Защита газопроводов от коррозии

Понятие коррозии металлов. Виды коррозии

Коррозия — постепенное поверхностное разрушение металла в результате взаимодействия его с окружающей средой.

Виды коррозии следующие.

• 1. Химическая коррозия — процесс разрушения металла только в месте его контакта с химически агрессивным агентом, при этом не возникает электрического тока, (например, разрушение внутренней поверхности газопровода при транспортировке сернистых газов, агрессивные компоненты которых вступают в реакцию с металлом, вызывая разрушение).
• 2. Электрохимическая коррозия — процесс разрушения металла, сопровождающийся образованием электрического тока с образованием местных повреждений в виде пятен и раковин большой глубины. Металл при соприкосновении с грунтом посылает туда свои положительно заряженные частицы (ионы), а отрицательно заряженные частицы (электроны) остаются в металле. За счет этого газопровод приобретает отрицательный потенциал, а грунт заряжается положительно и становится электролитом (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Принципиальная схема электрохимической коррозии¹:

М — ионы металла; О — деполяризатор; е — электроны; Е_А — потенциал на аноде; Е_к — потенциал на катоде

¹ иКЬ: https://mash-xxl.info/picl/04120311118217103417306511322103017203 8053152073.png (дата обращения: 31.05.2021).

Разновидности электрохимической коррозии:

а) коррозия в электролитах возникает под действием водных растворов солей (например, коррозия подводных участков при пересечении водных преград). Чем больше концентрация солей, тем интенсивнее разрушение (рис. 2.2);

Рис. 2.2. Коррозия металлов в электролитах¹

б) почвенная коррозия вызвана воздействием почвы или почвенного электролита (подземные газопроводы) (рис. 2.3);

Рис. 2.3. Почвенная коррозия металлов²

• в) атмосферная коррозия вызвана воздействием кислорода воздуха и атмосферной влаги (надземные газопроводы) (рис. 2.4).
• 1 иИЬ: https://www.freeimageslive.co.uk/files/image/leech.jpx (дата обращения: 31.05.2021).
• 2 иКЬ: https://staticl.bigstockphoto.eom/6/5/l/largel500/156072359.jpg (дата обращения: 31.05.2021).

Рис. 2.4. Атмосферная коррозия металлов¹

3. Электрическая коррозия возникает под воздействием блуждающих токов в связи с попаданием на трубу токов утечки с рельсов электрифицированного транспорта или других промышленных установок постоянного тока. Блуждающие токи попадают на газопровод в местах повреждения изоляции, двигаясь по газопроводу, токи выходят из него вблизи тяговых подстанций. Участки входа тока в газопровод называют катодными, а участки выхода — анодными зонами. Наиболее опасны анодные зоны, так как токи выходят из газопровода в виде положительных ионов, что сопровождается интенсивным выносом частичек металла и образованием сквозных отверстий (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Принципиальная схема электрической коррозии^{1 2}

4. Биокоррозия (микробиологическая коррозия) связана с действием микроорганизмов, присутствующих в коррозионной среде (рис. 2.6).

URL: https://pixnio.com/free-images/objects/rusty-round-metal-pipes-stacked. jpg (дата обращения: 31.05.2021).

URL: https://elektroservis43.ru/wp-content/uploads/2020/04/47i579ef49f36 7е31.24846579.png (дата обращения: 31.05.2021).

Рис. 2.6. Биокоррозия металлов¹

Наибольшую опасность представляют электрохимическая почвенная и электрическая коррозия.

Скорость коррозии металла при подземной прокладке газопровода зависит от свойств грунта — влажности, температуры, воздухопроницаемости, электропроводности, наличия солей. Чем больше влажность и воздухопроницаемость грунта, тем быстрее протекает процесс коррозии (максимальная скорость коррозии наблюдается при влажности 11—13 %). При очень высокой влажности (более 25 %) и при замерзании грунта во влажном состоянии процесс коррозии замедляется.

Критерии опасности коррозии:

• 1) коррозионная агрессивность среды (грунтов, грунтовых вод и других вод) по отношении к металлу сооружения;
• 2) действие на металл сооружения блуждающего постоянного тока;
• 3) действие на металл сооружения блуждающего переменного тока (электрифицированный транспорт, высоковольтные линии электропередач).

Коррозионная активность грунта. Оценка коррозионной активности грунтов по отношению к стальным газопроводам производится по нескольким показателям (табл. 2.1):

• — удельное электрическое сопротивление грунта (считается основным показателем при определении коррозионной активности грунта);
• — потеря массы образцов, помещенных в грунт, за определенное время;
• — плотность поляризационного тока.
• 1 иЯЬ: Нггр5://1ш0-ГиЬ-ги.уапбех.пег/1?1б=Ь1сабаЗа484е4913е81Ь10е527943Ье1 &п=13 (дата обращения: 31.05.2021).

Таблица 2.1

Показатели коррозионной активности грунта

Для выявления коррозионного состояния подземного газопровода проводят электрические измерения, основными из которых являются определение потенциала газопровода относительно грунта, а также направления и величины блуждающего тока, текущего по газопроводу. Для измерения потенциалов газопровода используются специальные контрольно-измерительные пункты (КИП) (рис. 2.7), устанавливаемые по трассе газопроводов всех категорий давления на расстоянии не более 200 м друг от друга в застроенной части поселений, не более 500 м — за пределами застройки. Проверяют защитный потенциал с помощью медно-сульфатного электрода сравнения. Защитный потенциал должен быть от 0,85 до 1,1 В.

Рис 2.7. КИП на подземном газопроводе^[1]:

• 1 — трубопровод; 2 — контрольные проводники от трубопровода; 3 — ковер;
• 4 — защитная трубка; 5 — электрод сравнения; 6 — датчик потенциала

Способы защиты газопроводов от коррозии:

• 1) пассивная защита — нанесение на наружную поверхность трубы антикоррозионного изоляционного покрытия;
• 2) активная защита — создание на газопроводе отрицательного электрического потенциала для исключения образования анодных зон. К активным методам защиты относятся электродренажная защита, катодная защита, протекторная защита.

• [1] URL: https://dokipedia.rU/sites/default/files/doc_files/516/347/0/files/image5. png (дата обращения: 31.05.2021).