Протекторная защита трубопроводов от коррозии

Порядок проведения работ по антикоррозионной защите трубопроводов

Металлические трубы имеют множество преимуществ, но во время их эксплуатации каждый может столкнуться с одной проблемой – коррозией. Коррозия труб приводит к сокращению срока их службы и бесполезной трате огромной массы металла, особенно если речь идет о стальных трубах. В связи с ней происходят аварии и утечки воды на водопроводных линиях, из-за нее увеличивается шероховатость внутренней поверхности труб, что сопровождается возникновением дополнительного сопротивления, падением напора воды и в конечном итоге увеличением затрат на её подачу. Иными словами, коррозия металла создает необходимость в дополнительных строительных и эксплуатационных затратах в системах водоснабжения. Именно поэтому борьбе с коррозией в водопроводной практике уделяется особое внимание.

Причины коррозии извне и внутри труб

От коррозии металла страдает как внутренняя, так и внешняя поверхность стенок труб. Коррозия извне труб возникает вследствие контакта металла с почвой, поэтому её иногда называют почвенной коррозией. Растворы солей, которые содержатся в почве, есть жидкими электролитами, а поэтому они разрушают структуру металла при длительном взаимодействии с ним. Как особую характеристику почвы выделяют её коррозионную активность, которая находится в обратно пропорциональной связи с электрическим сопротивлением почвы, то есть чем выше электрическое сопротивление, тем меньше коррозионная активность почвы, и наоборот – чем ниже электрическое сопротивление почвы, тем выше её коррозионная активность. Благодаря тому, что известна эта зависимость, специалисты могут определять коррозионную активность грунтов, измерив всего лишь уровень их электрического сопротивления. Коррозия внутри труб возникает от коррозийных свойств самой воды. Вода с низким водородным показателем (pH) и высоким содержанием кислорода, сульфатов, хлоридов и растворенной углекислоты быстро приводит к корродированию внутренней поверхности стенок металлических труб.

Протекторная защита трубопроводов от коррозии

Такой способ является одним из видов катодной защиты материала изделия и считается очень высокой, а затраты на ее проведение сравнительно небольшие.

Метод заключается в присоединении металла с более электроотрицательным материалом.

Протекторная защита (гальваническая) используется при невозможности подведения к конструкции электрического тока по различным причинам.

Читайте также: Монтаж смесителя в ванной на полипропиленовые трубы: выбор и сборка, демонтаж старого, установка нового

Каждый протектор образует свой радиус действия, при котором его работа защищает металл.

Сами протекторы изготавливаются из легированных материалов: железа, алюминия или цинка.

Коррозийная защита методом протектора

Внешняя изоляция

Первым и важнейшим способом есть внешняя изоляция. Кроме антикоррозионных функций она уменьшает теплопотери и обеспечивает механическую защиту. Для создания изоляции могут быть использованы разные материалы, коротко рассмотрим возможные варианты. 1. Битумная изоляция.

Состоит из слоя полиэтилена, который защищается битумным покрытием. Иногда может присутствовать стеклохолст, обернутый вокруг труб. Может использоваться для трубопроводов, которые размещаются в глинистых, песчаных и каменистых грунтах.
2. Полиэтиленовая антикоррозионная изоляция.
Состоит из многослойного покрытия, специально предназначена защищать трубопроводы от коррозии.
3. Пенополиуретановая изоляция.
Бывает двух видов. Первый – применение пенополиуретановых скорлуп, используется для наземных и подземных трубопроводов при канальном и бесканальном проведении труб. Второй – создание пенополиуретановой оболочки путем впрыскивания жидкого ППУ между трубой и предварительно созданной полиэтиленовой изоляцией, после чего ППУ отвердевает и превращается в целостную оболочку.

Существует ещё изоляция стекловатой и минеральной ватой, однако эти варианты изначально предназначены для уменьшения потерь тепла и предупреждения создания конденсата, а не для защиты от коррозии, поэтому они и используются преимущественно для изоляции трубопроводов тепловых сетей. Возможна вариация толщины изоляционного слоя. В каждом конкретном случае толщина рассчитывается в зависимости от функциональной нагрузки на трубопровод, важности водопроводной линии и коррозийной активности почвы, в которой она размещена – чем выше эта активность, тем толще должен быть изоляционный слой.

Нанесение антикоррозийного покрытия

Способ нанесения антикоррозийного покрытия зависит от выбранного материала покрытия и требует индивидуального подхода. Однако существуют единые нормы, которые применяются в любом случае:

  1. Поверхность подготавливают: очищают от окалин, ржавчины, старого защитного покрытия, краски;
  2. Зачищают очищенную поверхность;
  3. Поверхность обезжиривают с помощью специальных составов;
  4. Очищают с помощью песко- или дробеструйной машины с мелким песком;
  5. Обрабатывают моющими средствами для очищения глубоких слоев изделия;
  6. Промывают поверхность;
  7. Высушивают поверхность перед нанесением основного защитного покрытия;
  8. Каждый слой наносимого защитного покрытия тщательно высушивается.

Чаще всего применяется антикоррозийная покраска труб, так как этот материал имеет широкое распространение, демократичную цену, легок в нанесении (распыление или нанесение валиком) и долговечен.

Применяемое оборудование для антикоррозийной обработки труб

В зависимости от вида защитного покрытия, применяется специальное оборудование, например, установка электродуговой металлизации (позволяет наносить металлические покрытия), установки для плазменного напыления, установки для «холодного» цинкования стальных изделий (для лакокрасочных изделий), установки для напыления (грунтовые и лакокрасочные вещества), валик.

Обязательно соблюдение техники безопасности при производстве работ. Специалисты, выполняющие обработку должны находиться в специальной защитной форме.

Катодная защита

Катодная защита – иной способ защиты металлических трубопроводов от коррозии, принципиально отличающийся от рассмотренных выше. В его основу положена электрохимическая теория коррозии, согласно которой коррозия связанна с гальваническими парами, что образовываются в области соприкосновения металлов с почвенной средой, а деструкция металлов происходит в местах, где из него выходит ток в окружающую среду. Следовательно, если подключить внешний источник постоянного тока и направить ток в землю через предварительно зарытые около трубопровода старые железные трубы, рельсы и другие металлические предметы, то поверхность трубопровода превратится в катод, что защитит его от деструктивного влияния гальванических пар. А отводиться от трубопровода ток должен через специальный провод к отрицательному полюсу внешнего источника. Недостаток этого способа в энергозатратности, поэтому чаще его используют как дополнительный, но не основной метод.

Электрохимический способ защиты труб от коррозии

Данная защита относится к активному способу борьбы с коррозией трубопроводов. Суть метода состоит в том, что к защищаемому изделию подводится постоянный ток, или устанавливаются протекторы. Ток на поверхности конструкции смещает поляризацию и анодные участки становятся катодными, в итоге процессы коррозии останавливается. Отдельным видом электрохимической защиты является электродренажная, при которой устанавливается дренажная система и электро экраны, производится изоляция фланце.

Читайте также:
Ремонт центробежного насоса: обслуживание, неисправности - как разобрать?

Удаление водопроводных труб от электротранспортных путей

Способствовать корродированию металлических труб может воздействие блуждающих токов, которым особенно подвергаются трубы, проложенные возле путей внутризаводского либо городского электротранспорта. Этого избегают двумя путями – удаляя водопроводные трубы от электротранспортных путей и придерживаясь известных правил построения рельсовых дорог для электротранспорта.

Перечисленные методы защиты водопроводных труб от коррозии обычно используются комплексно. В этих методах обобщён опыт многолетней практики и разнообразных технических исследований, поэтому их эффективность не только доказана, но и проверена жизнью.

Особенности использования антикоррозионного покрытия стальных труб «Уризол»

Одним из самых распространенных материалов в борьбе с ржавчиной трубопроводов является двухкомпонентный материал на основе полимочевины – Уризол. Это вещество активно борется с почвенной и атмосферной коррозией. Кроме общей поверхности конструкции, данным составом просто обрабатывать фитинги, крановые узлы, соединительные детали трубопроводных магистралей.

Первый компонент – Уреапол, который наносится как основа и по сути является смолой, второй компонент — Уреанат, который является активным веществом.

Нанесение Уризола

Как и другие защитные составы, Уризол в несколько слоев для достижения необходимой толщины слоя. Предварительно поверхность должна быть подготовлена: очищена от грязи, наросшей ржавчины, пыли и отслоившейся краски, если такая имеется. Поверхность вымывается чистящими растворами и обезжиривается углеводородными растворителями.

Специалист смешивает необходимые компоненты в специальных пропорциях для качественной работы покрытия. Само нанесение происходит с помощью специальной распылительной установки, когда состав попадает на защищаемую поверхность он находится в жидком состоянии, переходит в гелеобразное и твердеет. После затвердевания, измеряется толщина полученного слоя, если она недостаточна для длительной защиты, процедура повторяется до нарастания необходимого слоя. После достижения технологической толщины составу дается время на окончательную усушку в 24 часа – защита внутренней поверхности стальных труб от коррозии готова.

