Протекторная защита внутриплощадочных трубопроводов
Система протекторной защиты предназначена для защиты от внутренней коррозии действующих и строящихся трубопроводов, транспортирующих воду, водные растворы и обводненную (более 10 %) нефть. Использование системы особенно эффективно при защите внутрипарковых трубопроводов, а также трубопроводов на участках водных труднодоступных переходов, где порывы недопустимы.
Протекторная защита (рис. 2.12.) осуществляется гальваническими анодами (протекторами) из сплава с более отрицательным, по сравнению со сталью, электродным потенциалом, электрический контакт которых с трубопроводом смещает потенциал последнего в отрицательную сторону, что подавляет коррозию.
Рис. 2.12. Схема протекторной защиты трубопровода от внутренней коррозии:
1- точка контакта протектора с трубой; 2- место соединения протекторов; 3- алюминиевый протектор; 4- защищаемый трубопровод
Гальванический анод собирается из отдельных протекторных стержней, соединяемых между собой сваркой армирующих сердечников, и размещается внутри трубопровода на нижней образующей по всей длине защищаемого участка.
Для ПЗ внутренней поверхности трубопровода применяют протекторы марки ПАКР-18 и ПАКР-20, которые представляют собой стержень с трапециевидным поперечным сечением эквивалентным диаметром (dc) 65 и 87 мм, длиной (λc) 2 и 1,2 м, по центру которого проходит армирующая стальная проволока диаметром 6 и 8 мм, соответственно.
Эффективность протекторной защиты определяется по величине катодной поляризации (смещению потенциала трубопровода), определяемое с помощью узлов контроля (узла замера потенциалов, или стального измерительного электрода).
3. Способы защиты трубопроводов от наружной коррозии
Подземная коррозия металлических трубопроводов приводит к значительным экономических потерям. Она является причиной аварийных остановок и ремонтов, связанных с заваркой каверн, наваркой заплат, врезкой катушек, заменой участков трубопроводов и поврежденных коррозией конструкций, потерь транспортирующего продукта, загрязнения окружающей среды, простоев оборудования. Для предотвращения этого необходимо применять научно обоснованные и практически оправданные методы защиты от коррозии.
3.1. Защита трубопроводов изоляционными покрытиями
Для того чтобы оградить поверхность трубопровода от почвенного электролита и создать разрыв электрической цепи микро- и макрокоррозионных элементов на поверхность трубопроводов наносят изоляционные покрытия, обладающие диэлектрическими свойствами (рис. 3.1). Изоляционные покрытия должны удовлетворять ряду требований и иметь характеристики, отвечающие условиям работы защищаемого с их помощью сооружения.
Непрерывность
(сплошность) изоляции-онного покрытия
предохраняет подземные трубопроводы
от образования коррозионных элементов.
Водонепроницаемость покрытия имеет важное значение, так как в противном случае электролит, насыщая поры покрытия, войдет в контакт с поверхностью трубопровода, что приведет к его коррозии.
Рис. 3.1. Процесс
нанесения изоляционного покрытия
Растяжимость (дуктильность) характеризует пластические свойства изоляционных покрытий, а глубина проникновения иглы (пенетрация) — его механические свойства, которые должны быть достаточными для проведения изоляционно-укладочных работ.
Химическая стойкость покрытия должна обеспечивать надежную защиту трубопровода в условиях наиболее агрессивных почвенных электролитов. Химическая нейтральность покрытий по отношению к стальной поверхности трубопровода необходима для исключения химических реакций, которые могут привести к коррозии труб.
Температурная устойчивость покрытий определяется:
- необходимой температурой размягчения, что важно при строительстве трубопровода для получения равномерной толщины изоляции;
- температурой наступления хрупкости покрытия, что важно при проведении изоляции в зимнее время и эксплуатации в условиях прокладки трубопроводов выше глубины промерзания грунта.
Изоляционные покрытия должны обладать также электрохимической нейтральностью, диэлектрическими свойствами, возможностью механизации при нанесении их на поверхность защищаемого сооружения.
На трубопроводах, строящихся в настоящее время в ОАО «Татнефть», применяются изолирующие покрытия на полиэтиленовой основе.
Для повышения качества изоляции применяют пооперационный контроль изоляционно-укладочных работ при строительстве трубопроводов. Эта система включает в себя лабораторные методы контроля изоляционных материалов и готовых покрытий, контроль нанесения покрытий, при отпуске трубопровода в траншею и его засыпке.
Дефекты изоляции включают в себя видимые и невидимые нарушения. Первые можно обнаружить и устранить в процессе нанесения покрытий, а так же до отпуска трубопровода в траншею. Для обнаружения невидимых нарушений применяют инструментальную дефектоскопию покрытий. При инструментальной дефектоскопии адгезиметрами определяют прилипаемость изоляции к трубе и слоев покрытия между собой. Сплошность покрытия контролируют искровыми дефектоскопами типа «Корона», при помощи которых изоляция испытывается на электрическую прочность до и после укладки трубопровода в траншею. Контроль состояния изоляционных покрытий законченных строительством участков трубопровода проводится методом катодной поляризации через 8…14 дней после засыпки траншеи. При неудовлетворительных результатах контроля, а также в местах, которые вызывают сомнения, производят поиск дефектов в изоляции при помощи искателей повреждений типа «Абрис» и т. п.
Даже тщательно выполненное изоляционное покрытие в процессе эксплуатации стареет, теряет диэлектрические свойства, водоустойчивость. Встречаются повреждения изоляции при температурных перемещениях трубопровода, а так же корнями растений. Кроме того, в покрытиях остается некоторое количество не замеченных при проверке дефектов. Следовательно, изоляционные покрытия не гарантируют необходимой защиты трубопровода от коррозии. Достаточно эффективная защита может быть обеспечена только при нанесении изоляционных покрытий и применении электрохимической защиты.