Efektívne metódy na ochranu plynovodu pred koróziou

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Ochrana plynovodov pred koróziou sa vykonáva niekoľkými spôsobmi. Je to spôsobené odlišným charakterom vzniku samotnej deformácie, ktorý závisí od typu umiestnenia diaľnice a okolitých podmienok. Korózia kovových drôtov znamená spontánnu deformáciu týchto prvkov v dôsledku chemických alebo elektrochemických procesov. Hlavné typy deformácií sú kvapalné, atmosférické, podzemné.

Reasons

Nasledujú stručné definície poškodenia, ktoré sa vyrovnáva protikoróznou ochranou plynovodov:

1. Chemické pôsobenie - spontánna oxidácia kovových častí, v dôsledku ich premeny na stabilnú iónovú oblasť, pod vplyvom nevodivých zlúčenín.
2. Elektrochemická korózia – kov sa ničí rýchlosťou v závislosti od prienikov elektród. Je to spôsobené tým, že atómy sú ionizované oddelene, pričom sa v elektrolyte obnovuje oxidačné činidlo.
3. Najnebezpečnejšou koróziou je útok bludným prúdom. Tento problém je pozorovaný blízkoelektricky vodivé systémy, napríklad v oblasti Braillov s kontaktnou sieťou.

Všeobecné informácie

Hlavné typy ochrany plynovodov proti korózii zahŕňajú tri typy: nášľapné, katódové a odvodňovacie metódy. Pre maximálne zabezpečenie obsluhovaných objektov sa používajú komplexné opatrenia vrátane katódovej, nášľapnej, drenážnej ochrany. Stavajú sa katódové stanice s niekoľkými drenážnymi oddeleniami a rozptýlenými anódami, aby sa predišlo tieniacemu efektu podzemných komunikácií.

Katódová ochrana plynovodov proti korózii

Touto metódou je pripojenie kladného pólu generátora jednosmerného prúdu k vodiču uzemnenia anódy. Z nej vstupujú do pôdy prúdy, ktoré pretekajú cez poškodené úseky izolácie do potrubia. Prechádzajú potrubím k miestu, kde je pripojený vodič, potom k zápornej hranici zdroja.

Ak je dostatočná úroveň napätia, celá pracovná časť plynovodu sa stane zápornou katódou. To umožňuje zabrániť vzniku aktívnej korózie. V tomto prípade sa uzemnenie (odpadový kov) stáva anódovou časťou. Výsledkom je, že potrubie je negatívne zosilnené vzhľadom na zem.

Ochranné protiopatrenia

Ochranná ochrana plynovodu proti korózii zabezpečuje vytvorenie blokovacieho potenciálu napojením kovových chráničiek na potrubia s negatívnejším ukazovateľom ako je parameter samotného potrubia. PoužitímTáto metóda nepočíta s externým zdrojom prúdu, požadované charakteristiky sa vytvárajú pomocou galvanického anódového článku. Vplyvom chrániča pôsobí na plynovod katodická polarizácia, ktorá prispieva k zastaveniu koróznych procesov.

Pracovným materiálom môže byť zinok, hliník, horčík vo forme špeciálnych zliatin (ML, TsO, Ts1 a pod.). Tento typ ochrany je čo najjednoduchší, nevyžaduje dodatočnú údržbu. Táto metóda v kombinácii s inými metódami je relevantná na použitie na ochranu jednotlivých oddelení, ktoré nie sú pretínané susednými úsekmi katódovej bezpečnosti. Ochranná ochrana plynovodu proti korózii je vhodná pre špeciálne plášte na železničných a diaľničných priecestiach, pri objektoch s rozvinutými podzemnými stavbami.

Chrániče sa montujú do zväzkov niekoľkých prvkov, ktoré sú pripojené priamo k vývodu potrubia alebo katódy. Medzi sebou sú spojené pomocou špeciálneho kábla, drôtu vyrobeného z ocele alebo medi. Pre zvýšenie účinnosti ochrany sú chrániče umiestnené vo výplni, čím sa znižuje prechodový odpor. Zloženie je síran horečnatý alebo sodík s hlinkou. Inštalačná vzdialenosť chráničiek od potrubia je cca 3-6 metrov.

Odvodnenie

Električkové a železničné koľajnice na elektrifikovaných tratiach veľmi často nemajú správnu vodivosť, čo spôsobuje, že časť elektrického prúdu vstupuje do zeme. Práve pred tým je potrebné chrániť potrubia vedúce v blízkosti železníc. Nav mieste vstupu bludných prúdov do potrubia vzniká katódový potenciál a na výstupe anódová zóna. Práve na posledných miestach je kov aktívne poškodený.

Ochrana proti korózii odvodnenia oceľových plynovodov je účinný spôsob boja proti bludným prúdom. To je veľmi dôležité, pretože pod vplyvom tohto efektu sa potrubia deformujú skrz na skrz za veľmi krátky čas. Uvedený typ ochrany zahŕňa odstránenie prúdov z potrubia do primárneho zdroja pomocou vodiča. Zároveň sa znižuje potenciál potrubí vzhľadom na zem, čo prispieva k eliminácii striedavých a anódových úsekov pri súčasnom pozastavení úniku prúdu do pôdy.

Funkcie odvodnenia

Umiestnenie elektrických drenážnych vedení závisí od miesta potenciálnej hrozby. Buduje sa ochrana hlavného plynovodu proti korózii na zápornej zbernici trakčnej stanice alebo na železničných koľajniciach. V prvom prípade môže byť spojenie priame alebo polarizované.