Состав должен хранится в стальных бочках в герметичной емкости для сохранения его свойств, а процесс распыления производится при температуре 60-70 С.

Преимущества защитного состава Уризол

  • высокий уровень полимеризации без специальных катализаторов;
  • незначительная чувствительность к температурным и влажностным воздействиям;
  • быстрое высыхание слоев, что предотвращает появление подтеков и неровностей;
  • длительный срок службы – при нанесении квалифицированными специалистами достигает 30 и более лет;
  • высокая экологичность и безвредность для человека;
  • низкая пожароопасность, которая обеспечивается отсутствием примесей.

Характеристики Уризола

Характеристика Свойство
Время высыхания, мин ≤ 10
Диэлектрическая сплошность. Отсутствие пробоя при электрическом напряжении, кВ/мм ≥ 5
Прочность при ударе, Дж

— при температуре (20±5)ºС;

— при температуре (40±3)ºС;

— при температуре минус (40±3)ºС

Виды защиты

На сегодняшний день существует несколько различных методов для обработки подземных труб отопления от ржавчины и коррозии. Все они основаны на принципе специальной обработки, в процессе которой металл, из которого сделаны резервуары, вступает в реакцию с вводимыми веществами и растворами. В результате таких действий образуется специальная пленка, которая и обеспечивает защиту.

Можно выделить несколько основных видов антикоррозийных способов защиты:

  • обработка жидкости посредством реагентов химического характера;
  • обработка стенок;
  • блуждающий ток;
  • катодная;
  • анодная.

Обработка жидкости

Жидкость, которая протекает по трубопроводу, может иметь некоторые агрессивные качества. Агрессивный состав воды может стать следствием содержания в ней карбонатов, бикарбонатов или кислорода, которые становятся причиной того, что металл покрывается ржавчиной.

Выполнить качественную очистку стенок подземных труб или прочистить их полностью достаточно сложно технически. Основной задачей химической обработки воды является превращение ее состава из агрессивного в слабокальцирующий. Такая обработка подземных труб отопления от ржавчины зачастую сводиться к добавлению в воду соды, кальция или карбоната натрия.

На тех участках водопроводов, в которых вода может распределяться по отдельным точкам водозабора, ее дальнейшая обработка осуществляется при помощи добавления полифосфатов.

Антикоррозийная защита оцинкованных подземных резервуаров осуществляется при помощи добавления силикатов, фосфатов и поликарбонатов. Таким образом, на внутренней поверхности оцинкованных труб появляется специальная пленка, препятствующая возникновению коррозии.

Реагенты для защиты труб

Обработка стенок

Обработка стенок используется в качестве их защиты от коррозии уже много лет. Для выполнения такого комплекса мероприятий покрытие наносится на внешнюю или внутреннюю стенку подземной трубы.

Благодаря гальванике на поверхности формируется активная или пассивная пленка высокой прочности, которая не позволяет агрессивной среде проникнуть в глубокие слои металла. Эффект от таких действий может легко сохраняться на достаточно длительный период.

Как правило, на поверхность изделия наносится другой металл. Чаще всего для этого используется цинк, на который коррозия не воздействует. На поверхность металла может наноситься краска, лак или эмаль, которые также выступают в роли эффективной обработки газопроводов.

Для достижения максимального эффекта при борьбе с ржавчиной часто используются сплавы таких металлов как цинк или магний. Специалисты утверждают, что цинкование труб представляет собой самый популярный из всех существующих на сегодняшний день методов обработки.

Обработка стен труб краской

Блуждающий ток

Блуждающий ток представляет собой ток, который образуется в грунтах при дисперсии электрифицированных путей. Энергия поступает к точке, являющейся катодом, и выходит в точке, которая является анодом.

В ходе процесса происходит электролиз, который может стать причиной появления ржавчины и повреждения резервуара. В этом случае, антикоррозийной изоляцией подземных трубопроводов является дренаж электрического характера.

Кабеля с низким сопротивлением подключаются к источнику тока в специально определенных местах.

Индуцированный ток

Катодная антикоррозийная протекция подземных резервуаров основана на использовании электрического тока, который подается в постоянном режиме и не дает пленке для защиты металла разрушаться.

Этот способ выполняется за счет использования кабеля с низким электросопротивлением, но при этом отличной изоляцией. Сам трубопровод в этом случае выполняет роль катода и таким образом защищается от возможных процессов коррозии.

Расходуемый анод

Еще одним довольно эффективным видом защиты от блуждающих токов является анодная химзащита. Заглубленный магниевый блок выполняет функции анода в коррозийной среде. Благодаря медленному разложению магния происходит изоляция магистральных стальных трубопроводов от подземных блуждающих токов. Такой вид защиты чаще всего используется для защиты изделий ограниченной длины или для резервуаров, которые выполнены из стали.

Как правило, анод помещается в мешок из хлопка или джута, который в свою очередь погружается в глинистую смесь. Основной задачей такой упаковки является обеспечение равномерности расхода анода, а также сохранения необходимого уровня влажности.

Такая система предотвратит появление пленки, которая может затруднить разложение анода.

Можно отметить, что лучшим способом защиты внутренней и внешней поверхности труб от возникновения коррозийных процессов будет использование материалов, которые менее всего им подвержены. И, тем не менее, даже на таких материалах в силу определенных причин могут возникать очаги коррозии и повреждения различного рода. И поэтому, лучше всего уже в процессе использования труб использования труб использоваться один из самых подходящих из используемых на сегодняшний день методов защиты.

Защита трубопровода от коррозии

Защита трубопроводов от коррозии

Трубопроводные магистрали сегодня являются наиболее распространенным средством для осуществления доставки носителей энергии. К сожалению, у них есть существенный недостаток – они подвержены образованию ржавчины. Чтобы избежать появления коррозии на магистральных трубопроводах, выполняют катодную защиту. В чем же заключается ее принцип действия?

В наши дни существует много способов защиты водопроводов от коррозии. Суть их проста: металл, из которого изготовлены трубы, вступает в реакцию с определенными растворами и веществами. Результатом процесса становится образование небольшой защитной пенки.

Специалистами выделяются следующие методы защиты трубопроводов от коррозии:

Электрохимическая защита

Достаточно результативный способ защиты металлоконструкций от электрохимической коррозии. Иногда воссоздать лакокрасочную оболочку или защитное оберточное покрытие просто невозможно. Вот в таких случаях и уместно применение электрохимической защиты.

Восстановление покрытия трубопровода, расположенного под землей, или днища морского судна – процесс достаточно трудоемкий и дорогой, а в некоторых случаях и невозможный. Благодаря электрохимической защите изделие будет надежно защищено от коррозии: покрытия подземных трубопроводов, днищ судов, всевозможных резервуаров не будут разрушаться.

Электрохимическая защита от коррозии

  • Используется метод в ситуациях, когда потенциал свободной коррозии пребывает в области усиленного распада основного металла или перепассивации. То есть, когда металлоконструкция интенсивно разрушается.
  • При электрохимической защите к изделию из металла подключают постоянный электрический ток. Благодаря ему на поверхности металлической конструкции образуется катодная поляризация электродов микрогальванических пар и анодные области становятся катодными. А вследствие негативного влияния коррозии разрушается не металл, а анод.
  • Электрохимическая защита может быть анодной или катодной: это будет зависеть от того, в какую сторону сдвинется потенциал металла (в положительную или в отрицательную).

Катодная защита

Метод, достаточно часто используемый для защиты металлоконструкций от коррозии. Применяется в тех случаях, когда металл не имеет склонности к пассивации. Суть метода проста: к изделию подается внешний электроток от отрицательного полюса, который обеспечивает поляризацию катодных участков коррозионных составляющих и поднимает значение потенциала до анодных. После прикрепления положительного полюса источника тока к аноду коррозия защищаемого изделия становится почти нулевой.

Катодная защита от коррозии

Анод требует периодической замены, так как со временем происходит его разрушение.

  • Способы катодной защиты: поляризация от внешнего источника электротока, торможение развития катодного процесса, связь с металлом, имеющим более электроотрицательный потенциал свободной коррозии в определенной среде (протекторная защита).
  • С помощью поляризации от внешнего источника электротока защищают конструкции, находящиеся в почве и в воде, цинк, олово, алюминий и его сплавы, титан, медь и ее сплавы, свинец, высокохромистые, углеродистые, низколегированные и высоколегированные стали.
  • Роль внешнего источника электротока выполняют станции катодной защиты. Их главные составляющие – выпрямитель, токоподвод к защищаемому объекту, анодные заземлители, электрод сравнения и анодный кабель.
  • Катодная защита может быть использована в качестве самостоятельного или дополнительного способа коррозионной защиты.

Основной показатель результативности метода – защитный потенциал. Защитным называют тот потенциал, при котором быстрота коррозионного процесса металлического изделия становится минимальной.

Однако катодная защита обладает определенными недостатками. Один из них – опасность перезащиты. Такой эффект может наблюдаться в случае большого смещения потенциала защищаемого изделия в отрицательную сторону. Вследствие этого разрушаются защитные оболочки, начинается водородное охрупчивание металла, коррозионное растрескивание.

