4. КАТОДНАЯ ЗАЩИТА

4.1 Принципиальная схема действия катодной защиты

Катодная поляризация осуществляется с помощью наложенного тока от внешнего источника энергии, обычно выпрямителя, который преобразует переменный ток промышленной частоты в постоянный. Защищаемая конструкция соединяется с отрицательным полюсом внешнего источника выпрямленного тока, так что она действует в качестве катода. Второй электрод (анодное заземление) соединяется с положительным полюсом источника тока, так что он действует в качестве анода. Принципиальная схема действия катодной защиты показана на рисунке.

Катодная защита возможна только в том случае, когда защищаемая конструкция и анодное заземление находятся в электронном и электролитическом контакте: первое достигается с помощью металлических проводников, а второе -- благодаря наличию электролитической среды (грунта), в которую погружаются защищаемая конструкция и анодное заземление. Катодная защита регулируется путем поддержания необходимого защитного потенциала, который измеряется между конструкцией (или датчиком поляризационного потенциала) и ЭС. Обычно ЭС служит МЭС длительного действия, находящийся постоянно в электролитической среде (грунте). Потенциал между ЭС и защищаемой конструкцией, измеряемый высокоомным вольтметром, включает в себя кроме поляризационной составляющей омическое падение напряжения 1R, обусловленное прохождение катодного тока i через эффективное сопротивление R между электродом сравнения и защищаемой конструкцией. Только поляризация на поверхности защищаемой конструкции обусловливает эффект катодной защиты. Поэтому критериями защищенности являются минимальный и максимальный защитные поляризационные потенциалы. Таким образом, для точного регулирования поляриза-ционного потенциала защищаемой конструкции по отношению к электроду сравнения из измеренной разности потенциалов должна быть иллюминирована (исключена) величина омической составляющей. Это достигается применением специальной схемы измерения поляризационного потенциала.

Катодная поляризация неизолированной металлической конструкции до величины минимального защитного потенциала требует значительных токов. Наиболее вероятные величины плотностей токов, необходимых для поляризации стали в различных средах до минимального защитного потенциала (--0,85 В) по отношению к медно-сульфатному электроду сравнения

Схема катодной защиты : 1 -- источник постоянного напряжения; 2 -- трубопровод: 3 -- анодное заземление; 4 --металлический проводник: 5 -- грунт; б -- медносульфатный электрод сравнения с датчиком поляризационного потенциала; 7 -- высокоомный вольтметр

Обычно катодная защита используется совместно с изоляционными покрытиями, нанесенными на наружную поверхность защищаемого сооружения. Поверхностное покрытие уменьшает необходимый ток на несколько порядков. Так, для катодной защиты стали хорошим покрытием в почве требуется всего 0,01...0,2 мА/м2. По мере разрушения покрытия и оголения металла катодный ток должен возрастать для обеспечения защиты сооружения. Качество наружного покрытия на защищаемой поверхности определяет интегральную площадь неизолированного металла, контактирующего с электролитом, и также ток, который будет протекать через покрытие. Ток, необходимый для катодной защиты подземных металлических трубопроводов, почти полностью зависит от качества покрытия.

4.2 Расчет катодной защиты, подбор катодной станции

задание: Определить параметры катодной защиты подземного газопровода на территории квартала площадью 10 га

исходные данные:

На территории района, требующего защиты расположены газопроводы низкого и высокого давления следующих диаметров и длин:

D 200 мм - 732 м;

D150 мм - 624 м;

D 100 мм - 323 м;

D 89 мм - 70 м.

Коррозийная агрессивность грунта на территории защищаемого района от 15 до 50 Ом*м. Принимаем среднее значение

Решение:

1. Определяем площадь поверхности газопроводов:

2. Т.к. рассчитываем только защиту газопроводов то удельный вес поверхности газопровода будет равна 100%

3. Определяем плотность поверхности газопровода, приходящаяся на единицу поверхности территории

4. Определяем среднюю плотность тока необходимого для защиты газопроводов

5. Определяем значение защитного тока, который необходим для обеспечения катодной поляризации подземного газопровода расположенного в данном районе

6. Определяем удельную плотность

7. Рассчитываем зону действия катодной станции

Полученный радиус действия катодной станции охватывает заданную территорию.