Priame odvodnenie je vhodné, ak je potenciál potrubia vyšší ako potenciál systému na odstraňovanie bludných prúdov. Pri usporiadaní elektrického odvodnenia na koľajniciach musí byť pripojenie výlučne polarizované. Od priamej verzie sa líši tým, že obvod poskytuje špeciálne nastavenia, aby sa zabránilo návratu elektrických prúdov do potrubia. Drenážne vedenie je dostupné v káblovej alebo atmosférickej verzii a je na ňom namontované prístrojové vybavenie.

Korózia podzemných potrubí

Uvedený typ poškodenia rúrok sa vzťahuje na jeden z hlavných faktorov ich zničenia v dôsledku tvorby trhlín a prasklín. Korózia v dôsledku reakcie kovu s prostredím spôsobuje zmeny v jeho štruktúre, čo vedie k zodpovedajúcim deformáciám. Elektrochemická ochrana plynovodu proti korózii umožňuje takýmto poruchám predchádzať, keďže väčšina reakcií je spôsobená podobným spôsobom. To znamená, že katódové a anódové zóny sú vytvorené v rôznych častiach potrubia.

Vplyvom elektromotorického toku galvanického páru vstupujú elektróny cez kovové prvky do katódového priestoru, prúdia do zeme a vytvárajú reakciu s oxidačným elektrolytom, čo vyvoláva tvorbu kyslíkových a vodíkových iónov. Elektrolytická rovnováha je narušená, v mieste anódy sa kladné častice železa dostanú do pôdy, čo spôsobí galvanické poškodenie v dôsledku straty kovovej hmoty.

Ochrana podzemných plynovodov pred koróziou

V tomto smere existujú dva spôsoby ochrany: aktívna a pasívna. V druhom prípade sa predpokladá, že vytvorí vzduchotesnú bariéru medzi kovom potrubia a pôdou, ktorá ho obklopuje. Na tento účel použite rôzne nátery, ako sú polymérové pásky, bitúmen, živice.

Všetky izolačné nátery na pasívnu protikoróznu ochranu plynovodov musia spĺňať určité normy a požiadavky. Medzi nimi:

• chemická odolnosť;
• vysoký elektrický odpor;
• prijateľná sadzbapriľnavosť ku kovovému povrchu;
• vysoká mechanická pevnosť;
• necitlivosť na klimatické faktory;
• zachovanie jeho vlastností pri vystavení vysokým a nízkym teplotám;
• žiadne mechanické alebo výrobné chyby;
• zloženie by nemalo obsahovať zložky, ktoré majú korozívne účinky na kov;
• odolnosť voči útokom rôznych druhov baktérií.

Efektívnosť

Ako ukazuje prax, dosiahnuť optimálnu súvislú vrstvu nanesením izolačného náteru je takmer nemožné. Rôzne druhy materiálov majú rôznu difúznu priepustnosť, čo spôsobuje odlišnú kvalitu spracovania potrubia od okolia. Okrem toho sa počas procesu výstavby a kladenia na povlaku vytvárajú priehlbiny, praskliny a iné chyby. Poškodenie pasívnej ochrany je najnebezpečnejšie, keďže v týchto miestach aktívne prebieha proces zemnej korózie.

Keďže táto metóda je pre úplnú bezpečnosť potrubí neúčinná, dodatočne sa používa aktívna ochrana plynovodu proti korózii. Je založená na riadení elektrochemických procesov prebiehajúcich na hranici medzi kovom potrubia a zemným elektrolytom. Tento prístup sa nazýva komplexná ochrana. V aktívnej fáze je zabezpečená katodická polarizácia, ktorá prispieva k zníženiu rýchlosti rozpúšťania kovu, keď sa korózny potenciál pohybuje smerom k zápornému indikátoru, smerom nahor od prirodzeného parametra.

Princíp katodickej polarizácie

Katodická ochrana podzemných potrubí sa vykonáva pomocou obetných anód alebo prostredníctvom polarizácie zo zdroja jednosmerného prúdu. V prvom prípade sa výpočet berie na skutočnosť, že rôzne kovy v elektrolyte majú rôzne potenciály. Preto pri vytváraní galvanického páru dvoch materiálov a ich ponorení do elektrolytu bude anódou kov, ktorého potenciál má veľký negatívny indikátor. Výsledkom je, že opačný materiál podlieha menšej deštrukcii.

V praxi sa obetné galvanické články skladajú z horčíkových, hliníkových alebo zinkových chráničov. Takáto ochrana je účinná v pôdach s nízkym odporom (do 50 Ohm m).

Externé zdroje

Katódová ochrana plynovodov pred korozívnymi procesmi pomocou externých zdrojov je komplikovanejšia. Napriek zložitosti organizácie procesu takýto systém nezávisí od špecifického odporu pôdy a má neobmedzený zdroj energie. Úlohu zdrojov jednosmerného prúdu plnia meniče rôznych konfigurácií a prevedení, ktoré sú napájané variabilnou elektrickou sieťou.

Konverzné prvky umožňujú nastaviť prúd ochranného smeru v širokom rozsahu. Zároveň je zaručená ochrana plynovodu bez ohľadu na okolité podmienky. Hlavné zdroje energie:

• nadzemné elektrické vedenia 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• dieselové generátory;
• tepelné, plynové a iné analógy.

Ochranné toky prúdu pôsobiace na potrubia vytvárajú potenciálny rozdiel od kovu k zemi a sú rozdelené nerovnomerne po dĺžke plynovodu.