ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены способы защиты трубопроводов от коррозии. Были выявлены причины их возникновения. На примере магистральных трубопроводов сделан анализ более результативных способов борьбы с коррозией.

ABSTRACT

The article discusses ways to protect pipelines from corrosion. Were identified reasons for their occurrence. On the example of trunk pipelines, an analysis of more efficient ways to combat corrosion is made.

Ключевые слова: трубопровод; коррозия.

Keywords: pipeline; corrosion.

Коррозия трубопроводов - это основная причина их разрушения, в результате которой на поверхности трубы появляются разрывы, трещины и каверны. Она не только вызывает экономические потери, но и наносит экологический ущерб окружающей среде. Коррозия трубопроводов негативно влияет на процесс транспортировки. Она вызывает преждевременный износ линейной части трубопроводов, сокращает межремонтные сроки оборудования, что снижает количество транспортируемого продукта.

Коррозия является основной проблемой, которая негативно влияет на работоспособность и надежность трубопроводов. Повышение их долговечности является сложной задачей, и включает в себя технологические, технические и экономические аспекты. Именно поэтому целью моего исследования является выявление наиболее эффективных способов защиты трубопровода от коррозии.

Существуют несколько способов защиты трубопроводов от коррозии [8]:

1. Активный;
2. Пассивный;
3. Уменьшение агрессивности среды.​

Таблица 1.

Способы защиты трубопроводов от коррозии

1. Пассивный способ защиты трубопроводов от коррозии используют для подземных магистралей. Она подразумевает 3 разновидности: нанесение антикоррозионного покрытия на металл, особый способ укладки труб, а также обработка труб специальными химическими составами.

Особый способ укладки представляет собой воздушный зазор между почвой и поверхностью трубопровода, что является препятствием для подземных вод, щелочей и солей. Данный способ используется на этапе монтажа системы трубопроводного транспорта.

Нанесение антикоррозийных покрытий на трубопровод производится путем грунтовки труб и окрашивания поверхности трубы алкидными эмалями.

Обработка труб специальными химическими составами - покрывают тонким слоем фосфатов, которые образуют защитную пленку на поверхности металла.

2. При активном способе защиты трубопроводов от появления коррозии используют электрический ток и электрохимические реакции.

К средствам электрохимической защиты относят катодную, протекторную и электродренажные защиты. Этот метод состоит в том, что электрический ток замедляет скорость коррозии, сдвигая потенциал металла.

На рисунке 1 представлен принцип работы катодной защиты трубопроводов от коррозии.

Рисунок 1. Принцип действия катодной защиты трубопроводов от коррозии.

Через внешний источник постоянного тока соединяют трубопровод и электрод, при этом электрод подключают к «+», а защищаемую конструкцию к «-» источника тока. Анод разрушается, а на катоде происходит восстановление окислителя.

Катодная поляризация исключает вероятность возникновения коррозии - это происходит из-за действия постоянного тока [12]. В итоге катодной защиты, при помощи внешнего катодного тока, металл переводится из активного состояния в пассивное. Сооружают станции катодной защиты, который состоит из источника постоянного тока, анодного заземления, контрольно-измерительного пункта, соединительных проводов и кабелей, которые снижают риск появления коррозии в подземных трубопроводах. Защитные установки могут питаться от автономных источников или от сети переменного тока 0,4кВ-10кВ. При использовании катодной защиты, необходимо обратить внимание условия окружающей среды: на специфические условия почвы, на сопротивление электролита, на вероятность электрического воздействия переменного и постоянного тока [4].

Рисунок 2. Схема протекторной защиты

Протекторная защита представляет собой электрохимическую защиту с помощью тока гальванической пары [10]. На рисунке 2 показана схема протекторной защиты трубопровода, где 1 – трубопровод, 2 – протектор.

Благодаря протекторному материалу – сплавам на основе магния или алюминия, которые отличаются электроотрицательным потенциалом, в гальванической паре возникает ток, стекающий с анода (более электроотрицательного электрода) и натекающий из электролита на катод.

