Современные технологии защиты трубопровода от коррозии

2) Второй способ защиты  – введение в металл компонентов,  повышающих его коррозионную  стойкость в данных условиях, или удаление вредных примесей, ускоряющих коррозию. Он применяется  на стадии изготовления металла,  а также при термической и  механической обработке металлических  деталей. Общую теорию коррозионного  легирования предложил Н.Д.Томашев.  Во многих случаях легирование  металла, мало склонного к пассивации, металлом, легко пассивируемым в  данной среде, приводит к образованию  сплава, обладающего той же (или  почти той же) пассивируемостью, что и легирующий металл. Таким  путем получены многочисленные  коррозионные сплавы, например нержавеющие  стали, легированные хромом и  никелем.

3) Третий способ защиты  предусматривает дезактивационную  обработку агрессивной среды  путем введения ингибиторов (замедлителей) коррозии. Действие ингибиторов  сводится в основном к адсорбции  на поверхности металла молекул  или ионов ингибитора, тормозящих  коррозию. К этому способу можно  отнести  и  удаление агрессивных  компонентов  из состава коррозионной среды (деаэрации водных растворов, очистка воздуха от примесей и осушка его).

Обработкой коррозионной среды различными ядохимикатами  достигается значительное снижение интенсивности деятельности микроорганизмов, что уменьшает опасность биокоррозии  металлов.

При борьбе с подземной  коррозией осуществляется обработка  агрессивного грунта с целью его  гидрофобизации (несмачиваемости водой), нейтролизации и частичной замены на менее агрессивный грунт или  специальную засыпку. Последнее  мероприятие может быть квалифицировано  также как изоляции металла от прямого воздействия среды.

4) Четвертый способ носит  название активной защиты. К нему  относятся следующие методы:

• постоянная катодная поляризация изделия, эксплуатирующегося  в среде с

достаточно большой электропроводимостью. Такая поляризация, осуществляемая от внешнего источника электрической  энергии, носит название катодной защиты. В некоторых случаях катодная поляризация может осуществляться  не постоянно, а периодически, что  дает ощутимый экономический эффект. При катодной защите изделию сообщается настолько отрицательный электрический  потенциал, что окисление металла  становится термодинамически невозможным;

• катодная поляризация, вызванная электрическим контактом изделия с металлом, обладающим более отрицательным электродным потенциалом, например стального изделия с магниевой отливкой. Более электроотрицательный металл в среде с достаточно высокой электропроводностью подвергается окислению, а следовательно, разрушается. Его следует периодически заменять. Такой металл называется протектором, а метод - протекторной защитой.

К этому методу можно отнести  мероприятия по борьбе с блуждающими  токами, которые ведутся по двум основным направлениям: предупреждение или уменьшение возможности возникновения  блуждающих токов на самом источнике  тока и проведение специальных работ  на защищаемом подземном сооружении. Мероприятия первого направления  – обязательная, но только начальная  мера. Независимо от их результатов следует проводить работы по защите самих подземных сооружений, к которым относятся использование высокоизолирующих совершенных покрытий, устройство электрических экранов, установка изолирующих соединений (фланцев) на трубопроводах, укладка трубопроводов в подземных коллекторах и каналах, электродренажная защита, катодная поляризация и др.

• анодная поляризация, которая в некоторых случаях способствует поддержанию пассивного состояния металла в средах, не пассивирующих металл и являющихся весьма агрессивными.

К способам защиты от коррозии часто относят использование  неметаллических материалов, обладающих высокой химической стойкостью (асбоцемента, бетона, керамики, стекла, пластмассы и  т. д.). Однако изготовление изделий  из других материалов не может рассматриваться  как способ защиты от коррозии –  где нет металла, там нет и коррозии его.

 

2.2.1 НТД

Рассмотрим стандарт организации  СТО Газпром 2-2.1-249-2008 «магистральные газопроводы»

Защита газопроводов от подземной  коррозии, независимо от коррозионной агрессивности грунта и района их прокладки, должна осуществляться комплексно: защитными покрытиями и средствами электрохимической защиты.

В зависимости от конкретных условий прокладки и эксплуатации газопроводов следует применять  тот тип защитных покрытий, который  указан в разрешительной нормативной  документации, согласованной ОАО  «Газпром».

