Виды коррозии, защита газопроводов от коррозии.
Стальные газопроводы подвергаются коррозии ( лат. разъедание).
Коррозия внутренних поверхностей труб зависит от свойств газа. Способствует развитию коррозии
повышенное содержание в газе кислорода, влаги, сероводорода и других агрессивных соединений. Борьба с внутренней коррозией сводится к очистке газа ( см. тему 2).
Коррозия внешних поверхностей труб, уложенных в грунт, разделяется на три вида :
1- химическая, 2-электрохимическая, 3- электрическая. Химическая и электрохимическая коррозия связана с влиянием почвы, электрическая – с влиянием блуждающих токов, стекающих с рельсов электрифицированного транспорта.
Химическая коррозия определяется степенью влажности грунта и присутствием в почве солей, кислот, щелочей, органических веществ. Этот вид коррозии не сопровождается электрическими процессами. На поверхности трубы образуется пленка окислов металла, замедляющая процесс коррозии; при определенных условиях процесс развития коррозии прекращается. Толщина трубы уменьшается равномерно по длине, что исключает опасность сквозных повреждений трубы. Для предохранения труб от химической коррозии используется пассивный метод защиты. Трубопровод изолируют битумно-минеральной и битумно-резиновой мастикой. В первом случае в битум добавляют измельченные известняки, асбест, каолин, во втором случае- резиновую крошку
Для усиления изоляции применяют армирующую обертку из асбеста-целлюлозы ( гидроизол), бризола или стекловолокна. Снаружи трубы обертывают бумагой. В качестве изоляции применяются также пластмассовые пленочные материалы ( ленты) с клеевым слоем.
Электрохимическая коррозия является результатом взаимодействия металла, играющего роль электрода, с агрессивными растворами грунта -электролиты. Металл посылает в грунт положительно заряженные ионы ( катионы). Теряя катионы, металл разрушается. Участок трубы заряжается отрицательно, а почва – положительно. Электрохимическая коррозия может привести к образованию сквозных отверстий в трубе. Для защиты газопровода от электрохимической коррозии используют катодную защиту.
На газопровод накладывается отрицательный потенциал катодной станцией 2. Защищенный участок газопровода становится катодной зоной. В качестве анода 4 применяют отходы черных металлов, располагаемые вблизи трубопровода. Анод, теряя катионы, уходящие в почву, разрушается. Катионы поступают на трубу, а затем в электрическую цепь. Разрушение трубы не происходит, так как из нее не уходят ее катионы. Одна катодная станция защищает участок газопровода длиной 1-20 км.
Существует протекторная (от лат. покровитель) защита от электрохимической коррозии. Отличие этого вида защиты от катодной состоит в том, что участок газопровода превращается в катод без катодной станции. В качестве анода – протектора используется металлический стержень, помещенный в грунт рядом с газопроводом. Электрическая цепь такая же, как при катодной защите. Металл анода – протектора – цинк, сплавы магния и алюминия, имеющие больший отрицательный потенциал, чем черные металлы. Защитная зона одной протекторной установки до 70 м.
Электрическая коррозия, как уже отмечалось, связано с блуждающими токами, стекающими с рельс электрифицированного транспорта в почву. Двигаясь к
отрицательному полюсу тяговой подстанции, блуждающие токи попадают на газопровод в местах повреждения изоляции.
Вблизи тяговой подстанции блуждающие токи выходят из газопровода в грунт в виде катионов, что ведет к разрушению металла. Электрическая коррозия более опасно, чем электрохимическая. Для защиты от электрической коррозии используют электрический поляризованный дренаж. ( рис. 3.6)
Принцип его работы заключается в том, что ток, попавший на газопровод, отводится обратно к источнику блуждающего тока. Если газопровод 1 под действие блуждающих токов приобрел положительный потенциал по отношению к рельсу 13, то электроток пройдет через предохранитель 2, сопротивление 3, предохранитель 4, диод 6 ( выпрямитель переменного тока), включающую обмотку 9, шунт 10, рубильник 12 и попадает на рельс 13.Если разность потенциалов достигает 1..1.2 В, то замкнутся контакты 7 и 5 и электроток потечет по основной дренажной цепи через обмотку 8, а по ответвлению к - диоду через контакт 5. При снижении разности потенциалов до 0.1 В контакты разомкнутся и дренажная цепь разорвется. Если потенциал рельса будет больше потенциала трубы, диод 6 не пропустит ток от рельса к трубе. Одна дренажная установка может защитить несколько километров газопровода. Для исключения возможности электрического контакта газопровода с заземленными объектами на стояках ввода газопроводов, на надземных и надводных переходах , на вводах и выводах из ГРС,ГРП и ГРУ устанавливаются изолирующие фланцевые соединения. Фланцевые соединения на подземных газопроводах должны быть зашунтированы в колодцах электроперемычками.
Для защиты надземных и наземных газопроводов от атмосферной коррозии на них наносят лакокрасочные покрытия.