Снижение затрат при эксплуатации катодной защиты газопровода
ВВЕДЕНИЕ
Все магистральные газопроводы подвергаются коррозии. Причиной каждой третьей аварии, а именно разгерметизации газопровода вследствие образования каверн, трещин и разрывов [7], является электрохимическая коррозия [5]. Любая авария несет за собой колоссальные потери. Таким образом, магистральные трубопроводы нуждаются в постоянной защите от провоцирующих коррозию условий.
На данный момент для обеспечения антикоррозионной защиты используется комплексное сочетание пассивной и активной защиты. Пассивная защита заключается в создании непроницаемого барьера между металлом трубопровода и окружающим его грунтом. Это достигается нанесением на трубу специальных защитных покрытий (битум, каменноугольный пек, полимерные ленты, эпоксидные смолы и пр.). [7].
СОДЕРЖАНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ ЗАТРАТ НА ЗАЩИТУ.. 6
1.2. Методы защиты от коррозии. 7
1.2.2.1. Станции катодной защиты.. 10
1.2.2.2. Анодное заземление. 11
1.2.2.3. Защитный потенциал и методы его измерения. 13
1.3. Снижение затрат на объектах электрохимический защиты.. 16
1.3.1. Затраты в дренажных кабелях и контактных соединениях. 17
1.3.2. Затраты на станции катодной защиты.. 17
1.3.3. Снижение затрат на анодном заземлении. 20
1.3.4. Снижение затрат изменением параметров. 21
1.4. Импульсная катодная защита. 22
2. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧЕ ТОКА 25
2.1. Суть эксперимента, объекты исследования. 25
2.2. Экспериментальная установка. 25
2.4. Измерительное устройство. 31
2.5. Исследование защиты образца постоянным током. 34
2.6. Исследование защиты образца импульсным током. 35
2.7. Результаты исследования. 36
3. СНИЖЕНИЕ ЗАТРАТ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ СТАНЦИИ.. 41
3.1. Расчеты количества станций катодной защиты.. 41
3.1.1. Расчет электрических параметров трубопровода. 42
3.1.2. Расчет параметров установок катодной защиты.. 46
3.1.3. Расчет параметров анодных заземлителей. 48
3.2. Расчет затрат на электроэнергию станции катодной защиты.. 49
3.3. Расчет снижения затрат при использовании импульсной катодной защиты.. 50
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1) Никольский К.К. Защита от коррозии металлических сооружений во Франции. // «Защита металлов». 1965. Т. 1. №. 1. с. 133–134
2) Кочешкова, Л. Г. Измерение поляризационного потенциала методом отключения тока защиты в полевых условиях / Л. Г. Кочешкова, М. А. Кочева // ГОУ ВПО. – 2013.
3) Яблучанский, А.И. О контроле параметров катодной защиты в системах коррозионного мониторинга / А.И. Яблучанский // Коррозия «Территории «НЕФТЕГАЗ». 2016. No 3 (35). С. 88–92.
4) ГОСТ 9.602-2016 «Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии».
5) Халяпин, В.В. Информационно-измерительная система коррозионного мониторинга магистральных газопроводов: дис. … канд. техн. наук: 2.2.11: защищена 15.04.22 / Халяпин Владимир Валерьевич. – Волгоград, 2022. – 135с.
6)Никитенко,Е.А. Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии / Е. А. Никитенко, Я. М. Эдельман. - Москва : Недра, 1981. - 254 с. : ил. ; 22 см. - Библиография: с. 252.
7) Притула В. В. Подземная коррозия трубопроводов и резервуаров. М.: Акела, 2003 – 225 с.
8) ГОСТ Р 51164-98 "Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии"
9) Борнуковская, К.А. Оптимизация режимов работы оборудования систем электрохимической защиты в зависимости от внешних факторов и с учетом текущего состояния газопровода / К.А. Борнуковская, Е.Л. Карнавский, С.А. Никулин // Территория Нефтегаз. – 2019. №9, С. 26-36.
10) Карнавский, Е.Л. Определение остаточного ресурса анодного заземления как элемента системы электрохимической защиты от коррозии / Е.Л. Карнавский, С.А. Никулин // Газовая промышленность. – 2018. №11, С. 50-56.
Установлено, что значение поляризационного потенциала меняется только в первые 20 минут, после чего остается неизменным. Во время паузы между импульсами значение не опускается ниже предельно допустимого, что говорит о защищенности объекта. Восстановление естественного потенциала исследуемого образца происходит через 13 минут после прекращения подачи питания. Увеличение амплитуды импульсного тока ведет к более сильному выделению водорода, который не только переходит в электролит, но и внедряется в материал стального образца, что называют наводораживанием.
Так же установлено, что добиться одного и того же значения потенциала пульсирующим и постоянным током одной плотности невозможно. Для достижения защитного потенциала -0,98 В постоянным током необходима подача плотности тока 0,14мА/см2, а импульсным 0,28мА/см2, что больше в два раза. Для других значений потенциала отношения сил тока так же отличаются примерно в 2 раза (рисунок 16). Так же стоит отметить, что при воздействии на образец постоянным током плотностью 0,3мА/см2 наблюдается активное выделение водорода, чего нет при воздействии импульсным током той же плотности.