Покрытия труб должны отвечать требованиям СТО Газпром 2-2.3-130 и  СТО Газпром 2-2.2-178.

Противокоррозионная защита зоны сварных монтажных стыков изолированных  труб, монтажных и крановых узлов  выполняется материалами, уровень  показателей свойств которых  максимально приближены к свойствам  основного покрытия и допущенных к применению на объектах ОАО «Газпром».

Для защиты от коррозии при  строительстве и реконструкции  узлов газопроводов сложной конфигурации и подключающих шлейфов КС (ДКС) должны применяться материалы заводского или трассового нанесения, отвечающие Техническим требованиям.

Основные положения по применению противокоррозионных покрытий определяются условиями строительства  и эксплуатации объекта газопровода, которые включают:

- диаметр газопровода;

- проектную эксплуатационную  температуру газопровода;

- условия прохождения  газопровода;

- сезонный график проведения  строительно-монтажных работ;

- условия транспортировки  и хранения монтажных изделий  для строительства газопровода;

- нормативный срок службы  газопровода.

При проектировании объектов ОАО «Газпром» и организации  конкурсов на поставку трубных изделий  с покрытием, проведения работ по нанесению защитных покрытий в трассовых  условиях и/или поставку противокоррозионных  материалов должны учитываться существующие в ОАО «Газпром» технические  требования или отраслевые стандарты  на данные виды продукции и организации  проведения работ.

Электрохимическая защита подземных газопроводов

Система ЭХЗ - составная часть  линейной части газопровода, выполняющая  следующие основные технологические  функции:

- обеспечение эффективной  защиты газопровода от подземной  коррозии;

- контроль эффективности  противокоррозионной защиты.

Система ЭХЗ может включать:

- установки катодной защиты (в т.ч. преобразователи катодной  защиты, анодные заземления, кабельные  и воздушные линии к точкам  дренажа и анодным заземлениям);

- установки протекторной  защиты;

- установки дренажной  защиты;

- контрольно-измерительные  пункты и диагностические пункты;

- изолирующие вставки;

- электроперемычки;

- устройства регулирования  защитного тока;

- автономные источники  электроэнергии для катодной  защиты;

- средства телеконтроля и телеуправления УКЗ и средства коррозионного мониторинга.

При строительстве газопровода  до ввода в строй основных средств  ЭХЗ в качестве временной защиты следует использовать системы защиты на основе протекторов или от систем ЭХЗ, находящихся вблизи подземных  сооружений.

Установки катодной защиты

Места монтажа УКЗ следует  предусматривать рядом с линейными  кранами газопровода. УКЗ должны быть блочно-комплектного исполнения и предусматривать минимум строительно-монтажных  и пусконаладочных работ.

Преобразователи катодной защиты должны монтироваться в индивидуальных блок-боксах, защищающих преобразователи  от воздействия низких температур, обледенения, заноса снегом для районов  с арктическим климатом. Блок-боксы  с преобразователями и другими  элементами ЭХЗ по возможности следует  устанавливать в одном ограждении с крановой площадкой. В остальных  случаях преобразователи можно  монтировать в блочных устройствах. Допускается проектировать монтаж преобразователей на специальных фундаментах, анкерных опорах анодных линий и  линий электроснабжения. Конструкции  для размещения преобразователей в  районах с густой и умеренной  заселенностью должны быть вандалозащишенными. Электроснабжение УКЗ должно соответствовать 2-й категории надежности.

При проектном обосновании  должно быть обеспечено резервирование преобразователей УКЗ (установка резервного преобразователя).

В блок-боксы должны заводиться контрольные провода от электродов сравнения и датчиков коррозионного  мониторинга, установленных на трубе. Применяемые преобразователи должны иметь возможность регулирования  выходного напряжения не менее 48 В.

Электроснабжение УКЗ  может осуществляться от вдольтрассовых ЛЭП или автономных источников.

Расчет длины защитной зоны, необходимой силы тока преобразователя  и количества необходимых УКЗ  следует выполнять в соответствии с СТО Газпром 2-3.5-047.