Протекторная защита

Вид катодной защиты, в процессе которого к защищаемому объекту подсоединяют металл с более высоким электроотрицательным потенциалом. При этом разрушается не металлоконструкция, а протектор. Через определенный промежуток времени протектор корродирует и его потребуется заменить на новый.

Протекторы для защиты труб от коррозии

  • Эффект от протекторной защиты будет заметен только в том случае, если переходное сопротивление между протектором и окружающей средой незначительно.
  • У каждого протектора есть свой радиус защитного действия – предельно возможное расстояние, на которое можно удалить протектор без утраты защитного эффекта. Протекторную защиту применяют, когда ток к объекту подвести трудно, дорого или просто невозможно.
  • С помощью протекторов защищают объекты, находящиеся в нейтральных средах (море, реке, воздухе, почве и т.д.).
  • Материалом для изготовления протекторов служит магний, цинк, железо, алюминий. Металлы в чистом виде не смогут стать эффективной защитой для конструкций, поэтому, изготавливая протекторы, их дополнительно легируют.

Для изготовления железных протекторов используют углеродистые стали или чистое железо.

Анодная защита

Используется для титановых конструкций, объектов из низколегированных нержавеющих, углеродистых сталей, железистых высоколегированных сплавов, разнородных пассивирующихся металлов. Метод применяют в хорошо электропроводной коррозионной среде.

Анодная защита трубопровода

При анодной защите происходит сдвиг потенциала защищаемого металла в более положительную сторону. Смещение будет длиться до тех пор, пока не достигнется инертное устойчивое состояние системы. К преимуществам анодной электрохимической защиты можно отнести не только существенное торможение скорости коррозии, но и то, что продукты коррозии не оказываются в производимом продукте и среде.

  • Существует несколько способов реализации анодной защиты: можно сдвинуть потенциал в положительную сторону с помощью источника внешнего электротока или ввести в коррозионную среду окислители, которые способны повысить эффективность катодного процесса на металлической поверхности.
  • Анодная защита с применением окислителей по защитному механизму имеет много общего с анодной поляризацией.
  • При использовании пассивирующих ингибиторов с окисляющими характеристиками (бихроматов, нитратов и т.д.), защищаемая металлическая поверхность под воздействием возникшего тока становится пассивной. Однако эти вещества способны сильно загрязнять технологическую среду.
  • Если ввести в сплав добавки, реакция восстановления деполяризаторов, которая происходит на катоде, пройдет не с таким большим перенапряжением, как на защищаемом металле.
  • При прохождении электротока через защищаемую конструкцию потенциал сдвигается в положительную сторону.
  • В состав установки для анодной электрохимической защиты входит источник внешнего электротока, электрод сравнения, катод и защищаемая конструкция.

Для эффективности метода в той или иной среде используют легкопассивируемые металлы и сплавы. Кроме этого требуется высокое качество выполнения соединительных элементов и постоянное нахождение электрода сравнения и катода в растворе.

Подход к проектированию схемы расположения катодов должен быть индивидуальным для каждого случая.

Электрохимическую анодную защиту нержавеющих сталей используют для хранилищ серной кислоты, аммиачных растворов, минеральных удобрений, различных сборников, цистерн, мерников.

Анодную защиту используют, чтобы предотвратить коррозию ванн химического никелирования и теплообменных установок в изготовлении искусственного волокна и серной кислоты.

Электродренажная защита

Это способ защиты трубопроводов от разрушения с помощью блуждающих токов. Метод предусматривает их дренаж (отвод) с защищаемой конструкции на источник блуждающих токов или специальное заземление.

Электродренажная защита трубопровода

  • Дренаж бывает прямым, поляризованным и усиленным. Прямой электрический дренаж – это дренажное устройство, имеющее двустороннюю проводимость. При величине тока, превышающей допустимую величину, выйдет из строя плавкий предохранитель. Электрический ток пойдет по обмотке реле, оно включится, после чего произойдет включение звука или света.
  • Прямой электрический дренаж используют для тех трубопроводов, чей потенциал всегда выше потенциала рельсовой сети, служащей для отвода блуждающих токов. Иначе отвод станет каналом для натекания блуждающих токов на трубопровод.
  • Поляризованный электрический дренаж является дренажным устройством, имеющим одностороннюю проходимость. Отличие поляризованного дренажа от прямого заключается в присутствии у первого элемента односторонней проводимости ВЭ. В случае поляризованного дренажа ток течет только в одном направлении – от трубопровода к рельсу. Это не позволяет блуждающим токам натекать на трубопровод по дренажному проводу.
  • Усиленный дренаж используется тогда, когда требуется не только отвести блуждающие токи с трубопровода, но и создать на нем определенную величину защитного потенциала. Усиленный дренаж – это обычная катодная станция. Ее отрицательный полюс подсоединяют к защищаемой конструкции, а положительный – к рельсам электрифицированного транспорта, а не к анодному заземлению.
  • Как только трубопровод введут в эксплуатацию, регулируют работу системы его защиты от коррозии. Если возникает необходимость, осуществляют подключение станций катодной и дренажной защиты и протекторных установок.

Использование какой-либо из технологий защиты промысловых, стальных и прочих видов трубопроводов от коррозии – обязательная составляющая их эксплуатации. Все методы антикоррозийной защиты требуется реализовывать в строгом соответствии с ГОСТом.

Особенности и методы протекторной защиты трубопроводов от коррозии

Протекторная защита трубопроводов от коррозии – это вид обработки металла для предотвращения воздействия внешних негативных факторов, вызывающих разрушение материала. Широко применяется от образования ржавчины на магистральных трубопроводах разного назначения. Этот вид обработки доступен даже предприятиям, не имеющим достаточного количества финансовых средств.

Причины появления коррозии

Развитие коррозии трубопроводов происходит в результате реакции окисления металла от постоянного воздействия влажной среды. Изменяется состав металла на ионном уровне. На данный процесс может оказывать влияние состав жидкости, протекающей внутри трубопровода. Причины возникновения ржавчины могут быть следующими:

  • Сплавы, из которых изготовлены трубопроводы, имеют различные электрохимические потенциалы. Это вызывает протекание токов по трубе. Разные потенциалы могут возникать вследствие изменений составляющих грунта, а также разными параметрами показателей окружающей среды.
  • Грунтовые воды или влага, находящаяся в почве.
  • Химический состав почвы, в том числе наличие кислотных примесей во внешней среде.
  • Состав транспортируемой трубопроводом жидкости.
  • Наличие в грунте блуждающих токов.

Чтобы выполнить антикоррозионную защиту, необходимо оценить характеристики, воздействующие на металлическую поверхность.

Коррозия трубопровода

О видах коррозии

Всего существует несколько разновидностей коррозии металлических труб:

  • поверхностная, распространяющаяся по всей площади трубы;
  • местная, расположенная на отдельных участках;
  • щелевая, образовавшаяся в небольшой трещине.

Наиболее настораживает местная коррозия, так как основная масса повреждений происходит в результате ее появления. Развитие щелевой тоже распространено, но к существенным повреждениям материала она не приводит.

Местная коррозия трубопровода

Процент вероятности возникновения коррозии в большую сторону отдается участкам труб, продолженных под железнодорожными переездами или под опорами линий воздушных электропередач. Скорость развития процесса коррозии колеблется от 3 до 30 мм в год.

Что такое химическая коррозия

Этот процесс возникает в неэлектропроводных средах. Ими могут оказаться газы, нефтепродукты и спиртовые соединения. При повышении температурных показателей скорость развития коррозии возрастает. Ржавчина может образовываться на цветных или черных металлах. Алюминиевые изделия под влиянием коррозионных факторов покрываются тонкой пленкой, которая после обеспечивает систему защиты и создает препятствие развитию окислительного процесса.

Химическая коррозия трубопровода

Медь под влиянием этого вида коррозии начинает зеленеть, при этом образованная пленка из оксида во влажной среде не всегда способствует созданию защитного барьера от ржавчины, а только в порядке исключения, когда структура металла одинакова со структурой пленки.

Химическая коррозия

Сплавы могут быть восприимчивы к иному виду ржавчины, то есть присутствуют элементы, не подверженные окислению, а напротив, они восстановленные. К примеру, при повышенных температурных характеристиках и повышенном давлении восстанавливаются карбиды, но, опять же, утрачиваются нужные качества.

Об электрохимической коррозии

Утверждение о том, что электрохимическая коррозия достигается только при контактировании металлической поверхности с электролитом, ошибочно. Хватает тонкой пленки на основании материала, чтобы образовалась коррозия. Причиной этого вида ржавчины является использование поваренной или технической солей. К, примеру, если производится посыпка снега на дорогах, то страдают машины и проложенные под землей трубопроводы.

Электрохимическая коррозия трубопровода

Процесс этого происхождения заключается в следующем:

  • В соединениях металлических конструкций теряются отчасти атомы, осуществляется их переход в электролитический раствор, то есть происходит образование ионов. Замещают электроны атомы, они заряжают материал отрицательными зарядами, при этом накапливаются положительные заряды в электролите.
  • Электрохимическую коррозию также вызывают блуждающие токи, которые при утечке из электроцепи уходят в растворы воды или в грунт, а после в саму структуру металла. Конкретными местами проявления ржавчины являются те участки, откуда в воду попадают блуждающие токи.

