Подземных трубопроводов

Для подземных трубопроводов стоимость катодной защити намного ниже, чем при использовании любых других способов, обеспечивающих аналогичную степень защиты. Гарантия того, что в катодно защищенных подземных трубопроводах не происходит сквозных разрушений вследствие коррозии со стороны грунта, сделала экономически оправданным и применение высокого давления для транспортировки нефти и газа на большие расстояния, например через американский континент.

Биокоррозия подземных трубопроводов. Коррозия, вызываемая сульфатре-дуцирующими бактериями, встречается на подземных трубопроводах во влажных почвах, через которые транспорт кислорода затруднен, т. е. в анаэробных условиях. Продукты коррозии трубной стали в результате биокоррозии .имеют запах сероводорода при извлечении трубы и содержат значительное количество сульфида железа. Грунт вокруг трубы окрашивается в черный цвет, что свидетельствует о наличии сульфидов железа. Сульфатвосстанавливающие бактерии содержатся в грунте повсеместно. Однако при содержании в одном кубическом миллиметре воды менее 100 жизнеспособных бактерий она не агресивна. Агрессивность грунтов в отношении биокоррозии оценивают популяциями бактерий в тех же пределах.

участках рельсовой сети трамвая показывают неудовлетворительное состояние как ходовых рельсов, так и отсасывающих кабелей. Электродренажные установки строятся только в тех случаях, когда в том или ином районе проектируются новые коммуникации. Из-за отсутствия потенциальной диаграммы рельсовой сети трамвая весьма трудно отыскать опасные коррозионные участки на близлежащих от рельсов подземных трубопроводах и кабелях.

При измерениях потенциала на подземных трубопроводах и резервуарах возможны погрешности, если не учитывать внешние напряжения, например омическое падение напряжения в грунте [12]. Распределение потенциала для отдельных дефектных участков (сферическое поле) и для нескольких статистически распределенных дефектов в изоляционном покрытии трубопровода (цилиндрическое поле) показано на рис. 3.10. Обычно измеряют получающийся при текущем защитном токе потенциал включения защищаемого объекта, например трубопровода, по

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ [5]

Анодные и знакопеременные зоны на стальных подземных трубопроводах и резервуарах являются в коррозионном отношении опасными независимо от величины разности потенциалов сооружение — земля и коррозионной активности грунта.

Опасны в коррозионном отношении зоны на стальных подземных трубопроводах, где под влиянием электрифицированного транспорта, работающего на переменном токе, наблюдается смещение разности потенциалов между трубой и медносульфатным электродом сравнения в отрицательную сторону не менее чем на 10 мв по сравнению со стационарным потенциалом трубопровода.

На параллельных подземных трубопроводах, подверженных коррозионному влиянию блуждающих токов, применяют совместную электродренажную защиту. В этом случае параллельные трубопроводы соединяют электрическими перемычками в единую систему Л подлежащую защите. Сопротивление перемычки (ом)

Компенсация растяжений и сжатий в подземных трубопроводах может быть осуществлена укладкой в траншеях участков пластиковых труб с извилистым залеганием.

Влияние блуждающих токов можно предупредить или совсем устранить применением установок электродренажной защиты, принцип работы которой заключается в устранении анодных зон на подземных трубопроводах при сохранении катодных зон. Это достигается отводом (дренажом) блуждающих токов с участков анодных зон в рельсовую цепь электротяги или на сборную шину отсасывающих кабелей тяговой подстанции. В зависимости от условий применения дренажные установки можно разделить на 4 группы - прямые, поляризованные, усиленные электродренажные установки и поляризованные протекторные установки (рис. 25).

Проведенный анализ и исследования [56] по внедрению различных методов выявления и локализации повреждений в подземных трубопроводах показали, что наиболее эффективным из них является метод контролируемых давлений, предложенный в. Сибирском энергетическом институте СО АН СССР. Этот метод основан на измерении давлений р в контролируемых узлах сети чер« з заданные короткие промежутки времени, на вычислении приращений давления в этих узлах за период между очередными измерениями, сравнением полученных приращений между ссбой и с допустимыми при безаварийных режимах эк-сплуатац; ш, т.е. с заданными уставками.

11. Анализ аварийности подземных трубопроводов на примере газопроводов ПО Сургутгазпром И.С.Хретинин. В.Б.Будовский.

В первом случае внешний ток третьего электрода 1Х = 0, но он может, особенно будучи протяженным, играть роль биполярного электрода независимо от наличия или отсутствия" включения его во внешнюю цепь двух других электродов (рис. 202). На одном его конце идет при этом катодный, а на другом — анодный электродный процесс (например, коррозия подземных трубопроводов блуждающим постоянным током).