Расчет параметров ЭХЗ  необходимо выполнять с учетом старения изоляции. При этом сопротивление  изоляции на 30-й год следует принимать равным 12150 Ом·м².[п. 16.2.2.8, СТО Газпром 2-2.1-249-2008]

При расчете параметров УКЗ  следует учитывать необходимую  дополнительную силу тока, расходуемую  на защитные заземления, датчики коррозии и вспомогательные электроды  датчиков поляризационного потенциала.

Анодные заземления

Анодные заземления в установках катодной защиты могут быть как глубинные, так и поверхностные (поверхностно распределенные). В глубинных заземлениях, состоящих из нескольких заземлителей расстояние между скважинами с глубинными заземлителями должно быть 0,3L, (L - глубина  скважины).

Глубину скважины для заземлителей следует определять с учетом анализа  геологического разреза; электроды  анодных заземлений должны монтироваться  в пластах с минимальным удельным электрическим сопротивлением.

Расчет количества элементов  анодных заземлений должен выполняться  в соотвествии с СТО Газпром 2-3.5-047.

Расчетный срок службы анодных  заземлений следует принимать в  соответствии с СТО Газпром 2-3.5-051.

При проектировании анодных  заземлений в скальных грунтах необходимо использовать результаты вертикальных электрических зондирований и результаты исследований кернов из параметрических  скважин.

Анодные линии следует  проектировать, как правило, кабелем  с медной токоведущей жилой и  двойной изоляцией, допускается  применение воздушных линий из сталеалюминевого изолированного провода. При проектировании анодных ВЛ учитывают ветровые нагрузки.

На горных участках, участках со скальным грунтом и в условиях вечной мерзлоты возможно применение протяженных анодных заземлений.

Протекторы

В проекте ЭХЗ газопровода  протекторы следует предусматривать:

- для основной защиты  кожухов (патронов) на переходах  под авто- и железными дорогами;

- временной защиты от  коррозии строящегося газопровода.

Необходимое количество протекторов  определяют расчетом в соответствии с СТО Газпром 2-3.5-047.

Дренажная защита

Необходимость дренажной  защиты следует определять по результатам  изысканий.

Установку УДЗ следует  проектировать в районах тяговых  подстанций и местах пересечения  газопровода с электрифицированной  железной дорогой. При удалении ЛЧ МГ от электрифицированной железной дороги на расстояние более 2 км для защиты от коррозии блуждающими токами следует  проектировать УКЗ с автоматическим поддержанием потенциала.

Контрольно-измерительные  пункты

Контрольно-измерительные  пункты располагаются в соответствии с требованиями СТО Газпром 2-3.5-051.

КИП для измерения силы тока в газопроводе должны быть смонтированы через 3-5 км ЛЧ МГ и с обеих сторон ВЭИ.

Электроды сравнения в  КИП должны быть долгодействующими, срок службы в условиях эксплуатации - не менее 10 лет.

Контрольно-измерительные  пункты подключаются к газопроводу  медным двужильным кабелем с двойной  изоляцией. Кабель присоединяется на одну отдельную клемму на клеммном щитке  КИП.

В качестве анодных заземлений системы катодной защиты должна предусматриваться, как правило, комбинированная система  глубинных анодов в сочетании  с протяженными (или распределенными) анодными заземлителями.

 

Защита надземных  газопроводов от атмосферной коррозии

Газопроводы при надземной  прокладке должны защищаться от атмосферной  коррозии лакокрасочными, стеклоэмалевыми, металлическими покрытиями или покрытиями из консистентных смазок.

Лакокрасочные покрытия должны иметь общую толщину не менее 0,2 мм и сплошность - не менее 1 кВ на толщину покрытия.

Толщина стеклоэмалевых покрытий должна быть не менее 0,5 мм, сплошность - не менее 2 кВ на толщину.

Консистентные смазки следует  применять в районах с температурой воздуха не ниже минус 60 °С на участках с температурой эксплуатации газопроводов не выше плюс 40 °С.

Противокоррозионную защиту опор и других металлических конструкций  надземных газопроводов следует  выполнять в соответствии с требованиями СНиП 11-23-81.

2.3 Выбор способа защиты трубопровода от коррозии

Для защиты трубопровода Бованенково-Ухта диаметром 1420 мм от коррозии используем пассивную и активную защиту.