Účinné metody ochrany plynovodu před korozí

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Ochrana plynovodů před korozí se provádí několika způsoby. Je to dáno odlišným charakterem vzniku samotné deformace, který závisí na typu umístění dálnice a okolních podmínkách. Korozí kovových drátů se rozumí samovolná deformace těchto prvků v důsledku chemických nebo elektrochemických procesů. Hlavní typy deformací jsou kapalné, atmosférické, podzemní.

Důvody

Následují stručné definice poškození, které je vyrovnáno antikorozní ochranou plynovodů:

1. Chemické působení - spontánní oxidace kovových částí, v důsledku jejich přeměny na stabilní iontovou oblast, pod vlivem nevodivých sloučenin.
2. Elektrochemická koroze – kov se ničí rychlostí závislou na průniku elektrod. To je způsobeno skutečností, že atomy jsou ionizovány odděleně, s obnovou oxidačního činidla v elektrolytu.
3. Nejnebezpečnější koroze je útok bludným proudem. Tento problém je pozorován blízkoelektricky vodivé systémy, např. v oblasti Braillových drah s kontaktní sítí.

Obecné informace

Mezi hlavní typy ochrany plynovodů proti korozi patří tři typy: nášlapná, katodová a drenážní metoda. Pro maximální zabezpečení obsluhovaných objektů se používají komplexní opatření včetně katodické, nášlapné, drenážní ochrany. Budují se katodové stanice s několika odvodňovacími oddíly a rozptýlenými anodami, aby se zabránilo stínícímu efektu podzemních komunikací.

Katodická antikorozní ochrana plynovodů

Tato metoda spočívá v připojení kladného pólu stejnosměrného generátoru k vodiči uzemnění anody. Z ní vstupují do půdy proudy, které protékají poškozenými úseky izolace do potrubí. Procházejí potrubím do místa, kde je připojen vodič, pak do záporné hranice zdroje.

Pokud je dostatečná úroveň napětí, celá pracovní část plynovodu se stane zápornou katodou. To umožňuje zabránit vzniku aktivní koroze. V tomto případě se uzemnění (odpadní kov) stává anodovou částí. V důsledku toho je potrubí potencováno negativně vzhledem k zemi.

Ochranná protiopatření

Ochranná ochrana plynovodu proti korozi zajišťuje vytvoření blokovacího potenciálu připojením kovových chrániček na potrubí s negativnějším ukazatelem, než je parametr samotného potrubí. PoužitímTato metoda nepočítá s externím zdrojem proudu, požadované charakteristiky jsou vytvářeny pomocí galvanického anodového článku. Vlivem chrániče působí na plynovod katodická polarizace, která přispívá k zastavení korozních procesů.

Pracovním materiálem může být zinek, hliník, hořčík ve formě speciálních slitin (ML, TsO, Ts1 a podobně). Tento typ ochrany je maximálně jednoduchý, nevyžaduje další údržbu. Tato metoda v kombinaci s jinými metodami je relevantní pro použití k ochraně jednotlivých kompartmentů, které nejsou protínány sousedními úseky katodové bezpečnosti. Ochranná ochrana plynovodu proti korozi je vhodná pro speciální pouzdra na železničních a dálničních přejezdech, na objektech s rozvinutými podzemními stavbami.

Chrániče jsou namontovány ve svazcích několika prvků, připojených přímo k vývodu potrubí nebo katody. Mezi sebou jsou spojeny pomocí speciálního kabelu, drátu vyrobeného z oceli nebo mědi. Pro zvýšení účinnosti ochrany jsou chrániče umístěny ve výplni, což snižuje přechodový odpor. Složení je síran hořečnatý nebo sodík s jílem. Instalační vzdálenost chrániček od potrubí je cca 3-6 metrů.

Odvodnění

Tramvajové a železniční koleje na elektrifikovaných tratích velmi často nemají správnou vodivost, což způsobuje, že část elektrického proudu proniká do země. Právě před tím je nutné chránit potrubí vedoucí v blízkosti železnic. Nav místě vstupu bludných proudů do potrubí vzniká katodový potenciál a na výstupu anodová zóna. Právě na posledních místech je kov aktivně poškozen.

Ochrana proti korozi odvodnění ocelových plynovodů je účinným způsobem boje proti bludným proudům. To je velmi důležité, protože pod vlivem tohoto efektu se trubky během velmi krátké doby skrz naskrz zdeformují. Uvedený typ ochrany spočívá v odvedení proudů z potrubí do primárního zdroje pomocí vodiče. Zároveň se snižuje potenciál potrubí vzhledem k zemi, což přispívá k eliminaci střídavých a anodových sekcí při současném zastavení úniku proudu do půdy.

Funkce odvodnění

Umístění elektrických drenážních vedení závisí na umístění potenciální hrozby. Buduje se ochrana hlavního plynovodu proti korozi na záporné sběrnici trakční měnírny nebo na železničních kolejích. V prvním případě může být spojení přímé nebo polarizované.

