположения подземных трасс трубопроводов и осуществления контроля их электрохимической защиты. Они размещаются на промышленных площадках газораспределительных станций, на линейных частях подземных трубопроводов, на объектах добычи нефти и газа, в подземных хранилищах нефти и нефтепродуктов, в подземных хранилищах газа, и других промышленных объектах с подземными металлическими сооружениями.

Контрольно-измерительный пункт состоит из стойки и закрепленного на стойке терминала. Стойка по желанию заказчика изготавливается из поливинилхлорида (ПВХ), металла или стеклопластика.

Материалы применяемые при монтаже стоек контрольно-измерительных пунктов специально предназначены для их эксплуатации во всех климатических зонах на открытом воздухе. Стойка оснащается анкерным устройством, которое препятствует свободному изъятию из грунта контрольно-измерительного пункта.

В комплект дополнительно включается километровый знак, который позволяет визуально контролировать местоположение трассы трубопровода с воздуха.

Монтаж систем измерения и регулирования катодного потенциала

Схема измерения поляризационного потенциала в контрольно-измерительном пункте1 — прерыватель тока; 2 — датчик электрохимического потенциала; 3 — электрод сравнения; 4 — трубопровод

ООО «Электрик-НН» осуществляет монтаж систем измерения и регулирования катодного потенциала для защиты подземных сооружений. Все магистральные трубопроводы, подземные скважины и хранилища, снабжаются устройствами для катодной защиты от коррозии.

Электрохимическая защита трубопроводов осуществляется,как правило, со станций катодной защиты, протекторные аноды применяют только при отсутствии источника тока.

Системы катодной защиты должны осуществлять регулирование катодного потенциала путем присоединения к защищаемой поверхности отрицательного полюса источника постоянного тока,в то время как положительный полюс присоединяется к специально установленным анодам.

Монтаж глубинных анодных заземлителей, создание анодных полей, в том числе в геологически сложных районах залегания

Глубинный анодный заземлитель1 — крышка заземлителя; 2 — труба стальная Д-273 мм; 3 — труба стальная Д-60 мм; 4 — битум; 5 — провод медный изолированный; 6 — коксовая мелочь КМ-1; 7 — заглушка заземлителя; 8 — башмак

Глубинные заземлители предназначены для эксплуатации в местах ограниченного землеотвода под анодное поле, а также для установки в местах с низкой электропроводностью поверхностного слоя грунта и в геологически сложных районах залегания.

Глубинные анодные заземлители предназначены для защиты наземных и подземных резервуаров нефтепродуктов, магистральных нефтегазопроводов, подземных стальных конструкций, скважин, заземления линий электропередач и прочих металлических конструкций, которые контактируют с грунтом и водой.

Анодные заземлители изготавливаются на основе железосилидовых сплавов они стойкие к анодному растворению при работе в агрессивных щелочных или кислотных почвах, в пресных и солоноватых водах и предназначены для эксплуатации в любых грунтах.

Монтаж станций катодной защиты строительстве трубопроводов

ООО «Электрик-НН» осуществляет монтаж станций катодной защиты, которые очень важны при эксплуатации стационарных нефтегазопромысловых сооружений, нефтегазопроводов, трубопроводов на континентальном шельфе. Катодная защита подземных сооружений широко распространена. Большинство магистральных трубопроводов, подземных хранилищ и скважин, снабжаются устройствами для катодной защиты в сочетании с защитными лакокрасочными покрытиями.

Электрохимическая защита трубопроводов на переходах через водные преграды, авто- и железные дороги

Электрохимическая защита от коррозии— это комплекс мероприятий по снижению электрического потенциала труб и грунта. Создание электрохимической защиты трубопроводов регламентируется требованиями СНиПа 2.05.06-85. На переходах трубопроводов под железными и автомобильными дорогами участки трубопроводов, которые примыкают к ним, должны иметь кожухи иусиленный тип защитных покрытий.

Электрохимическая защита кожухов на переходах через водные преграды и под авто- и железными дорогами должна быть сделана одновременно с защитой самого магистрального трубопровода. При сдаче в эксплуатацию магистрального трубопровода и в процессе его эксплуатации следует регулярно проводить контроль электрического контакта между трубопроводом и кожухом и при его обнаружении необходимо устранить.