Величина протекающего по подземным сооружениям блуждающих токов может быть очень велика. Вблизи электрических железных дорог были измерены токи в трубопроводе, достигающие 200—300 а. В обычных условиях для подземных трубопроводов характерны блуждающие токи 10—20 а. Так как ток силой 1 а в течение года разрушает около 9 кг железа, 11 кг меди, 34 кг свинца, то этот вид коррозии весьма опасен. Радиус действия блуждающих токов, сходящих в землю с рельсов электрофициро-ванпых железных дорог, определяется иногда несколькими десятками километров.

розионпых пар с большой поверхностью катодных участков и малой — анодных участков. Опыты также показали, что скорость коррозии подземных трубопроводов зависит от их диаметра и площади соприкосновения их с грунтом, и чем они больше, тем интенсивнее протекает коррозионный процесс, тем больше глубина язв. На рис. 143 показана зависимость скорости коррозии стали от длительности эксплуатации в различных грунтах'.

В практике защиты подземных трубопроводов от коррозии в последние годы нашли применение обкладки из липких полихлорвиниловых и полиэтиленовых лент; при этом толщина слоя обкладки не превышает 0,5 мм. Наибольшее распространение получили различные нефтебнтумные защитные покрытия с минеральными наполнителями в комбинации с обкладками. В зависимости от агрессивности грунта, грунтовых вод и условий эксплуатации применяют битумные изоляции различных типов (битумно-резиновые, эпоксидно-битумные и др.).

Прнтула В. А. Защита заводских подземных трубопроводов от коррозии. М, Металлургиздат, 1961.

Для выяснения причин коррозии и мер ее предотвращения коррозионисты-исследователи изучают механизмы коррозионных процессов. Инженеры-коррозионисты используют накопленные наукой знания с учетом эксплуатационных данных и экономических факторов. Например, инженер-коррозионист осуществляет катодную защиту подземных трубопроводов или испытывает и разрабатывает новые краски, рекомендует добавки ингибиторов коррозии или металлическое покрытие. Ученый-коррозионист для этога разработал оптимальные варианты катодной защиты, определил молекулярную структуру химических составов с лучшими ингибирующими свойствами, создал коррозионностойкие сплавы и определил режим их термической обработки. Как науч-

5. Допуски на коррозию. Этот фактор является обычным при проектировании реакторов, паровых котлов, конденсаторов, насосов, подземных трубопроводов, резервуаров для воды и морских конструкций. В тех случаях, когда скорости коррозии неизвестны, а методы борьбы с коррозией неясны, задача оптимального проектирования значительно усложняется. Надежные данные о скорости коррозии позволяют более точно оценить срок эксплуатации оборудования и упрощают его проектирование. Типичным примером допусков на коррозию может служить выбор толщины стенок подземных нефтепроводов. Расчетная толщина стенки трубопровода диаметром 200 мм и длиной 362 км составляет 8,18 мм, с учетом коррозии. А применение соответствующей защиты от коррозии позволяет снизить эту величину до 6,35 мм, что приводит к экономии 3700 т стали и увеличению полезного объема трубопровода на 5 % [12].

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) часто является причиной разрушения подземных газопроводов [12—18]. В катодно защищенных трубопроводах КНР начинается на внешней поверхности трубы, чаще всего в местах нарушения покрытий. Вблизи от участка разрушения под нарушенным покрытием обнаруживают раствор карбоната/бикарбоната натрия, а иногда и кристаллы NaHCOs. Предполагают, что эта среда наиболее благоприятна для КРН. В большинстве конструкций, где применяется катодная защита стали от общей коррозии, сталь поляризуют до потенциала —0,85 В по отношению к Си/Си5О4-электроду, что соответствует значению —0,53 В по н. в. э. Катодная защита подземных трубопроводов может приводить к накоплению на поверхности трубы щелочных продуктов, например гидроксида натрия, а также растворов карбоната/бикарбоната натрия [19, 20]. Ионы водорода, катионы Na+ и вода, содержащая растворенный кислород, мигрируют к катодным участкам трубы через поры

Примером катодной защиты может служить покрытие, получаемое погружением стального листа в расплав цинка (горячее цинкование) (см. разд. 13.3.3). Этот метод впервые запатентован во Франции в 1836 г. и в Англии в 1837 г. [4]. Однако имеются упоминания, что во Франции цинковые покрытия наносили на сталь еще в Д742 г. [5]. Наложение электрического тока впервые было применено для защиты подземных сооружений в Англии и США в 1910—19)2 гг. [4]. С тех пор использование катодной защиты в этой области быстро распространялось, и в настоящее время этим методом эффективно защищают от коррозии тысячи километров подземных трубопроводов и кабелей. Катодную за-

Для подземных трубопроводов стоимость катодной защити намного ниже, чем при использовании любых других способов, обеспечивающих аналогичную степень защиты. Гарантия того, что в катодно защищенных подземных трубопроводах не происходит сквозных разрушений вследствие коррозии со стороны грунта, сделала экономически оправданным и применение высокого давления для транспортировки нефти и газа на большие расстояния, например через американский континент.