Коррозия под воздействием блуждающих токов

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Как обеспечить протекторную защиту

Покрытие труб специальными составами — это задача не только производителя, в процессе эксплуатации конструкции обеспечение защитных свойств тоже должно выполняться. Всего существует несколько способов защиты металла от воздействия агрессивных сред:

  • химическая обработка;
  • покрытие стенок специальными составами;
  • защита от блуждающих токов;
  • подведение катода или анода.

Метод протекторной защиты трубопроводов от коррозии пользуется популярностью в организациях, осуществляющих монтаж и эксплуатирующих трубопроводный вид транспорта.

Монтаж трубопровода

О пассивных и активных способах

Антикоррозионная защита — это целый комплекс мероприятий, проводимых предприятиями. Пассивные методы защиты предполагают выполнение следующих работ:

  • На стадии монтажа между трубопроводом и грунтом оставляют воздушный зазор, препятствующий попаданию грунтовой воды, в том числе в составе с кислотными и щелочными примесями.
  • Покрытие специализированными составами, назначение которых распространяется от негативных воздействий почвы.
  • Обработка металла химическими составами, с образованием тонкой пленки.

Обработка трубопровода от коррозии

Активные способы защиты предусматривают использование тока и обмен ионов на основе химических реакций, за счет чего обеспечивается:

  • Защита подземных трубопроводов от коррозии созданием электродренажной системы для изоляции трубопроводного транспорта от блуждающих токов.
  • Защита анодом от разрушения металлических поверхностей.
  • Катодная защита для увеличения сопротивления металлических оснований.

Протекторная защита трубопроводов от коррозии

Только с учетом всех способов, препятствующих образованию ржавчины на металле, будет увеличен срок службы конструкций. Антикоррозионная защита трубопроводов должна выполняться комплексно.

На видео: защита трубопроводов и кабельных линий от электрической коррозии.

О достоинствах применения протекторов

Защита труб этим способом производится с добавлением компонента — ингибитора. Это материал с отрицательным электрическим зарядом. Под воздействием воздушных масс он растворяется, а конструкция остается целой и не подвергается ржавлению. Протекторная защита от коррозии применяется для продления срока службы строительных конструкций, систем отопления и водоснабжения, а также магистрального и промыслового трубопроводного транспорта.

Применение электрохимической защиты позволяет устранить причины многих видов коррозии. Такая антикоррозийная защита трубопроводов – неплохое решение даже для предприятий, не имеющих финансовых возможностей по обеспечению полноценной защиты от неконтролируемого процесса.

Протекторная защита трубопроводов

Для обеспечения грамотного подхода следует:

  • Протекторы, изготовленные из алюминия, использовать в средах морских вод и прибрежных шельфах.
  • В средах с небольшой электропроводностью использовать магниевые протекторы. Но, опять же, они не подходят для обработки внутреннего покрытия резервуаров, нефтяных отстойников в связи с тем, что обладают достаточно низкой взрывопожароопасностью.
  • Использовать протекторы для защиты от сред пресной воды.
  • Проекторы, выполненные на основе цинка, являются полностью безопасными, их можно применять на пожаро- и взрывоопасных производствах.

Протекторы для защиты трубопроводов

Протекторной антикоррозионной защите можно отнести следующий ряд преимуществ:

  • недостаток денежных средств и производственных мощностей у предприятия не будет препятствием ее выполнению;
  • возможность защиты конструкций небольших размеров;
  • если трубы покрыты теплоизоляционными материалами, то такая защита приемлема.

Используемые материалы и цели применения

Противокоррозионная защита необходима для всех металлических оснований. Данный вид противостояния от ржавчины широко используется для обработки танкеров, так как эти суда наиболее подвержены воздействию воды, имеющей в составе агрессивные компоненты. Даже специальная окраска не справляется с решением этой проблемы.

Наиболее рациональным выбором для покрытия стальных конструкций будет использование протекторов с отрицательным потенциалом. При изготовлении таких устройств применяется магний, цинк или алюминий. Большая разница потенциалов металла и стальных поверхностей способствует увеличению спектра защитного действия, в результате различные виды коррозии устраняются.

Система защиты осуществляется на основании специфики самих протекторов, а также сред, в условиях которых они будут использоваться.

Протектор для трубопровода

Пассивная защита требуется стальным покрытиям и изделиям из металла. Сущность метода заключается в применении гальванических анодов, обеспечивающих противодействие подземных трубопроводов коррозии. При произведении расчета для данной установки, необходимо учитывать следующие показатели:

  • параметры силы тока;
  • сопротивление от перепадов напряжения;
  • характеристики степени защиты, применяемые для 1 км трубопровода;
  • показатель расстояния между элементами защиты.

Методы защиты трубопроводных магистралей

Коррозия трубопроводов возникает в процессе их эксплуатации. Образование ржавчины происходит на трубах внутри и снаружи. C внутренней стороны появляются отложения, и причина этому — химические реакции состава транспортируемой жидкости с металлом. На состояние поверхности оказывает влияние и высокий показатель влажности грунта.

Коррозионные отложения в трубопроводе

Если своевременно не обеспечить защиту, то возможно возникновение ряда последствий. Что важно:

  • плановые осмотры рекомендуется проводить с небольшими временными промежутками.
  • проведение ремонтных работ осуществлять периодически, независимо от наличия коррозии.
  • приостановление функционирования трубопроводного транспорта неминуемо, так как необходимо производить осмотры и выполнять планово-предупредительные и иные текущие ремонты.

Важно! Для обеспечения полной защиты необходимо учитывать способ монтажа, контактирование с агрессивными средами, а также тип трубопровода.

Ржавый трубопровод

Протекторная защита окрашенного трубопровода

В практической деятельности встречаются ситуации, когда необходимо произвести противокоррозионную защиту ранее окрашенных труб. Протекторный способ совместно с нанесенным лакокрасочным материалом считается пассивным методом предостережения от образования коррозии материала.

Эффективность этого метода не столь высока, но имеется и ряд преимуществ:

  • проявляются дефекты на всей конструкции трубопроводного транспорта, которые выявить достаточно просто;
  • расходование протекторных материалов значительно снижается, а сама защита на трубах будет обеспечиваться долгое время;
  • ток, необходимый для защиты поверхности, распределяется равномерно.

Существенным плюсом по защите лакокрасочного покрытия является распределение защитного электрического потока электронов по поверхностям, требующих особого внимания.

Крашенный трубопровод

Проведение обработки от агрессивной жидкости

Внутренняя коррозия трубопроводов возникает вследствие воздействия негативных сред. В составе воды могут быть карбонаты или бикарбонаты, а также кислород, что и является первопричиной образования коррозии. Выполнение очистки в трубопроводе не даст ожидаемого результата, это технически сложно, дорого и практически невыполнимо.

Внутренняя коррозия трубопровода

Лучшим решением будет предварительная обработка воды, то есть выполнение работ по устранению агрессивных сред и превращению их в растворы с небольшим содержанием кальция. Это достигается довольно просто: в воду добавляется кальций, сода и карбонат натрия. Важно принять во внимание, что на участках из отдельных точек забора воды обработка жидкости осуществляется с добавками полифосфатов.

Антикоррозионную защиту подземных емкостей, изготовленных из цинковых материалов, производят с добавлением в растворы фосфатов, силикатов и поликарбонатов. Так образовывается тонкая пленка, препятствующая образованию ржавчины.

Внутренняя защита трубопровода от коррозии

Обработка стенок трубопровода цинком и сплавами

Обработкой стен на трубопроводах с целью антикоррозионной защиты пользуются достаточно давно. Нанесение покрытия осуществляется на наружную и внутреннюю поверхности. Гальваническое покрытие придает конструкции пассивную и активную защиту повышенной прочности, не позволяющей металлу подвергаться ржавлению. Этим антикоррозионным покрытием можно обеспечить защиту металлической поверхности на долгое время.

На основание наносится цинковое напыление, также могут быть дополнительно нанесены краски, эмали или лаки, соответствующего назначения.

Антикоррозионное покрытие трубопроводов

Для того чтобы достичь максимальной степени противокоррозионной защищенности, можно применить магниево-цинковый сплав. Специалистами установлено, что наибольшей популярностью пользуется метод цинкования металлических поверхностей.

Защита газопроводов, трубопроводов от коррозии

Защита антикоррозийным покрытием от образования ржавчины газопроводов, труб горячего водоснабжения контролируется органами Ростехнадзора. Для выполнения этой работы необходимо обеспечить изоляцию между трубами и грунтом, а также создать защиту по отношению к негативным факторам окружающей среды.

Изоляция газопровода

Для создания протекторной защиты водопровода ГВС используются специальные установки, они предназначены для защиты от:

  • коррозии, если протяженность трубопровода большая;
  • воздействия кислот и щелочей;
  • коррозии, возникающей в местах пересечения железнодорожных путей;
  • блуждающих токов.

