Защита трубопроводов от коррозии

Коррозия внешних поверхностей труб, уложенных в грунт, называется почвенной коррозией. Почвенную коррозию по своей природе разделяют на химическую, электрохимическую и электрическую.

Химическая коррозия возникает от действия на металл различных газов и неэлектролитов. Она не сопровождается превращением химической энергии в электрическую. При действии на металл химических соединений на его поверхности образуется пленка, состоящая из продуктов коррозии. Химическая коррозия является сплошной коррозией, при которой толщина стенки трубы уменьшается равномерно. Такой процесс является менее опасным с точки зрения сквозного повреждения труб.

Чаще коррозия металла в грунте имеет электрохимическую природу. Электрохимическая коррозия является результатом взаимодействия металла, который выполняет роль электродов, с агрессивными растворами грунта, выполняющими роль электролита.

Электрохимическая коррозия имеет характер местной коррозии, то есть такой, когда на трубопроводах возникают местные язвы и каверны большой глубины, которые могут, развиваясь, превратиться в сквозные отверстия в стенке трубы. Местная коррозия значительно опаснее сплошной коррозии.

Электрическая коррозия возникает при воздействии на трубопровод электрического тока, который движется в грунте. В грунт токи попадают в результате утечек из рельсов электрифицированного транспорта - их называют блуждающими.

Методы защиты трубопроводов от коррозии можно разделить на две группы: пассивные и активные.

Пассивные методы защиты заключаются в изоляции трубопровода. К изоляционным материалам предъявляют ряд требований, основные из которых следующие: монолитность покрытия, водонепроницаемость, хорошее прилипание к металлу, химическая стойкость в грунтах, высокая механическая прочность (при переменных температурах), наличие диэлектрических свойств.

В России освоен выпуск труб со стеклоэмалевым покрытием, удовлетворяющим вышеперечисленным требованиям, однако, они имеют высокую стоимость. Наиболее распространенными изоляционными материалами являются битумно-минеральные и битумно-резиновые мастики. Битумно - резиновая мастика обладает несколько большей прочностью, эластичностью и долговечностью. Для усиления изоляции применяют армирующие обертки из гидроизола, бризола или стекловолокнистого материала.

В последние годы в России и за рубежом широкое распространение для защиты от коррозии различных стальных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, получили алюминиевые покрытия. Они обладают более высокой коррозионной стойкостью при повышенных температурах по сравнению с традиционными цинковыми покрытиями, притом являются более дешевыми.

К активным методам защиты относят катодную защиту (рис. 4.1), протекторную защиту и электрический дренаж.

Рис. 4.1. Схема катодной защиты:

1-защищаемый трубопровод; 2-источник постоянного тока; 3-соединительный кабель; 4-заземлитель-анод

Катодную защиту применяют для защиты от почвенной коррозии. На трубопровод накладывают отрицательный потенциал, то есть переводят весь защищаемый участок трубопровода в катодную зону. В качестве анодов применяют малорастворимые материалы (чугунные, графитовые), а также отходы черного металла, которые помещают в грунт вблизи трубопровода. Отрицательный полюс источника постоянного тока соединяют с трубопроводом, а положительный-с анодом. Таким образом, при катодной защите возникает замкнутый контур электрического тока Электрический ток выходит из анода в виде положительных ионов металла поэтому, вследствие растворения металла, анод постепенно разрушается.

При протекторной защите (рис. 4.2) участок трубопровода превращают в катод без постороннего источника тока а в качестве анода используют металлический стержень, помещенный в фунт рядом с трубопроводом. Между трубопроводом и анодом устанавливается электрический контакт. В качестве анода используют металл с более отрицательным потенциалом, чем железо (например, цинк, магний, алюминий и их сплавы). В образованной таким образом гальванической паре корродирует протектор (анод), а трубопровод защищается от коррозии.

Рис. 4.3 Схема протекторной защиты

1-протектор; 2-соединительные кабели; 3-защищаемый трубопровод: 4-контрольный пункт

Основным методом защиты трубопроводов от блуждающих токов является электрический дренаж. Он заключается в отводе токов, попавших на газопровод, обратно к источнику. Отвод осуществляют через изолированный проводник, соединяющий газопровод с рельсом электрифицированного транспорта или минусовой шиной тяговой подстанции. При отводе тока из трубопровода по проводнику прекращается выход ионов металла в грунт и тем самым прекращается электрическая коррозия.