|
|
|
|
|
|
|
Защита от коррозии магистральных трубопроводов
3 ноября 2015
Луценко А. Н.
ООО «МЕЖРЕГИОНЭКСПЕРТИЗА» Эксперт по промышленной безопасности e-mail: lutcenko@megregiontest.ru Вдовенко Е. Е. ООО «НТЦ «ПРОМБЕЗОПАСНОСТЬ», ведущий инженер отдела оценки рисков Электронная почта: vdovenko.ee@orfi.ru Сухова В.В. ООО «НТЦ «ПРОМБЕЗОПАСНОСТЬ» ведущий инженер отдела экспертизы промышленной безопасности проектной документации Электронная почта: suhova@orfi.ru Даньшин С. И. ООО «Высокие экспертные и строительные технологии» Заместитель начальника отдела обследований e-mail:westltd@yandex.ru Магистральные трубопроводы в нашей стране – это масштабная сеть труб, которая характерна большим диаметром, высоким давлением и значительной пропускной способностью, что позволяет производить доставку сырья от места добычи до места потребления и переработки. В большинстве случаев магистральные трубопроводы проектируются и монтируются в подземном исполнении. Как частный случай, могут устанавливаться на специальные опоры или просто укладываться на землю. Такие виды укладки используются в нестандартных климатических условиях, которые характеризуются нестабильным состоянием почвы (пустыни, болота, вечномёрзлые участки). Трубопровод может быть как одиночным, так и в комплексе с уже существующим коридором. Число нитей в таком коридоре строго зависит от объемов транспортируемых углеводородов. Главным фактором преждевременного износа магистральных трубопроводов (независимо от способа их прокладки) и, как следствие, аварийности является коррозия материалов. По статистике, 25% аварий происходит из-за отсутствия или нарушения антикоррозийной защиты. В практике сложилось 4 основных способа обеспечения защиты трубопроводов от коррозии: 1) изоляция от контакта с агрессивной средой (пассивная), 2) электрозащита (активная), 3) снижение агрессивности окружающей среды, 4) изготовление оборудования из коррозийно-стойких материалов. Надземные трубопроводы необходимо защищать от атмосферной коррозии лакокрасочными, стеклоэмалевыми, металлическими покрытиями или покрытиями из консистентных смазок. Подземные магистральные трубопроводы в большей степени подвергают-ся почвенной коррозии, защита от которой должна осуществляться в комплексе. Пассивную защиту обеспечивает нанесение на наружные поверхности труб защитных мастик, лаков, красок либо цинкование, хромирование, никелирование. Выбор типа защитного покрытия: усиленного или нормального – обусловлен конкретными условиями монтажа и эксплуатации трубопровода. Антикоррозийные покрытия усиленного типа требуются: - на газопроводах сжиженных углеводородов, - на трубопроводах с диаметром 820 мм и более, - в регионах южнее 50° северной широты, - в засоленных, болотистых, заболоченных, черноземных и поливных почвах, -в речных поймах и на участках водных стоков, - в местах пересечения трубопровода с железными, автомобильными дорогами или другими трубопроводами, - на участках блуждающих токов, - вблизи водоохранных объектов, - вблизи населенных пунктов и промышленных предприятий. В 70-ые годы в СССР активно применяли битумные покрытия, срок действия которых исчислялся только 8 - 12 годами, в силу хрупкости битума, из-за потери пластичности. В последующие годы использовали полимерные покрытия на основе полиэтиленовых изоляционных липких лент, однако и этот способ антикоррозийной защиты оказался малоэффективным. Современные материалы покрытия труб перечислены в ГОСТе Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии». Но процесс не стоит на месте - ученые продолжают разрабатывать новые высокоэффективные изоляционные материалы и покрытия на их основе. Существует фактор повреждения поверхности труб в процессе переизоляции трубопроводов, когда не аккуратная работа бригады по вскрытию траншеи с трубопроводами приводит к появлению дефектов. Это может происходить, когда зубья ковша экскаватора оставляют вмятины и царапины на поверхности трубопроводов. Подобные «борозды» являются концентраторами напряжений в металле и приводят впоследствии к появлению трещин. Подобное «качество» работ является недопустимым. 