Установка проекторов не менее важна на фланцах для снятия анодных областей, на перемычках, чтобы устранить электрохимический фактор коррозии. Гарантийный срок службы технического устройства составляет от 5 до 10 лет.

Протекторная защита газопроводов от коррозии

К преимуществам протектора можно отнести:

  • эффект от проводимой работы;
  • простота конструктивного исполнения;
  • автономность;
  • удобство эксплуатации.

Принцип действия основан на работе гальванических пар. Чтобы обеспечить защиту подземных металлических сооружений необходимо подключить анодные электроды, при этом их потенциал должен быть ниже потенциала на поверхностях. При создании определенных условий, а именно трубопроводу отдается роль катода, а протектору — анодному электроду. Под воздействием разрушающих сил разрушается протектор, создавая защиту подземной конструкции.

Способы защиты от блуждающих токов

Токи такого рода появляются в результате дисперсии путей электропровода. Энергия, образованная потоком электродов, поступает непосредственно к точке — катоду, а выход осуществляется через анодную точку. Этот процесс вызывает электролиз, который автоматически становится результатом образования ржавчины.

Для изоляции металлических резервуаров и трубопроводов необходимо выполнение электрической дренажной системы. Кабеля низкого показателя сопротивления замыкаются у источников электрического тока в специально предназначенных местах. Методы защиты от блуждающих токов:

Особенности и методы протекторной защиты трубопроводов от коррозии

Развитие коррозии трубопроводов происходит в результате реакции окисления металла от постоянного воздействия влажной среды. Изменяется состав металла на ионном уровне. На данный процесс может оказывать влияние состав жидкости, протекающей внутри трубопровода. Причины возникновения ржавчины могут быть следующими:

  • Сплавы, из которых изготовлены трубопроводы, имеют различные электрохимические потенциалы. Это вызывает протекание токов по трубе. Разные потенциалы могут возникать вследствие изменений составляющих грунта, а также разными параметрами показателей окружающей среды.
  • Грунтовые воды или влага, находящаяся в почве.
  • Химический состав почвы, в том числе наличие кислотных примесей во внешней среде.
  • Состав транспортируемой трубопроводом жидкости.
  • Наличие в грунте блуждающих токов.

Чтобы выполнить антикоррозионную защиту, необходимо оценить характеристики, воздействующие на металлическую поверхность.

О видах коррозии

Всего существует несколько разновидностей коррозии металлических труб:

  • поверхностная, распространяющаяся по всей площади трубы;
  • местная, расположенная на отдельных участках;
  • щелевая, образовавшаяся в небольшой трещине.

Наиболее настораживает местная коррозия, так как основная масса повреждений происходит в результате ее появления. Развитие щелевой тоже распространено, но к существенным повреждениям материала она не приводит.

Процент вероятности возникновения коррозии в большую сторону отдается участкам труб, продолженных под железнодорожными переездами или под опорами линий воздушных электропередач. Скорость развития процесса коррозии колеблется от 3 до 30 мм в год.

Что такое химическая коррозия

Этот процесс возникает в неэлектропроводных средах. Ими могут оказаться газы, нефтепродукты и спиртовые соединения. При повышении температурных показателей скорость развития коррозии возрастает. Ржавчина может образовываться на цветных или черных металлах. Алюминиевые изделия под влиянием коррозионных факторов покрываются тонкой пленкой, которая после обеспечивает систему защиты и создает препятствие развитию окислительного процесса.

Медь под влиянием этого вида коррозии начинает зеленеть, при этом образованная пленка из оксида во влажной среде не всегда способствует созданию защитного барьера от ржавчины, а только в порядке исключения, когда структура металла одинакова со структурой пленки.

Сплавы могут быть восприимчивы к иному виду ржавчины, то есть присутствуют элементы, не подверженные окислению, а напротив, они восстановленные. К примеру, при повышенных температурных характеристиках и повышенном давлении восстанавливаются карбиды, но, опять же, утрачиваются нужные качества.

Об электрохимической коррозии

Утверждение о том, что электрохимическая коррозия достигается только при контактировании металлической поверхности с электролитом, ошибочно. Хватает тонкой пленки на основании материала, чтобы образовалась коррозия. Причиной этого вида ржавчины является использование поваренной или технической солей. К, примеру, если производится посыпка снега на дорогах, то страдают машины и проложенные под землей трубопроводы.

Процесс этого происхождения заключается в следующем:

  • В соединениях металлических конструкций теряются отчасти атомы, осуществляется их переход в электролитический раствор, то есть происходит образование ионов. Замещают электроны атомы, они заряжают материал отрицательными зарядами, при этом накапливаются положительные заряды в электролите.
  • Электрохимическую коррозию также вызывают блуждающие токи, которые при утечке из электроцепи уходят в растворы воды или в грунт, а после в саму структуру металла. Конкретными местами проявления ржавчины являются те участки, откуда в воду попадают блуждающие токи.

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

База книг в электронке для ЭНН УТЭК / Установки протекторной защиты

бухты. Протекторы изготовляются длиной до 1000 м.

Протекторная защита газопроводов осуществляется, как правило, в грунтах с удельным сопротивлением до 50 Ом-м. Магниевые сплавы обладают высокими электрохимическими эквивалентами, отрицательным потенциалом — 1,6 В по медносульфатному электроду сравнения, устойчивой во времени токоотдачей. В грунтах высоких сопротивлений применяют прутковые протекторы без активатора.

Протекторы ПМ5У, ПМ10У, ПМ20У представляют собой комплект, состоящий из магниевого протектора ПМ5, ПМ10, ПМ20 с подключенным к нему проводником и порошкообразного активатора, помещенных в хлопчатобумажный мешок. Активатор, или заполнитель служит для предотвращения образования на поверхности протектора слоя нерастворимых окислов, снижающих его токоотдачу, уменьшения сопротивления цепи «протектор—труба», а также для поддержания постоянного потенциала. На время складского хранения и транспортировки протектор дополнительно упаковывается в бумажный мешок, который снимается перед установкой его в грунт.

Читайте также: Ножницы по металлу: преимущества ручных и электрических ножниц для резки листового металла или металлолома, 85 фото

Срок службы протектора (в годах) вычисляют по формуле

Где G –масса пртектора; g – теоретическая токоотдача протектора;

— коэффициент полезного действия протектора (0,55-0,65); — коэффициент использования протектора (0,95); Iп – ток в цепи «протектор-трубопровод».

Цинковые и алюминиевые сплавы не нашли широкого применения в практике защиты подземных газопроводов, так как при работе без специального заполнителя на поверхности цинка образуются нерастворимые карбонаты, снижающие токоотдачу протекторов, а на поверхности алюминия — плотные неэлектропроводные окисные пленки. Для повышения токоотдачи в алюминий необходимо добавлять магний и цинк, а протекторы устанавливать в специальные щелочные заполнители, в цинк следует добавлять ртуть.

Устройство установок протекторной защиты.

Защита подземных газопроводов может осуществляться с помощью одиночных или групповых протекторных установок. Если состояние изоляционного покрытия газопровода хорошее, применяют одиночные протекторы, которые располагают на расстоянии 3-7 м от газопровода. Глубина установки от поверхности земли до верха протектора должна быть не менее 2 м и ниже промерзания грунта на — 0,2 м. Групповые протекторные установки применяют при защите участков газопроводов с плохой изоляцией или неизолированных патронов на переходах газопроводов через шоссейные и железные дороги для увеличения срока службы. Число протекторов в группе зависит от состояния изоляционного покрытия газопровода, удельного сопротивления грунта, диаметра газопровода. Групповые протекторные установки размещают на расстоянии 10—12 м от оси газопровода. Расстояние между протекторами в группе 5 м. Рекомендуется групповые протекторные установки располагать через 500-1000 м.

Одиночные протекторные установки, как правило, устанавливают без измерительной колонки (рис. 3). Для отыскания протектора на трассе ставят опознавательный знак. Групповые протекторные установки обычно имеют контрольно-измерительные колонки, которые необходимы для отыскания протекторных установок на трассе и проведения контроля эффективности их работы (рис. 4,а). В контрольноизмерительную колонку (рис. 4, в) выводят изолированные провода от

Как обеспечить протекторную защиту

Покрытие труб специальными составами — это задача не только производителя, в процессе эксплуатации конструкции обеспечение защитных свойств тоже должно выполняться. Всего существует несколько способов защиты металла от воздействия агрессивных сред:

  • химическая обработка;
  • покрытие стенок специальными составами;
  • защита от блуждающих токов;
  • подведение катода или анода.

Метод протекторной защиты трубопроводов от коррозии пользуется популярностью в организациях, осуществляющих монтаж и эксплуатирующих трубопроводный вид транспорта.

О пассивных и активных способах

Антикоррозионная защита — это целый комплекс мероприятий, проводимых предприятиями. Пассивные методы защиты предполагают выполнение следующих работ:

  • На стадии монтажа между трубопроводом и грунтом оставляют воздушный зазор, препятствующий попаданию грунтовой воды, в том числе в составе с кислотными и щелочными примесями.
  • Покрытие специализированными составами, назначение которых распространяется от негативных воздействий почвы.
  • Обработка металла химическими составами, с образованием тонкой пленки.

