16.2. Активная защита внешней поверхности газопроводов от коррозии

К активной защите преимущественно от внешней коррозии относятся:

1) электродренажная защита;

2) катодная защита;

3) протекторная защита.

Электрический дренаж – это способ защиты подземного сооружения от коррозии блуждающими токами, заключающийся в отводе этих токов из анодной зоны защищаемого трубопровода к их источнику (например, рельсовой сети). Для обеспечения эффективной защиты необходима электрическая непрерывность подземного сооружения. Трубопровод соединяется с источником тока кабелем. В эту цепь включается дренажная установка. Принципиальная схема дренажной защиты представлена на рис. 16.1.

Отвод тока электродренажом производится через изолированный проводник к рельсу электрифицированного транспорта или к отрицательной шине тяговой подстанции. Для этого используют поляризованный и усиленный электродренаж, имеющий одностороннюю проводимость. При появлении положительного потенциала цепь автоматически разрывается. Усиленные электродренажные установки имеют важную особенность. При защите подземных металлических сооружений, их вредное влияние на соседние металлические коммуникации значительно меньше, чем при защите с помощью катодных станций, возникающих за счет наложения тока станции, на другие защищаемые ею сооружения. Особенно часто это наблюдается в условиях города, имеющего разветвленные сети металлических сооружений и сеть электрифицированного транспорта.

Рис. 16.1. Принципиальная схема электродренажной защиты:

– ток, дренажируемый с газопровода в рельсовую сеть;

1 – трубопровод; 2 – предохранитель; 3 – сопротивление; 4 – диоды; 5 – дренажная обмотка; 6 – амперметр; 7 – рубильник; 8 – рельс; 9 – точка дренажа на трубопроводе

Катодная защита. Принципом ее является катодная поляризация защищаемой металлической поверхности с приданием ей отрицательного потенциала относительно окружающей среды при помощи какого-либо источника постоянного тока. При этом защищаемое сооружение играет роль катода. Катодная защита устанавливается на газопроводах:

а)на участках высокой агрессивности грунта независимо от наличия изоляционных покрытий и, особенно, в местах их повреждения даже при отсутствии блуждающих токов^;

б) в зонах слабой активности блуждающих токов при средней величине потенциала газопровода не более +0,5 В;

в) в зонах влияния блуждающих токов – в местах остаточных положительных потенциалов на газопроводах после введения в эксплуатацию электрических дренажей.

Основными элементами катодной защиты являются катодная станция (источник постоянного тока), анодное заземление и дренажная электролиния.

В установках катодной защиты отрицательный полюс источника тока присоединяется к газопроводу (рис. 16.2, а), а положительный – к заземлению (аноду).

Создается в системе замкнутая цепь, по которой, ток течет от положительного полюса источника через анодное заземление, через землю к трубопроводу и далее к отрицательному полюсу источника.

При этом постепенно разрушается анодное заземление, а трубопровод защищается от коррозии.

Основными параметрами установок катодной защиты являются сила защитного тока и протяженность защитной зоны. С целью увеличения протяженности зоны защиты созданы установки с экранным заземлением (рис. 16.2, б, в). При подключении экранных заземлений в районе, где имеется повышение установленной разности потенциалов труба–земля сверх допустимой, часть тока с анодного заземления стекает в трубопровод не через окружающий его грунт, а через эти заземления. Тогда на участке с экранным заземлением потенциалы в ближайших к трубопроводу точках земли по абсолютной величине ниже, чем когда экранное заземление не подключено к трубопроводу.

а

Рис. 16.2. Принципиальная схема катодной защиты газопровода:

катодной станции с заземлением (а); с экранным заземлением, подключенным к трубопроводу (б); с экранным заземлением, подключенным к минусу катодной станции (в); 1 – трубопровод;

2 – катодная станция; 3 – заземление;

4 – диаграмма распределения разностей потенциалов труба–земля; 5 – экранное заземление

б в

Протекторная защита является одной из разновидностей катодной. Необходимый для защиты ток получается за счет работы гальванического элемента, в котором роль катода играет металл защищаемого сооружения, а роль анода выполняет более электроотрицательный металл, чем защищаемый. Внешним сопротивлением для этого элемента является омическое сопротивление соединительного проводника, а внутренним – электролита (рис. 16.3). При этом электролитом служит водонасыщенная почва, окружающая трубопровод.

Рис. 16.3. Схемы трубопроводов одиночными (а) и

групповыми (б) протекторами:

1 – трубопровод; 2 – анод

а

б

^{Протекторные установки применяются:}

а) для защиты от почвенной коррозии участков газопроводов, где нецелесообразно применение катодной защиты внешним током;

б) на участках, оборудованных станцией катодной защиты, в местах неполной защиты от блуждающих токов;

в) для зашиты кожухов газопровода на переходах через железные дороги, городские улицы и т. д.

Металлом для анода являются Zn, Mg, A1 и их сплавы, имеющие более отрицательный потенциал, чем сталь. Наиболее широко используют магниевые сплавы МЛ-4 и МЛ-5.