Использование только пассивного метода не позволяет достичь эффективной защиты трубопроводов от коррозии. По этой причине, принято одновременно с пассивной, применять и активную защиту. Её суть заключается в управлении электрохимическим процессом, который протекает на границе между металлом трубы и грунтовым электролитом. Это сочетание методов носит название - комплексной защиты. Одним из видов защиты от коррозии активным методом, является метод катодной поляризации. В основе его лежит эффект снижения скорости разрушения металла, при смещении его коррозийного потенциала в область отрицательных значений относительно естественного потенциала. Установлено, что потенциал катодной защиты стали примерно соответствует величине - 0,85 В, при этом естественный потенциал той же стали в грунте примерно соответствует величине - 0,55…-0,6 В. Очевидно, что для эффективной катодной защиты потенциал коррозии должен быть смещен на 0,25…0,30В в сторону отрицательных значений. Снижения потенциала коррозии можно добиться, если пропускать между поверхностью трубы и прилегающим грунтом электрический ток. При этом необходимо добиться снижения потенциала в местах дефектов изоляции трубы до значений ниже 0,9 В. Данный метод приводит к заметному снижению скорости коррозии. В практике эксплуатации трубопроводов существует два основных метода катодной защиты: 1) гальванический метод — путем применения магниевых жертвенных анодов-протекторов; 2) электрический метод — путем применения внешнего источника постоянного тока, отрицательный полюс которого соединяется с трубой, а положительный - с анодным заземлителем. В основе гальванического метода лежит принцип различных электродных потенциалов существующих в электролите различных металлов. Если при этом образовать гальваническую пару из двух металлических электродов и опустить их в электролит, то получим специфический эффект. Суть его в том, что металл, имеющий более низкий отрицательный потенциал, будет выполнять функцию анода и станет разрушаться, защищая при этом металл (катод) имеющий менее низкий отрицательный потенциал. В качестве жертвенных гальванических анодов на практике используют протекторы, изготовленные из магниевых, алюминиевых и цинковых сплавов. Существенным ограничением применения протекторов в качестве катодной защиты является то, что они эффективны лишь в низкоомных грунтах (до 50 Ом/м). В грунтах высокоомных такой метод не обеспечивает трубопроводам необходимой защищенности. Катодная защита с помощью внешних источников тока является более сложной и трудоемкой задачей, но главным ее преимуществом является малая зависимость от величины удельного сопротивления грунта и практически неограниченный энергетический ресурс. Преобразователи постоянного тока, запитанные от сети переменного тока, позволяют регулировать уровень защитного тока в значительных пределах и обеспечивают защиту трубопроводов при любых условиях. Таким образом, эффективной защитой магистральных трубопроводов от коррозии, является целый комплекс мероприятий приведенных выше. Литература: 1. Гарбер Ю.И. Эффективность изоляционных покрытий, нанесенных в трассовых условиях. // Строительство трубопроводов, 1992, № 7, с. 21-23. 2. ГОСТ Р 51164 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. 3. ГОСТ Р 52568 Трубы стальные с защитными наружными покрытиями для магистральных газонефтепроводов. Технические условия. 4. Зиневич A.M., Глазков В.И., Котик В.Г. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии. М., Изд. «Недра», 1975. 5. Мустафин Ф.М. Обзор методов защиты трубопроводов от коррозии изоляционными покрытиями. // Нефтегазовое дело. – 2003. 6. Никитенко Е.А., Эдельман Я.М. Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии. М.: Недра. – 1981. – 254 с.
Короткая ссылка на новость: https://a-economics.ru/~qK8dM
|
|