Читайте также: Резец топорик размеры. Самодельные ножи для резьбы по дереву. Как правильно использовать деревянный токарный станок

Активные способы защиты предусматривают использование тока и обмен ионов на основе химических реакций, за счет чего обеспечивается:

  • Защита подземных трубопроводов от коррозии созданием электродренажной системы для изоляции трубопроводного транспорта от блуждающих токов.
  • Защита анодом от разрушения металлических поверхностей.
  • Катодная защита для увеличения сопротивления металлических оснований.

Только с учетом всех способов, препятствующих образованию ржавчины на металле, будет увеличен срок службы конструкций. Антикоррозионная защита трубопроводов должна выполняться комплексно.

На видео: защита трубопроводов и кабельных линий от электрической коррозии.

О достоинствах применения протекторов

Защита труб этим способом производится с добавлением компонента — ингибитора. Это материал с отрицательным электрическим зарядом. Под воздействием воздушных масс он растворяется, а конструкция остается целой и не подвергается ржавлению. Протекторная защита от коррозии применяется для продления срока службы строительных конструкций, систем отопления и водоснабжения, а также магистрального и промыслового трубопроводного транспорта.

Применение электрохимической защиты позволяет устранить причины многих видов коррозии. Такая антикоррозийная защита трубопроводов – неплохое решение даже для предприятий, не имеющих финансовых возможностей по обеспечению полноценной защиты от неконтролируемого процесса.

Для обеспечения грамотного подхода следует:

  • Протекторы, изготовленные из алюминия, использовать в средах морских вод и прибрежных шельфах.
  • В средах с небольшой электропроводностью использовать магниевые протекторы. Но, опять же, они не подходят для обработки внутреннего покрытия резервуаров, нефтяных отстойников в связи с тем, что обладают достаточно низкой взрывопожароопасностью.
  • Использовать протекторы для защиты от сред пресной воды.
  • Проекторы, выполненные на основе цинка, являются полностью безопасными, их можно применять на пожаро- и взрывоопасных производствах.

Протекторной антикоррозионной защите можно отнести следующий ряд преимуществ:

  • недостаток денежных средств и производственных мощностей у предприятия не будет препятствием ее выполнению;
  • возможность защиты конструкций небольших размеров;
  • если трубы покрыты теплоизоляционными материалами, то такая защита приемлема.

Используемые материалы и цели применения

Противокоррозионная защита необходима для всех металлических оснований. Данный вид противостояния от ржавчины широко используется для обработки танкеров, так как эти суда наиболее подвержены воздействию воды, имеющей в составе агрессивные компоненты. Даже специальная окраска не справляется с решением этой проблемы.

Наиболее рациональным выбором для покрытия стальных конструкций будет использование протекторов с отрицательным потенциалом. При изготовлении таких устройств применяется магний, цинк или алюминий. Большая разница потенциалов металла и стальных поверхностей способствует увеличению спектра защитного действия, в результате различные виды коррозии устраняются.

Система защиты осуществляется на основании специфики самих протекторов, а также сред, в условиях которых они будут использоваться.

Пассивная защита требуется стальным покрытиям и изделиям из металла. Сущность метода заключается в применении гальванических анодов, обеспечивающих противодействие подземных трубопроводов коррозии. При произведении расчета для данной установки, необходимо учитывать следующие показатели:

  • параметры силы тока;
  • сопротивление от перепадов напряжения;
  • характеристики степени защиты, применяемые для 1 км трубопровода;
  • показатель расстояния между элементами защиты.

Протекторная защита трубопроводов от коррозии — принцип действия и схема

Существует две основные группы методик предотвращения разрушения (или снижения его интенсивности) металлов под воздействием внешних факторов (в первую очередь, влаги) – активная и пассивная. К первой относится защита электрохимическая. С одним из таких способов борьбы с коррозией – протекторным (гальваническим) – читатель сможет ознакомиться в данной статье.

Принцип функционирования

Цель протекторной защиты – максимальное снижение потенциала основного материала, чем и обеспечивается предохранение его от разрушения корозией. Это осуществляется присоединением к нему специального электрода, который нередко именуется «жертвенным анодом». Он подбирается из металла более активного по отношению к базовому. Таким образом, коррозии в первую очередь подвергается протектор, следовательно, повышается долговечность того или иного конструкционного элемента, с которым он соединяется (читайте о катодной защите).

Эффективность протекторной защиты

Считается очень высокой. При том, что эн/затраты на реализацию протекторной защиты от коррозии сравнительно небольшие. Если использование магниевого анода с соответствующими параметрами предохраняет разрушение металла трубопровода на протяжении, к примеру, порядка 7,5 км, то без него – всего лишь на 25 – 30 м.

Когда следует использовать протекторную защиту

Способов борьбы с коррозией достаточно, и выбор всегда есть. Применение «жертвенного анода» целесообразно:

  • если у предприятия нет необходимых мощностей для реализации иных, более эн/затратных методик;
  • при необходимости защиты малогабаритных конструкций;
  • для предохранения от коррозии металлоизделий (объектов) с поверхностным покрытием (изоляцией). Те же трубопроводные магистрали.

Максимальная эффективность протекторной защиты достигается, если она используется в средах, называемых электролитическими. Например, морская вода.

Какие металлы используются в качестве протекторов

Как правило, в основном подразумевается протекторная защита изделий из железа и его сплавов (стали). По сравнению с ними более активными являются такие металлы, как цинк, хром, алюминий, кадмий, магний. Хотя это и не единственно возможные варианты.

Особенность изготовления «жертвенных анодов» в том, что для их производства указанные материалы в чистом виде не берутся. В качестве сырья используются различные сплавы на их основе. При этом учитывается специфика применения протекторов. В первую очередь, в какой среде планируется обеспечивать защиту от коррозии.

Например, если цинковый электрод поместить в сухой грунт, то эффективность его действия будет практически нулевой. Поэтому выбор того или иного протектора определяется местными условиями.

Методы защиты трубопроводных магистралей

Коррозия трубопроводов возникает в процессе их эксплуатации. Образование ржавчины происходит на трубах внутри и снаружи. C внутренней стороны появляются отложения, и причина этому — химические реакции состава транспортируемой жидкости с металлом. На состояние поверхности оказывает влияние и высокий показатель влажности грунта.

Если своевременно не обеспечить защиту, то возможно возникновение ряда последствий. Что важно:

  • плановые осмотры рекомендуется проводить с небольшими временными промежутками.
  • проведение ремонтных работ осуществлять периодически, независимо от наличия коррозии.
  • приостановление функционирования трубопроводного транспорта неминуемо, так как необходимо производить осмотры и выполнять планово-предупредительные и иные текущие ремонты.

Важно! Для обеспечения полной защиты необходимо учитывать способ монтажа, контактирование с агрессивными средами, а также тип трубопровода.

Особенности и методы протекторной защиты трубопроводов от коррозии

Развитие коррозии трубопроводов происходит в результате реакции окисления металла от постоянного воздействия влажной среды. Изменяется состав металла на ионном уровне. На данный процесс может оказывать влияние состав жидкости, протекающей внутри трубопровода. Причины возникновения ржавчины могут быть следующими:

  • Сплавы, из которых изготовлены трубопроводы, имеют различные электрохимические потенциалы. Это вызывает протекание токов по трубе. Разные потенциалы могут возникать вследствие изменений составляющих грунта, а также разными параметрами показателей окружающей среды.
  • Грунтовые воды или влага, находящаяся в почве.
  • Химический состав почвы, в том числе наличие кислотных примесей во внешней среде.
  • Состав транспортируемой трубопроводом жидкости.
  • Наличие в грунте блуждающих токов.

Чтобы выполнить антикоррозионную защиту, необходимо оценить характеристики, воздействующие на металлическую поверхность.

О видах коррозии

Всего существует несколько разновидностей коррозии металлических труб:

  • поверхностная, распространяющаяся по всей площади трубы;
  • местная, расположенная на отдельных участках;
  • щелевая, образовавшаяся в небольшой трещине.

Наиболее настораживает местная коррозия, так как основная масса повреждений происходит в результате ее появления. Развитие щелевой тоже распространено, но к существенным повреждениям материала она не приводит.

Процент вероятности возникновения коррозии в большую сторону отдается участкам труб, продолженных под железнодорожными переездами или под опорами линий воздушных электропередач. Скорость развития процесса коррозии колеблется от 3 до 30 мм в год.

Что такое химическая коррозия

Этот процесс возникает в неэлектропроводных средах. Ими могут оказаться газы, нефтепродукты и спиртовые соединения. При повышении температурных показателей скорость развития коррозии возрастает. Ржавчина может образовываться на цветных или черных металлах. Алюминиевые изделия под влиянием коррозионных факторов покрываются тонкой пленкой, которая после обеспечивает систему защиты и создает препятствие развитию окислительного процесса.