Электрохимическая защита тубопроводов от коррозии — пуско-наладочные работы

Пусконаладочные работы при осуществлении работ по электрохимической защите нефтепроводов и газопроводов — это комплексные мероприятия по вводу в эксплуатацию смонтированного оборудования. Целью проведения пусконаладочных работ является выявление недостатков или несоответствий проекту электроснабжения, настройка установленного оборудования и проверка готовности системы к функционированию.

https://www.youtube.com/watch?v=ZTmNyBKVcJ0

Для корректной работы оборудования, после монтажа проводятся пусконаладочные работы, в соответствии с определенным регламентом,результатом которых является обеспечение бесперебойной работы оборудования на протяжении долгого времени эксплуатации.

Источник: http://electrik-nn.ru/services/elektrokhimicheskaya-zashchita-truboprovodov/

Электрохимзащита трубопроводов принцип действия — Станки, сварка, металлообработка

Электрохимзащита трубопроводов принцип действия

Средства защиты от коррозии позволяют продлить срок службы металлической конструкции, а также сохранить ее технико-физические свойства в процессе эксплуатации. Несмотря на разнообразие методов обеспечения противокоррозийного действия, полностью уберечь объекты от поражения ржавчиной удается лишь в редких случаях.

Эффективность такой защиты зависит не только от качества протекторной технологии, но и от условий ее применения.

В частности, для сбережения металлической структуры трубопроводов свои лучшие свойства демонстрирует электрохимическая защита от коррозии, основанная на работе катодов.

Предотвращение образования ржавчины на подобных коммуникациях, разумеется, не единственная сфера применения данной технологии, но по совокупности характеристик это направление можно рассматривать как наиболее актуальное для электрохимической протекции.

Защита металлов от ржавчины посредством электрохимического воздействия основывается на зависимости величины электродного потенциала материала от скорости процесса коррозии. Металлические конструкции должны эксплуатироваться в том диапазоне потенциалов, где их анодное растворение будет ниже допустимого предела. Последний, к слову, определяется технической документацией по эксплуатации сооружения.

На практике электрохимическая защита от коррозии предполагает подключение к готовому изделию источника с постоянным током.

Электрическое поле на поверхности и в структуре защищаемого объекта формирует поляризацию электродов, за счет которой управляется и процесс коррозийного поражения.

В сущности, анодные зоны на металлической конструкции становятся катодными, что позволяет смещать негативные процессы, обеспечивая сохранность структуры целевого объекта.

Существует катодная и анодная защита электрохимического типа. Наибольшую популярность все же получила первая концепция, которая и применяется для защиты трубопроводов.

По общему принципу, при реализации данного метода к объекту подводится ток с отрицательным полюсом от внешнего источника.

В частности, таким образом может защищаться труба стальная или медная, в результате чего будет происходить поляризация катодных участков с переходом их потенциалов в анодное состояние. В итоге коррозийная активность защищаемой конструкции будет сведена практически к нулю.

Читайте также  Условные диаметры трубопроводов ГОСТ

При этом и катодная защита может иметь разные варианты исполнения. Широко практикуется вышеописанная техника поляризации от внешнего источника, но эффективно действует и метод деаэрации электролита с уменьшением скорости катодных процессов, а также созданием протекторного барьера.

Уже не раз отмечалось, что принцип катодной защиты реализуется за счет внешнего источника тока. Собственно, в его работе и заключается главная функция антикоррозийной защиты. Выполняют эти задачи специальные станции, которые, как правило, входят в общую инфраструктуру технического обслуживания трубопроводов.

Станции катодной защиты от коррозии

функция катодной станции заключается в стабильном обеспечении током целевого металлического объекта в соответствии с методом катодной поляризации. Используют такое оборудование в инфраструктуре подземных газо- и нефтепроводов, в трубах водоснабжения, тепловых сетях и т.д.

Существует множество разновидностей таких источников, при этом наиболее распространенное устройство катодной защиты предусматривает наличие в составе:

  • оборудования преобразователя тока;
  • провода для подводки к защищаемому объекту;
  • анодного заземлителя.

При этом существует разделение станций на инверторные и трансформаторные. Имеют место и другие классификации, но они ориентированы на сегментацию установок или по сферам применения, или же по техническим характеристикам и параметрам входных данных. Базовые принципы работы наиболее ярко иллюстрируют обозначенные два типа катодных станций.