Электродренажная защита применяют для защиты подземных сооружений, позволяет бороться с электрохимической коррозией, вызываемой блуждающими токами – путем отвода токов от трубопровода обратно к источнику через специальное металлическое соединение в основную цепь тока.

 На рисунке 3 представлена простейшая электродренажная установка – кабельная перемычка между трубопроводом и рельсами, где 1 – трубопровод, 2– рельсы электротранспорта.

Рисунок 3. Электронажная защита

Значение величины тока в перемычке определяется разностью потенциалов труба-рельсы в точках их соединения. Блуждающий ток будет выполнять свои защитные функции, если потенциал рельсов меньше потенциала трубопровода. В этом случае ток по перемычке направлен из трубопровода в рельсы, а не в землю [13].

3. Существуют и другие методы защиты металлов от коррозии с целью уменьшения скорости коррозии. Это достигается введением в эту среду веществ, которые снижают ее скорость, или при удалении из агрессивой среды веществ, усиливающих коррозию.

Снижают скорость коррозии металлов путем применения ингибиторов только в системах с постоянным объемом агрессивного раствора (например, при защите резервуаров) и т.д.

Ингибитор применяют для защиты внутренних поверхностей трубопроводов при транспортировке агрессивных жидкостей и представляют собой химическое вещество, которое применяют в зависимости от коррозионной среды: для предотвращения коррозии в кислотах применяют вещества, снижающие скорость коррозии металла в кислой среде, а для снижения коррозии в щелочной среде используют ингибиторы щелочной коррозии.

Метод борьбы с коррозией трубопроводов путем применения ингибиторов или дэаэрации воды основан на снижении количества кислорода в воде с помощью химических реакций или путем выпаривания.

Вывод:

Существуют много факторов которые негативно влияют на состояние трубопроводов: вода причина ржавления труб; почвенные бактерии выделяют вещества, разрушающие металл и порождают микробиологическую коррозию, образуя на трубах каверны и трещины. Проанализировав методы борьбы с коррозией трубопроводов, и установив их причины возникновения, можно сделать вывод, что коррозия трубопроводов появляется под воздействием влаги в результате реакции окисления сплавов, при этом изменяется структура металла и происходит разрушение кристаллической решетки и металл постепенно становится тонкой.

Установлено, что ингибиторная является наиболее эффективной и имеет ряд преимуществ перед другими методами. За счет грамотной и надежной защиты трубопроводов от коррозии сокращаются затраты на ремонт и полную замену труб.

Список литературы:

1. ГОСТ 9.602-2016 Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии.
2. ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии.
3. ВСН 009-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Средства и установки электрохимзащиты.
4. Европейский стандарт DIN EN 12954-2001 Сооружения металлические, установленные в земле и воде. Катодная защита от коррозии. Основные принципы и применение для трубопроводов.
5. Руководящий документ, РД 153-39.4-091-01. Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии.
6. Свод правил СП 72.13330.2016 Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 3.04.03-85.
7. СНиП 2.05.06-85: Защита трубопроводов от коррозии.
8. Асадуллина Е.М Методы борьбы с коррозией и преимущества ингибиторной защиты нефтепромыслового оборудования
9. Родин М.В. Методы защиты металлических конструкций от коррозии №8(24). С.309-311.
10. Стрельников Д.С. Методы борьбы с коррозией трубопроводов
11. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. Учебное пособие. 2-е издание, стереотипное. Перепечатка с издания 1976 г. — Москва: Альянс, 2006.— 472 с.
12. Мустафин Ф.М., Кузнецов М.В., Быков Л.И. Защита от коррозии. Т.1. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2004. – 806 с.
13. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. М., 2006. – 306 с.
14. Ткаченко В.Н. Электрохимическая защита трубопроводных сетей / Учебное пособие.2-е изд.,перераб. и доп. М.: Стройиздат,2004.-320с.