Медь под влиянием этого вида коррозии начинает зеленеть, при этом образованная пленка из оксида во влажной среде не всегда способствует созданию защитного барьера от ржавчины, а только в порядке исключения, когда структура металла одинакова со структурой пленки.

Сплавы могут быть восприимчивы к иному виду ржавчины, то есть присутствуют элементы, не подверженные окислению, а напротив, они восстановленные. К примеру, при повышенных температурных характеристиках и повышенном давлении восстанавливаются карбиды, но, опять же, утрачиваются нужные качества.

Об электрохимической коррозии

Утверждение о том, что электрохимическая коррозия достигается только при контактировании металлической поверхности с электролитом, ошибочно. Хватает тонкой пленки на основании материала, чтобы образовалась коррозия. Причиной этого вида ржавчины является использование поваренной или технической солей. К, примеру, если производится посыпка снега на дорогах, то страдают машины и проложенные под землей трубопроводы.

Процесс этого происхождения заключается в следующем:

  • В соединениях металлических конструкций теряются отчасти атомы, осуществляется их переход в электролитический раствор, то есть происходит образование ионов. Замещают электроны атомы, они заряжают материал отрицательными зарядами, при этом накапливаются положительные заряды в электролите.
  • Электрохимическую коррозию также вызывают блуждающие токи, которые при утечке из электроцепи уходят в растворы воды или в грунт, а после в саму структуру металла. Конкретными местами проявления ржавчины являются те участки, откуда в воду попадают блуждающие токи.

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Как обеспечить протекторную защиту

Покрытие труб специальными составами — это задача не только производителя, в процессе эксплуатации конструкции обеспечение защитных свойств тоже должно выполняться. Всего существует несколько способов защиты металла от воздействия агрессивных сред:

  • химическая обработка;
  • покрытие стенок специальными составами;
  • защита от блуждающих токов;
  • подведение катода или анода.

Метод протекторной защиты трубопроводов от коррозии пользуется популярностью в организациях, осуществляющих монтаж и эксплуатирующих трубопроводный вид транспорта.

О пассивных и активных способах

Антикоррозионная защита — это целый комплекс мероприятий, проводимых предприятиями. Пассивные методы защиты предполагают выполнение следующих работ:

  • На стадии монтажа между трубопроводом и грунтом оставляют воздушный зазор, препятствующий попаданию грунтовой воды, в том числе в составе с кислотными и щелочными примесями.
  • Покрытие специализированными составами, назначение которых распространяется от негативных воздействий почвы.
  • Обработка металла химическими составами, с образованием тонкой пленки.

Активные способы защиты предусматривают использование тока и обмен ионов на основе химических реакций, за счет чего обеспечивается:

  • Защита подземных трубопроводов от коррозии созданием электродренажной системы для изоляции трубопроводного транспорта от блуждающих токов.
  • Защита анодом от разрушения металлических поверхностей.
  • Катодная защита для увеличения сопротивления металлических оснований.

Только с учетом всех способов, препятствующих образованию ржавчины на металле, будет увеличен срок службы конструкций. Антикоррозионная защита трубопроводов должна выполняться комплексно.

На видео: защита трубопроводов и кабельных линий от электрической коррозии.

О достоинствах применения протекторов

Защита труб этим способом производится с добавлением компонента — ингибитора. Это материал с отрицательным электрическим зарядом. Под воздействием воздушных масс он растворяется, а конструкция остается целой и не подвергается ржавлению. Протекторная защита от коррозии применяется для продления срока службы строительных конструкций, систем отопления и водоснабжения, а также магистрального и промыслового трубопроводного транспорта.

Применение электрохимической защиты позволяет устранить причины многих видов коррозии. Такая антикоррозийная защита трубопроводов – неплохое решение даже для предприятий, не имеющих финансовых возможностей по обеспечению полноценной защиты от неконтролируемого процесса.

Для обеспечения грамотного подхода следует:

  • Протекторы, изготовленные из алюминия, использовать в средах морских вод и прибрежных шельфах.
  • В средах с небольшой электропроводностью использовать магниевые протекторы. Но, опять же, они не подходят для обработки внутреннего покрытия резервуаров, нефтяных отстойников в связи с тем, что обладают достаточно низкой взрывопожароопасностью.
  • Использовать протекторы для защиты от сред пресной воды.
  • Проекторы, выполненные на основе цинка, являются полностью безопасными, их можно применять на пожаро- и взрывоопасных производствах.

Протекторной антикоррозионной защите можно отнести следующий ряд преимуществ:

  • недостаток денежных средств и производственных мощностей у предприятия не будет препятствием ее выполнению;
  • возможность защиты конструкций небольших размеров;
  • если трубы покрыты теплоизоляционными материалами, то такая защита приемлема.

Используемые материалы и цели применения

Противокоррозионная защита необходима для всех металлических оснований. Данный вид противостояния от ржавчины широко используется для обработки танкеров, так как эти суда наиболее подвержены воздействию воды, имеющей в составе агрессивные компоненты. Даже специальная окраска не справляется с решением этой проблемы.

Наиболее рациональным выбором для покрытия стальных конструкций будет использование протекторов с отрицательным потенциалом. При изготовлении таких устройств применяется магний, цинк или алюминий. Большая разница потенциалов металла и стальных поверхностей способствует увеличению спектра защитного действия, в результате различные виды коррозии устраняются.

Система защиты осуществляется на основании специфики самих протекторов, а также сред, в условиях которых они будут использоваться.

Пассивная защита требуется стальным покрытиям и изделиям из металла. Сущность метода заключается в применении гальванических анодов, обеспечивающих противодействие подземных трубопроводов коррозии. При произведении расчета для данной установки, необходимо учитывать следующие показатели:

  • параметры силы тока;
  • сопротивление от перепадов напряжения;
  • характеристики степени защиты, применяемые для 1 км трубопровода;
  • показатель расстояния между элементами защиты.

Комбинация протекторов и красок

Часто возникает необходимость защитить газопровод от коррозии не только протектором, но лакокрасочным материалом. Краска считается пассивным способом защиты от коррозионных процессов и действительно эффективна лишь, когда сочетается с применением протектора.

Такая методика сочетания позволяет:

  1. Уменьшить отрицательное воздействие потенциальных изъянов покрытия металлоконструкций (отслаивание, набухание, растрескивание, вспучивание и тому подобное). Такие изъяны имеются не только в результате заводского брака, но и в связи с природными факторами.
  2. Уменьшить (порой на весьма значимую величину) расход дорогих протекторов, при этом увеличив их срок эксплуатации.
  3. Сделать распределение по металлу защитного слоя более равномерным.

Также стоит отметить, что лакокрасочные составы очень часто непросто наносить на определенные поверхности уже работающего газопровода, танкера или какой-то другой металлоконструкции. В таких случаях придется обойтись только защитным протектором.

Методы защиты трубопроводных магистралей

Коррозия трубопроводов возникает в процессе их эксплуатации. Образование ржавчины происходит на трубах внутри и снаружи. C внутренней стороны появляются отложения, и причина этому — химические реакции состава транспортируемой жидкости с металлом. На состояние поверхности оказывает влияние и высокий показатель влажности грунта.

Если своевременно не обеспечить защиту, то возможно возникновение ряда последствий. Что важно:

  • плановые осмотры рекомендуется проводить с небольшими временными промежутками.
  • проведение ремонтных работ осуществлять периодически, независимо от наличия коррозии.
  • приостановление функционирования трубопроводного транспорта неминуемо, так как необходимо производить осмотры и выполнять планово-предупредительные и иные текущие ремонты.

Важно! Для обеспечения полной защиты необходимо учитывать способ монтажа, контактирование с агрессивными средами, а также тип трубопровода.

Что для этого используют?

Применяемые материалы и цели использования

Защита от коррозии требуется для всех оснований из металла. Такой тип противостояние от ржавчина широко применяется для обработки танкеров, потому что эти суда более подвержены водным воздействиям, которые имеют в составе агрессивнодействующие компоненты. Даже особая краска не справляется с решением такой проблемы. Рациональным выбором для покрытия конструкций из стали будет применение протекторов, имеющих отрицательные потенциалом. При изготовлении устройств используется цинк, магний и алюминий.

Большая разница потенциалов стальных и металлических поверхностей будет способствовать увеличению спектра защитного воздействия, из-за чего разные виды коррозии устраняются. Защитные системы осуществляются на базе специфики протекторов и сред, в условиях которых они будут применены.

Пассивная защита требуется покрытиям стали и металлическим изделиям. Сущность способа заключается в использовании гальванических анодов, которые обеспечивают противодействие подземных трубопроводов ржавчины. При произведении расчета для такой установки следует учесть такие показатели, как параметры токовой силы, сопротивление от перепадов напряжений, свойства защитной степени, используемые для 1 км трубопровода и показатель расстояний между защитными элементами.

Способы защиты магистралей трубопровода

Коррозия трубопровода появляется при использовании. Появление ржавчины может быть внутри и снаружи труб, и с внутренней стороны появляются отложения, и причиной тому будут химические реакции состава перевозимой жидкости с металлом. На состояние поверхности будет оказывает воздействие высокий показатель грунтовой влажности.

