Промышленная безопасность в системе магистральных нефтепроводов - Ямуров Н.Р.
ISBN 5-94218-006-7
Скачать (прямая ссылка):
В зависимости от того, как достигается этот эффект, за счет поляризации от внешнего источника постоянного тока или за счет работы искусственно создаваемого гальванического макроэлемента, защита называется катодной или протекторной.
При коррозии под действием электрического тока (блуждающие токи) опасные анодные зоны трубопровода соединяют проводниками с источником блуждающих токов или соединяют проводником с «жертвенным анодом», с которого ток стекает в землю, и в результате этого происходит его растворение.
Принципиальная схема системы катодной защиты трубопровода дана на рис. 17
Рис 17 Схема системы катодной защиты;
/ кипим июкггроперсдачи. Z — трансформаторный пункт, 3 станция клиипай laniHi и. / трубопровод, 5 - анодное чаземленис, 6 кабели
Принцип действия системы катодной защиты аналогичен процессу электролиза Под действием электрического поля начинается движение электронов в направлении анодное заземление —> источник тока —> трубопровод. Теряя электроны, атомы металла анодного заземления переходят в виде ионов металла в раствор электролита и за счет гидратации отводятся в глубь раствора. У трубопровода наблюдается избыток электронов, что создаст условия для протекания реакции кислородной и водородной деполяризации.
Потенциал пары трубопровод-грунт, при котором ток коррозии практически равен нулю называют защитным потенциалом. Минимальный защитный потенциал стальных труб, уложенных в грунтах,' с различ-
ным удельным электрическим сопротивлением изменяется в пределах от -0,9 до -1,05 вольт.
Для МНП не удается на всем протяжении создать одинаковые значения защитного потенциала, поэтому, как показывает практика, в точках дренажа катодных станций можно повысить защитный потенциал для битумной изоляции до -2,5 вольт, для пленочной полимерной до -3,5 вольт.
Принцип действия системы протекторной защиты понятен из рис. 1.8.
2
Рис. 1.8. Схема системы протекторной защиты:
} трубопровод, 2 контрольно-измерительная колонка,
3 протектор, 4 — активатор, 5 — кабели
Протектор, соединенный с трубопроводом накоротко, находится в почвенном электролите и создаст короткозамкнутый гальванический элемент, который и является источником постоянного тока. Защищаемый трубопровод становится катодом, а протектор — растворимым анодом. Ионы металла протектора переходят в почвенный раствор, что и приводит к его разрушению. Сила тока контролируется контрольно-измерительной колонкой.
Для защиты стальных труб используют протекторы, изготовленные из алюминия, магния или цинка, а чаще из их сплавов с добавками, улучшающими протекторную защиту.
Равномерность анодного растворения протектора обеспечивается его погружением в слой активатора, который представляет собой смесь гипса, глины, сульфата натрия и других солей, она обладает повышенной по сравнению с грунтом проводимостью.
Отношение поверхности протектора к поверхности защищаемого jpy-бопровода обычно находится в пределах: 1:200 до 1:1 ООО. Преимущество протекторной защиты проявляется в ее очевидной простоте, а недостат-
ком сс является нестабильность защитного тока и относительно малый срок службы. Для защиты трубопроводов от блуждающих токов, источниками которых являются электротранспорт, ЛЭП, используют системы электро-дрснажной защиты, принципиальные схемы которых даны на рис. 1.9.
Существуют системы электродренажной защиты трех типов:
1) прямая, допускающая прохождение блуждающих токов в двух направлениях;
2) поляризованная, обеспечивающая прохождение блуждающих токов только в одном направлении: из трубопровода в рельс при знакопеременной разности потенциалов «труба-рельс»;
Рис. 1.9. Принципиальные схемы систем члсктродрснажа: а прямая, 6 - поляризованная, « усиленная,
I трубопровод, 2 реостат, 5 клеммы шунта амперметра, 4 - выключатель, 5 — предохранитель плавкий,
6 - рельс -шектрофицированной дороги,
7 выпрямитель (диод), 8 — станция катодной защиты
3) усиленная, автоматическая, включающая поляризованную защиту и станцию катодной защиты.
Блуждающие токи, протекающие в трубопроводе, опасны тем, что они стекают, как правило, с небольшой площади поверхности, что приводит к образованию глубоких «язв» в металле в течение короткого времени. Поэтому защита трубопровода от блуждающих токов предусматривает их отвод (дренаж) от трубопровода на источник блуждающих токов или на специальное заземление — «жертвенный анод».
Прямая система электрического дренажа применяется тогда, ког да потенциал трубопровода постоянно выше потенциала рельсовой сети, куда отводятся блуждающие токи.
Поляризованная система допускает дренаж тока только от трубопровода к рельсовой сети, что исключает обратное натекание блуждающих токов на трубопровод по дренажному проводу.
Если нужно не только отвести блуждающие токи с трубопровода, но и обеспечить на нем защитный потенциал, применяют усиленную систем у.