Трансформаторные установки катодной защиты

Сразу следует отметить, что данный вид станций является устаревающим. На его смену как раз и приходят инверторные аналоги, которые имеют как плюсы, так и минусы. Так или иначе, трансформаторные модели применяются даже на новых пунктах обеспечения электрохимической защиты.

В качестве основы таких объектов используется низкочастотный трансформатор на 50 Гц и тиристорный преобразователь. Для системы управления тиристорами применяются простейшие устройства, среди которых фазоимпульсные регуляторы мощности. Более ответственный подход к решению задач управления предполагает использование контроллеров с широким функционалом.

Современная катодная защита от коррозии трубопроводов с таким оснащением позволяет регулировать параметры выходного тока, показатели напряжения, а также выравнивать защитные потенциалы. Что касается недостатков трансформаторного оборудования, то они сводятся к высокой степени пульсации тока на выходе при низком коэффициенте мощности. Объясняется этот изъян не синусоидой формой тока.

Решить проблему с пульсацией в определенной мере позволяет внедрение в систему низкочастотного дросселя, но его габариты соответствуют размерам самого трансформатора, что не всегда делает возможным такое дополнение.

Инверторная станция катодной защиты

Установки инверторного типа базируются на импульсных высокочастотных преобразователях. Одним из главных преимуществ от использования станций этого типа является высокий КПД, достигающий 95%. Для сравнения, у трансформаторных установок этот показатель в среднем достигает 80%.

Иногда на первый план выходят и другие достоинства. Например, небольшие габариты инверторных станций расширяют возможности для их применения на сложных участках. Есть и финансовые преимущества, которые подтверждает практика применения такого оборудования.

Так, инверторная катодная защита от коррозии трубопроводов быстро окупается и требует минимальных вложений в техническое содержание.

Впрочем, эти качества отчетливо заметны лишь при сравнении с трансформаторными установками, но уже сегодня появляются более эффективные новые средства обеспечения тока для трубопроводов.

Конструкции катодных станций

Такое оборудование представлено на рынке в разных корпусах, формах и габаритах. Конечно, распространена и практика индивидуального проектирования таких систем, что позволяет не только получить оптимальную для конкретных нужд конструкцию, но и обеспечить необходимые эксплуатационные параметры.

Строгий расчет характеристик станции позволяет в дальнейшем оптимизировать затраты на ее установку, транспортировку и хранение.

К примеру, для небольших объектов вполне подойдет катодная защита от коррозии трубопроводов на инверторной основе массой в 10-15 кг и мощностью 1,2 кВт.

Оборудование с такими характеристиками можно обслужить и легковым автомобилем, однако для масштабных проектов могут применяться и более массивные и тяжелые станции, требующие подключения грузовой техники, подъемного крана и бригад монтажников.

Защитный функционал

Особое внимание при разработке катодных станций уделяется защите самого оборудования. Для этого интегрируются системы, позволяющие предохранять станции от короткого замыкания и обрыва нагрузок. В первом случае используются специальные предохранители, позволяющие обрабатывать аварийные режимы работы установок.

Что касается скачков и обрывов напряжения, то станция катодной защиты вряд ли серьезно пострадает от них, но зато может возникнуть опасность поражения током. Например, если в обычном режиме оборудование эксплуатируется небольшим напряжением, то после обрыва скачок в показателях может довести до 120 В.

Другие виды электрохимической защиты

Помимо катодной защиты практикуются и технологии электрического дренажа, а также протекторные методы предотвращения коррозии. Наиболее перспективным направлением считается именно специальная протекция от образования коррозии.

В данном случае также к целевому объекту подключаются активные элементы, обеспечивающие преобразование поверхности с катодами посредством тока.

Например, труба стальная в составе газопровода может быть защищена цинковыми или алюминиевыми цилиндрами.

Заключение

Способы электрохимической защиты нельзя отнести к новым и, тем более, инновационным. Эффективность применения подобных методик в борьбе с процессами ржавления освоена давно. Однако, широкому распространению этого способа препятствует один серьезный недостаток.

Источник: https://stanki-info.com/elektrohimzaschita-truboprovodov-printsip-deystviya/

Электрохимзащита : принцип действия и область применения электродов протяженного типа серии элэр

Электрохимзащита трубопроводов принцип действия

Рис. 5. Распределение защитного потенциала для системы с дискретным (точечным) АЗ. Коэффициент неравномерности токораспределения 300–500 %. КПД системы защиты < 45 %

Рис. 6. Распределение защитного потенциала для системы с протяженным АЗ (aα=const). Коэффициент неравномерности токораспределения < 100 %. КПД системы защиты до 70 %

Рис. 7. Распределение защитного потенциала для системы с протяженным АЗ (с дифференциальным a). Коэффициент неравномерности токораспределения ≤10 %. КПД системы защиты 80–90 %

2.3.2.

При размещении в непосредственной близости от объекта защиты и параллельно ему электроды АЗ протяженного типа серии ЭЛЭР обеспечивают создание цилиндрического поля защитного тока (в отличие от сферического поля при использовании сосредоточенных анодов), которое практически полностью замыкается в объеме среды между анодным заземлением и защищаемым сооружением. В этом случае система «анод – объект защиты» может рассматриваться как система двух параллельных проводников тока, закон распространения которого определяется соотношением постоянных распространения тока анодного заземления и объекта защиты.

Конструктивные особенности электродов АЗ протяженного типа серии ЭЛЭР (особенно многослойных электродов и электродов в коксовой упаковке с дифференциальными электрическими характеристиками) позволяют:

  • формировать защитное поле требуемой конфигурации, управлять режимом стекания защитного тока, а значит, обеспечивать равномерное распределение защитного потенциала по длине и поверхности защищаемого объекта на минимально необходимом уровне, сохраняя его изоляционное покрытие;
  • обеспечить минимальное сопротивление анодной цепи в грунтах практически с любым удельным электрическим сопротивлением;
  • исключить образование блуждающих токов и предотвратить экранирующее влияние объектов, не включенных в систему защиты;
  • исключить (или минимизировать) на подводных переходах экранирующее воздействие защитного электрического поля, нарушающее естественную миграцию (в т.ч. нерест) рыб;
  • обеспечить КПД системы защиты на любых объектах не менее 80%.

Управление режимом стекания защитного тока анодного заземления из электродов протяженного типа (или отдельных его участков) можно также осуществлять с помощью дополнительных регулируемых поляризованных сопротивлений.

Применение коксовой засыпки анодных заземлений позволяет использовать их в тяжелых глинистых грунтах, где затруднен отвод от поверхности анода газов, образующихся при протекании электрохимической реакции, уменьшает сопротивление растеканию тока с анода, увеличивает срок службы и нормативную удельную плотность защитного тока.

2.3.3. Область применения электродов АЗ протяженного типа серии ЭЛЭР.

С учетом принципа действия и основных характеристик область применения электродов АЗ протяженного типа серии ЭЛЭР в системах катодной защиты от подземной, речной и морской коррозии включает в себя следующие объекты:

  • в установках катодной защиты на промышленных площадках различного назначения (компрессорные, газораспределительные, нефтеперекачивающие станции, тепло-, электростанции и промышленные площадки иного назначения и любые сооружения со сложной конфигурацией), независимо от типа грунтов;
  • установках катодной защиты линейных участков магистральных, промысловых и иных трубопроводов и многониточных систем трубопроводов в грунтах с любым удельным электрическим сопротивлением, включая скальные, пустынные, засушливые и многолетнемерзлые, и в условиях «стресс-коррозии»;
  • в установках катодной защиты на переходах трубопроводов через водные преграды;
  • в установках катодной защиты трубопроводов на участках их пересечений или параллельной прокладки с другими трубопроводами, независимо от типа грунтов;
  • при ремонте и реконструкции катодной защиты трубопроводов со сроком эксплуатации не менее 10–15 лет;
  • в установках катодной защиты многониточных систем трубопроводов с различным сроком эксплуатации или с различными электрическими характеристиками;
  • в установках катодной защиты любых гидротехнических сооружений (портовые и причальные сооружения, морские платформы и т.п.);
  • в установках катодной защиты технологических резервуаров любого назначения, включая внутреннюю поверхность;
  • в установках катодной защиты промысловых подземных сооружений (обсадные колонны
    скважин, шлейфы, свайные поля, ингибиторопроводы, коллекторы и т.п.), независимо от типа грунтов.

.

Источник: http://www.anod-er.ru/view_text/id/50.htm