Если вовремя не обеспечивать протекторную защиту металлов от коррозии, то может появиться ряд последствий. Важны:

  • Плановые осмотры рекомендовано проводить с малыми промежутками времени.
  • Проведение работ по ремонту осуществляется периодические, вне зависимости от наличия коррозии.
  • Приостанавливается функционирование транспорта трубопровода неминуемо, потому что следует произвести осмотры и выполнить планово-предупредительные и остальные важные ремонтные работы.

Важно! Чтобы обеспечивать полную защиту требуется учесть способ установки, контактировании с агрессивной средой, а еще разновидность трубопровода.

Протекторная защита

В деятельности практического типа есть ситуации, когда нужно выполнить противокоррозионную защиту ранее прокрашенных трубопроводов. Протекторный метод вместе с нанесением лакокрасочных материалов считается пассивным способом предостережения от появления коррозии металла.

  • Проявляются изъяны на всей конструкции транспорта трубопровода, которые выявлять достаточно просто.
  • Расход материалов сильно уменьшается, а вот защиты на трубах будет обеспечиваться на протяжении длительного времени.
  • Ток, нужный для защиты поверхности, распределяется равномерно.

Большим плюсом по защите лакокрасочных покрытий будет распределение защитного потока по поверхности, где требуется особое внимание.

Обработка от агрессивных жидкостей

Внутренние повреждения трубопровода появляются после воздействия негативной среды. В составе воды могут быть бикарбонаты или карбонаты, а еще кислород, что и будет первичной причиной образования коррозии. Проведение очищения в трубопроводе не дает ожидаемого результата, так как это сложно в техническом плане, дорого и почти нереально. Идеальным решением станет предварительная обработка воды, т.е. удаление агрессивной среды и превращение их в раствор с малым содержанием кальция. Это достигается просто – в воде добавляют соду, кальций и натрия карбонат. Важно принять во внимание, что на участках из отдельных точек водного забора обработка жидкости осуществляется с добавкой полифосфатов.

Обратите внимание, что такую защиту подземных емкостей, сделанных из цинковых материалов, делают с добавлением в растворы силикатов, фосфатов и поликарбонатов. Так получается тонкая пленка, которая препятствует появлению ржавчины.

Протекторная защита трубопроводов от коррозии

ТРУБОПРОВОДЫ МАГИСТРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫСЛОВЫЕ ДЛЯ НЕФТИ И ГАЗА

Производство работ по противокоррозионной защите средствами электрохимзащиты и контроль выполнения работ

Main and field oil and gas pipelines. Works for corrosion protection by the means of cathodic protection and their implementation control

ОКС 91.040, 93.020

Дата введения 2019-08-01

Предисловие

Сведения о своде правил

1 Исполнитель – Акционерное общество “Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству, эксплуатации трубопроводов и объектов ТЭК – Инжиниринговая нефтегазовая компания” (АО ВНИИСТ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Цель разработки свода правил – обеспечение безопасности и эффективности работ по обустройству магистральных и промысловых трубопроводов системами электрохимической защиты от коррозии.

Настоящий свод правил разработан авторским коллективом АО ВНИИСТ (д-р техн. наук В.В.Притула, канд. техн. наук В.Б.Ковалевский, канд. техн. наук М.А.Башаев, канд. техн. наук А.О.Иванцов, Е.А.Фомина, О.Н.Головкина, А.Н.Бутовка).

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает правила производства и контроля выполнения строительно-монтажных и пусконаладочных работ по электрохимической защите от коррозии магистральных и промысловых трубопроводов.

1.2 Настоящий свод правил распространяется на линейную часть стальных магистральных и промысловых трубопроводов, транспортирующих нефть, газ, конденсат, а также продукты их переработки.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 9.602-2016 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ 5272-68 Коррозия металлов. Термины

ГОСТ 23706-93 (МЭК 51-6-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 6. Особые требования к омметрам (приборам для измерения полного сопротивления) и приборам для измерения активной проводимости

ГОСТ 24297-2013 Верификация закупленной продукции. Организация проведения и методы контроля

ГОСТ Р 12.3.048-2002 Система стандартов безопасности труда. Строительство. Производство земляных работ способом гидромеханизации. Требования безопасности

ГОСТ Р 50838-2009 (ИСО 4437:2007) Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия

ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ Р 57190-2016 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Термины и определения

СП 28.13330.2017 “СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии”

СП 36.13330.2012 “СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы” (с изменением N 1)

СП 52.13330.2016 “СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение”

СП 86.13330.2014 “СНиП III-42-80* Магистральные трубопроводы” (с изменениями N 1, N 2)

СП 245.1325800.2015 Защита от коррозии линейных объектов и сооружений в нефтегазовом комплексе. Правила производства и приемки работ

Примечание – При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по [1], ГОСТ 9.602, ГОСТ 5272, ГОСТ Р 51164 и ГОСТ Р 57190, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вспомогательный электрод (датчик потенциала): Электрод, имитирующий условия катодной поляризации на реально защищаемом трубопроводе, выполненный из материала трубопровода.

Примечание – Площадь вспомогательного электрода определена нормативной документацией.

3.2 вставка электроизолирующая: Вставка между двумя участками трубопровода, нарушающая его электрическую непрерывность.

3.3 контрольно-измерительный пункт: Устройство для контроля параметров электрохимической защиты и/или коммутации средств электрохимической защиты с возможностью контроля коррозионных процессов.

3.4 преобразователь катодной защиты: Устройство, преобразующее переменный ток в постоянный в установках катодной защиты.

3.5 станция катодной защиты: Электротехнический комплекс устройств, предназначенный для преобразования переменного напряжения сети в регулируемое постоянное напряжение, содержащий устройства сопряжения с телемеханикой и средства измерения.

3.6 установка дренажной защиты: Комплекс устройств, состоящий из электрического дренажа, дренажной линии и контрольно-измерительных пунктов, обеспечивающий отвод (дренаж) токов из трубопровода в землю или к источнику блуждающих токов.

3.7 установка катодной защиты: Комплекс устройств, состоящий из источника электроснабжения, станции катодной защиты, дренажной линии, анодного заземления и контрольно-измерительного пункта.

3.8 установка протекторной защиты: Комплекс устройств, включающий один или несколько протекторов, провода (кабели) и контрольно-измерительный пункт.

3.9 электрод сравнения длительного действия: Стационарный электрод, не оказывающий влияния на электрохимические процессы, протекающие на защищаемом объекте, имеющий стабильный во времени и воспроизводимый собственный потенциал.

4 Сокращения

В настоящем своде правил применены следующие сокращения:

АЗ – анодное заземление;

ВЭИ – вставка электроизолирующая;

КДП – контрольно-диагностический пункт;

КИП – контрольно-измерительный пункт;

КТП – комплектная трансформаторная подстанция;

ЛЭП – линия электропередач;

ППР – проект производства работ;

СКЗ – станция катодной защиты;

СКЗС – станция катодной защиты столбовая;

СТП – столбовая трансформаторная подстанция;

УКЗ – установка катодной защиты;

УДЗ – установка дренажной защиты;

УЗТ – устройство защиты трубопровода (от наведенного переменного тока);

ЭХЗ – электрохимическая защита.

5 Монтаж систем электрохимической защиты

Тип, конструкция и материал защитного покрытия и средства электрохимической защиты трубопроводов от коррозии должны быть определены в проектной документации системы ЭХЗ, которая разрабатывается одновременно с проектной документацией нового или реконструируемого трубопровода.

Подготовительные работы к монтажу средств электрохимической защиты должны выполняться в соответствии с ППР, ГОСТ 24297 и включают в себя:

– входной контроль оборудования и материалов;

– входной контроль оборудования ЭХЗ;

– организацию хранения средств и установок ЭХЗ;

– подготовительные работы в зоне строительства (расчистка и подготовка площадок под устройство установок катодной, дренажной, протекторной защиты, АЗ).

Подготовительные работы должны выполняться в соответствии с СП 245.1325800.2015 (раздел 6).

5.1 Монтаж установок катодной защиты

Перед началом монтажа УКЗ необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

– разметить участок производства работ;

– выбрать и обустроить место для хранения оборудования установки катодной защиты, монтажных узлов, деталей, метизов, инструментов и материалов перед монтажом;

– доставить на участок землеройную технику, строительные машины и механизмы;

– подготовить участок для производства работ по устройству катодной защиты;

– доставить на участок оборудование катодной защиты, монтажные узлы, детали, метизы, инструменты, приспособления и материалы.

Хранить оборудование УКЗ, монтажные узлы, детали, инструменты, метизы и материалы на участке производства работ следует в соответствии с технической документацией организаций-изготовителей оборудования.

Перед установкой на место последующей эксплуатации необходимо освободить устройство от упаковки изготовителя и произвести его внешний осмотр, в процессе которого:

– убедиться в отсутствии механических повреждений наружных частей;

– проверить надежность присоединения проводов и кабелей, заземления дверей и боковых стенок шкафа устройства;

– проверить состояние и надежность крепления всех механических узлов и деталей шкафа устройства;

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительный
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: