6.2. Защита трубопроводов от коррозии

Стальные трубопроводы подвергаются атмосферной, поч­венной и внутренней коррозии.

Защита трубопроводов от атмосферной коррозии достига­лся окрашиванием труб устойчивыми покрытиями: масляной или алюминиевой краской, белилами.

Почвенная коррозия вызывает наибольшие разрушения трубопроводов, до сквозных разъединений стенок.

Защита от почвенной коррозии разделяется на пассивную и активную.

Под пассивной защитой понимается изоляция поверхности трубопровода от почвы различными материалами. Активная защита имеет целью устранение причин, вызывающих коррозию трубопроводов. Для этого стараются перенести процесс коррозии с трубопровода на заземляющие устройства.

Общепринятым способом противокоррозионной защиты трубопроводов является битумная изоляция. Пассивная защита от почвенной коррозии осуществляется битумной изоляцией, которая обеспечивает длительную сохранность труб. Битумная изоляция состоит из 85 % нефтяного битума и 15 % минерального наполнителя (чаще всего каолина). Такая изоляция достаточно стойкая при температурах до 0 ^оС. При более низких температураx (до -15 °С) к ней добавляются пластификаторы (зеленое масло, лакойль, маслосево и др.). Битумная изоляция накладывается в горячем состоянии на загрунтованную (грунтуют краской) по­верхность трубы, чем достигается надежное соединение изоляции с трубой. Применяется нормальная, усиленная и весьма усилен­ная битумная изоляция.

Нормальная изоляция состоит из грунтовки и двух слое» битума толщиной 1,5-2,0 мм. Усиленная изоляция состоит из грунтовки, четырех слоев битума и обмотки из асбестового кар­тона, помещенной между слоями битума. Весьма усиленная со­стоит из грунтовки, шести слоев битума и двух обмоток. Битум­ная изоляция, как показала практика эксплуатации трубопрово­дов, все же не обладает высокой степенью механической прочно­сти. Прочность изоляции часто нарушается при производстве ра­бот, при прорастании в изоляцию корней растений и от других причин.

Большей механической прочностью обладает битумы» резиновая изоляция, состоящая из битумной мастики с порошком резины. Такая мастика, усиленная снаружи бризолом, превосходит по своим защитным свойствам битумное покрытие. Битумно-резиновая изоляция применяется нормальная, усиленная и весьма усиленная.

Кроме битумной применяются полихлорвиниловые (ПХВ) и полиэтиленовые (ПЭЛ) пленки с подклеивающими слоями. В этом случае наносится грунтовка (битумная или каучуковая) два слоя пленки.

Для контроля качества изоляционных покрытий на трубопроводах применяются следующие приборы:

1. индукционный толщиномер;

2. портативный инспекторский дефектоскоп для определения сплошности покрытия;

3. адгезиометр для определения прилипаемости.

Инспекторский дефектоскоп позволяет определить сплошность изоляционного покрытия на засыпанной трубе, без ее покрытия. Работа дефектоскопа основана на измерении разности потенциалов между двумя точками земли над трубопроводом с помощью двух электродов, передвигаемых вдоль него. Максимальные показания получаются тогда, когда один из электродов находится непосредственно над повреждением.

Активным способом защиты трубопроводов от коррозии является электрозащита. Она осуществляется установками катод­ной, протекторной и электродренажной защиты.

Катодная защита заключается в создании отрица­тельного потенциала на поверхности трубопровода. С этой целью отрицательный полюс источника тока соединяется с трубой, а положительный полюс соединя­ется с электродом-заземлителем, установленным в стороне от тру­бопровода. В результате достига­ется односторонняя проводимо­сть, исключающая обратное тече­ние тока.

Ток от анода (положитель­ного полюса источника тока 1) через анодное заземление 2 по­ступает в почву и через повреж­денные участки изоляции на тру­бопровод 3. Затем через точку дренажа Д возвращается к ис­точнику питания 1 через отрица­тельный полюс. В результате вместо трубопровода разрушает­ся анодный заземлитель 2.

Анодные заземлители, интенсивно разъедаемые, требуют большого количества металла и подлежат замене через каждые 3-4 года. Поэтому их выполняют в виде старых труб, рельс, Уголков, прутков. В целом стоимость установок катодной защиты связана с небольшими расходами.

Протекторная защита (отсутствует источник тока) осуществляется при помощи электродов (протекторов), закапываемых в грунт рядом с трубопроводом (рис. 6.6). Протектор является анодом, соединен с катодом-трубой и образует гальваническую пару. Ток, попадая на трубу, поляризует ее, предохраняя ее от корро­зии, в то время как анод разрушается (как более химически активный элемент). Протекторы обычно изготавливают из всевозможных сплавов магния, алюминия и цинка, имеющих более отрицательный потенциал по отношению к стальным трубам. Недостаток протекторных установок — небольшая протяженность защищаемого участка и сравнительно большой расход цветных металлов.

Рис. 6.6. Схема протекторной установки с контактным

выводом:

1 - труба; 2 - контрольно-измерительная колонка;

3 - активатор; 4 - протектор

Большую опасность для подземных трубопроводов пред­ставляют блуждающие токи. Наиболее эффективным способов защиты от них является электродренажная защита. Станции дре­нажной защиты сооружают вблизи железных электрифицирован­ных дорог, где возникают блуждающие токи в примыкающем грунте. Блуждающие токи образуются вследствие того, что часть тока с рельсового пути из-за недостаточной его изоляции ответв­ляется в землю. Встречая металлические трубы с более высокой проводимостью, чем земля, блуждающие токи проходят по трубопроводам. Сущность дренажной защиты заключается в то» что блуждающие токи с трубопровода отводятся к их источнику, для этого трубопроводы соединяют дренажным кабелем или проводом с рельсами. (При этом решаются две основные задачи; выбирается место размещения дренажной установки и определяется сечение дренажного кабеля.)

Внутренняя коррозия трубопроводов происходит в результате химического взаимодействия перекачиваемых нефтепродуктов на стенки трубы. Такое воздействие имеет место при пере качке сырой нефти, содержащей активные сернистые соединения и растворы различных солей.

Для устранения внутренней коррозии трубопроводов необходимо предварительно, перед перекачкой, удалять из нефти ак­тивные в отношении коррозии соединения и растворы.

Наиболее радикальным решением проблемы защиты трубопроводов от коррозии является применение эмалированных труб. Изготовление их стало возможным при использовании для нагрева металла энергии электромагнитного поля высокочастотного тока. При этом нанесенная на трубу сырая эмаль расплавляется и образует на поверхности металла сплошное покрытие, обладающее большой механической прочностью и высокой хими­ческой стойкостью.

Эмалирование внутренней поверхности трубы снижает шероховатость, в связи с чем уменьшается гидравлическое сопро­тивление при транспортировке нефтепродукта. Силикатная эма­левая изоляция отличается долговечностью и низкой стоимостью. Эмалированные трубопроводы могут нормально работать при температуре от -70 до + 450 ^оС.