8. По таблице для тока и выбираем анодное заземление из железокремнистых электродов расположенных вертикально, тип И d=100мм; L=1,525м; n=6 с сопротивлением растеканию RА.З =0.993Ом.

9. Рассчитываем сопротивление дренажного кабеля.

Для кабеля АВРБ-3*16 длинной 100м сопротивление RКАБ. =0.0646 Ом*м

С учетом 30% запаса на развитие сети выбираем катодные станции типа ПКЗ-АР-М-2-у1(2) с параметрами U=48В; I=40А

5. БИОКОРРОЗИЯ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ НЕЁ

5.1 Биокоррозия

БИОКОРРОЗИЯ (от греческого bios - жизнь и позднелатинского corrosio - разъедание), разрушение конструкционных материалов и противокоррозионных защитных покрытий под действием присутствующих в среде микроорганизмов (бактерий, грибов, водорослей, дрожжей). Первые сведения об участии микроорганизмов в коррозии материалов появились в конце 19 в. Освоение воздушного и водного пространств, недр Земли сопровождается неизбежным распространением микроорганизмов и увеличением масштабов биокоррозии. Заметный ущерб наносит биокоррозия в нефте- и газодобывающей промышленности (около 70% всех коррозионных разрушений), трубопроводному транспорту, морскому флоту, средствам связи и водоснабжения.

Общая теория биокоррозии отсутствует. Полагают, что в процессе жизнедеятельности микроорганизмов образуются продукты обмена веществ, повышающие коррозионную активность среды (минеральные и органические кислоты, щелочи, пероксиды, H2S и др.). В частности, быстрый выход из строя нефте- и газопроводов обусловлен деятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий, повышающих агрессивность грунта и грунтовых вод в результате продуцирования H2S. Нек-рые виды тионовых бактерий вырабатывают H2SO4, понижая рН почвы и грунта до ~ 0,5. Биокоррозия подземных сооружений обусловлена в основном жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих, сероокисляющих и железоокисляющих бактерий, наличие которых устанавливают бактериологическими исследованиями проб грунта. Сульфатвосстанавливающие бактерии присутствуют во всех грунтах, но с заметной скоростью биокоррозия протекает только тогда, когда воды (или грунты) содержат 105-106 жизнеспособных бактерий в 1 мл (или в 1 г). Биокоррозия полимерных материалов связана с вырабатываемыми микроорганизмами ферментами, резко ускоряющими деструкцию макромолекул.

5.2 Средства защиты от биокоррозии

Главное средство борьбы с биокоррозией - обработка естественных и технологических сред бактерицидными препаратами (хлором и его соединениями, формалином и др.). Однако такая обработка не всегда возможна из экономических и санитарных соображений. Поэтому перспективно введение в состав конструкционных материалов и защитных покрытий веществ, угнетающих или уничтожающих микрофлору, а также электрохимическая защита.

Список используемой литературы

1. К.Г. Кязимов «Эксплуатация и ремонт подземных газопроводов» М: Стройиздат, 1987г. 337с.

2. И.В. Стрижевский, А.Д. Белоголовский, и др. «Защита подземных металлических сооружений от коррозии» М.: Стройиздат, 1990г. 303с.

3. Н.Л. Стаскевич, Г.Н. Северинец, Д.Я. Викдорчик «Справочник по газоснабжению и использованию газа» Л.: «Недра» 1990г. 762с.

4. РД 153-39.4-091-01«Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии» М.: 4-й филиал Воениздата 2002г. 202с.

5. Сборник нормативный документов «Защита подземных трубопроводов от коррозии» Л.: «Недра» 1991г. 220с.

6. СП 42-101-2003 «Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб» ЗАО «Полимергаз» М.: 2003

7. СниП 42-01-2002 «Газораспределительные системы» Госстрой М: 2003

8. Стандарт отрасли ОСТ 153-39.3-051-2003 «Техническая эксплуатация газораспределительных систем» ООО «Три А» 2003 г. 140 с.

9. ПБ 12-529-03, М. ГУП НТЦ «Промышленная безопасность» 2003.-200с.

Страницы: 1, 2