Přímá drenáž je vhodná, pokud je potenciál potrubí vyšší než potenciál systému na odstranění bludných proudů. Při uspořádání elektrického odvodnění na kolejích musí být připojení výhradně polarizované. Od přímé verze se liší tím, že obvod poskytuje speciální nastavení, aby se zabránilo návratu elektrických proudů do potrubí. Drenážní potrubí je k dispozici v kabelové nebo atmosférické verzi a je na něm namontováno přístrojové vybavení.

Koroze podzemních potrubí

Uvedený typ poškození potrubí se vztahuje k jednomu z hlavních faktorů jejich zničení v důsledku tvorby trhlin a prasklin. Koroze v důsledku reakce kovu s prostředím způsobuje změny v jeho struktuře, což vede k odpovídajícím deformacím. Elektrochemická ochrana plynovodu proti korozi umožňuje takovým poruchám předejít, protože většina reakcí je vyvolána podobným způsobem. To znamená, že katodové a anodové zóny jsou vytvořeny v různých částech potrubí.

Vlivem elektromotorického toku galvanického páru elektrony skrz kovové prvky vstupují do katodového prostoru, proudí do země a vytvářejí reakci s oxidačním elektrolytem, což vyvolává tvorbu iontů kyslíku a vodíku. Elektrolytická rovnováha je narušena, v místě anody se kladné částice železa dostávají do půdy, což způsobuje galvanické poškození v důsledku ztráty kovové hmoty.

Ochrana podzemních plynovodů před korozí

V tomto směru existují dva způsoby ochrany: aktivní a pasivní. Ve druhém případě se předpokládá, že vytvoří vzduchotěsnou bariéru mezi kovem trubky a zeminou, která ji obklopuje. K tomu použijte různé nátěry, jako jsou polymerové pásky, bitumen, pryskyřice.

Všechny izolační nátěry pro pasivní antikorozní ochranu plynovodů musí splňovat určité normy a požadavky. Mezi nimi:

• chemická odolnost;
• vysoký elektrický odpor;
• přijatelná sazbapřilnavost ke kovovému povrchu;
• vysoká mechanická pevnost;
• necitlivost na klimatické faktory;
• zachování jeho vlastností při vystavení vysokým a nízkým teplotám;
• žádné mechanické nebo tovární vady;
• složení by nemělo obsahovat složky, které mají korozivní účinek na kov;
• odolnost vůči útokům různých druhů bakterií.

Efektivita

Jak ukazuje praxe, je téměř nemožné dosáhnout optimální souvislé vrstvy nanesením izolačního nátěru. Různé druhy materiálů mají různou difúzní propustnost, což způsobuje odlišnou kvalitu zpracování potrubí od okolí. Kromě toho se během procesu výstavby a pokládky na povlaku tvoří promáčkliny, praskliny a jiné vady. Nejnebezpečnější je poškození pasivní ochrany, protože v těchto místech aktivně probíhá proces zemní koroze.

Vzhledem k tomu, že tato metoda je pro úplnou bezpečnost potrubí neúčinná, používá se navíc aktivní ochrana plynovodu proti korozi. Je založen na řízení elektrochemických procesů probíhajících na rozhraní mezi kovem trubky a zemním elektrolytem. Tento přístup se nazývá komplexní ochrana. V aktivní fázi je zajištěna katodická polarizace, která přispívá ke snížení rychlosti rozpouštění kovu, když se korozní potenciál pohybuje směrem k zápornému indikátoru, směrem nahoru od přirozeného parametru.

Princip katodické polarizace

Katodická ochrana podzemních potrubí se provádí pomocí obětních anod nebo pomocí polarizace ze zdroje stejnosměrného proudu. V prvním případě je výpočet brán na základě skutečnosti, že různé kovy v elektrolytu mají různé potenciály. Proto při vytváření galvanického páru dvou materiálů a jejich ponoření do elektrolytu bude anodou kov, jehož potenciál má velký negativní indikátor. Výsledkem je, že opačný materiál podléhá menší destrukci.

V praxi se obětní galvanické články skládají z hořčíkových, hliníkových nebo zinkových chráničů. Tato ochrana je účinná v půdách s nízkým odporem (až 50 Ohm m).

Externí zdroje

Katodická ochrana plynovodů před korozními procesy pomocí externích zdrojů je složitější. Navzdory složitosti organizace procesu takový systém nezávisí na specifickém odporu půdy a má neomezený zdroj energie. Roli stejnosměrných zdrojů plní měniče různých konfigurací a provedení, které jsou napájeny proměnnou elektrickou sítí.

Převodní prvky umožňují nastavit proud ochranného směru v širokém rozsahu. Zároveň je zaručena ochrana plynovodu bez ohledu na okolní podmínky. Hlavní zdroje energie:

• nadzemní elektrické vedení 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• dieselové generátory;
• tepelné, plynové a další analogy.

Ochranné toky proudu působící na potrubí vytvářejí potenciálový rozdíl mezi kovem a zemí a jsou distribuovány nerovnoměrně po délce plynovodu.