Условия применения и принцип действия протекторной защиты магистральных трубопроводов от коррозии

Российский Государственный Университет

Нефти и газа имени И.М. Губкина

Факультет проектирования, сооружения и эксплуатации

систем трубопроводного транспорта

 

Кафедра «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и хранилищ»

 

Курсовая работа

на тему: «Протекторная защита магистральных трубопроводов от коррозии»

 

 

Вариант 20

 

 

Выполнила: студентка группы ТС-04-5

Шаповалова Т.С.

Проверил: Орехов В.В.

Москва

Г.

Содержание

Введение. 3

Почвенная коррозия. 3

1. Условия применения и принцип действия протекторной защиты магистральных трубопроводов от коррозии. 5

2. Протекторные установки. 7

2.1. Металлы и сплавы, применяемые для изготовления протекторов. 7

2.1.1. Магниевые сплавы.. 8

2.1.2. Алюминиевые сплавы.. 12

2.1.3. Цинковые сплавы.. 13

2.2. Заполнители. 16

2.3. Конструкция протекторов. 16

2.4. Устройство протекторной установки. 19

3. Монтаж протекторных установок. 21

4. Эксплуатация протекторных установок. Пусконаладочные работы на средствах и установках протекторной защиты.. 26

5. Расчет протекторной защиты.. 27

6. Контроль качества работ. 30

7. Мероприятия по охране окружающей среды.. 33

Список литературы.. 36

Введение

Одно из самых опасных разрушающих явлений для стального трубопровода является – коррозия, в некоторых зонах она может достигать 2-4 мм/год. В связи с этим строительство магистрального трубопровода обязательным образом включает в себя мероприятия по защите сооружения от коррозии, а именно – его изоляции. Изоляция трубопровода бывает пассивная (нанесение изоляционного покрытия на заводе или на трассе) и активная (электрохимическая защита). Причем пассивная изоляция действует с начала эксплуатации трубопровода, а активная включается через некоторое время в зависимости от агрессивности почвы.

В данной курсовой работе подробно рассмотрен один из способов электрохимической защиты трубопровода от почвенной коррозии, - протекторная защита.

 

Почвенная коррозия

Под коррозией металлических трубопроводов понимается самопроизвольное разрушение их под действием различных факторов химического или электрохимического характера, определяемых окружающей трубопровод средой.

Химическая коррозия – самопроизвольное окисление металла под воздействием окружающей среды токонепроводящей среды. При этом продукты коррозии образуются непосредственно на участке поверхности металла, подвергающегося разрушению.

Электрохимическая коррозия – коррозия металлов в электолитах, сопровождающаяся образованием электрического тока. При этом взаимодействие металла с окружающей средой разделяется на анодный и катодный процессы, протекающие на различных участках поверхности раздела металла и электролита.

Почвенная коррозия относится к электрохимической коррозии, однако ей присущи особенности:

1) связь влаги с окружающей средой:

- физико-механическая связь (свободная вода в порах грунта);

- физико-химическая связь (влага адсорбированная на поверхности грунта или металла);

- химическая (гидратированная) влага, входящая в химическое соединение Fe∙nH₂;

2) неоднородность структуры и состава грунта, как в микро-, так и в макромасштабах;

3) почти полное отсутствие перемешивания твердой фазы грунта (замедление процесса коррозии во времени);

4) неодинаковый доступ кислорода воздуха к поверхности металла.

Основные причины возникновения коррозионных элементов на трубопроводе

Условия возникновения коррозии являются:

- наличие разнородности грунтовых участков, имеющих различные потенциалы;

- наличие разнородных грунтовых участков;

- наличие средств проводящих электрический ток.

Причины возникновения коррозионных элементов на трубопроводе:

1) микронеоднородность состава металла (присутствие механических примесей в металле труб).

2) Наличие окалины на поверхности металла (микронеоднородность состояния поверхности металла).

3) Наличие продольных и поперечных сварных швов, являющихся наиболее опасными участками в трубопроводах.

4) Различные напряженные состояния поверхности металла (растянутые участки имеют менее отрицательный потенциал).

5) Различная глубина заложения трубопровода.

6) Чередование грунтов с различными физико-химическими свойствами.

7) Температура. С увеличением температуры происходит увеличение протекания анодных процессов, т.е. увеличивается скорость коррозии.

 

Условия применения и принцип действия протекторной защиты магистральных трубопроводов    от коррозии

Протекторные установки предназначены:

- для защиты от почвенной коррозии участков большой протяженности, удаленных от источников электроснабжения, где нецелесообразно применение катодной защиты внешним током;

- на участках, защищенных СКЗ, - в местах неполной защиты, для обеспечения необходимого защитного потенциала;

- для защиты от почвенной коррозии патронок (кожухов) на переходах через железные и автомобильные дороги;

- на участках блуждающих токов – в качестве земляных микродренажей.

Протекторы также устанавливают на изолирующих фланцах для снятия анодных зон, на электрических перемычках при совместной защите подземных сооружений для устранения электрохимического взаимодействия между ними, для защиты металлических подземных емкостей и др.

Средний срок службы протектора – 5-10 лет.

Таким образом, положительные стороны данного способа ЭХЗ:

- эффективность;

- простота устройства;

- удобность эксплуатации;

- автономность.

Отрицательные стороны – снижение эффективности при значительном удельном сопротивлении грунта, окружающего протектор, и использование дефицитных материалов.

Рис.1. Принципиальная схема протекторной установки:

1 – трубопровод; 2 – точка дренажа; 3 – изолированный соединительный провод;