Защита газопроводов от коррозии. Виды коррозии газопроводов: химическая, электрохимическая, почвенная

Коррозию по своей природе разделяют на: химическую, электро-химическую и электрическую (коррозию блуждающими токами).

Химическая коррозия возникает от действия на металл различных газов и жидких неэлектролитов. Она не сопровождается превращением химической энергии в электрическую. При действии на металл хим. соединений на его поверхности образуется пленка, состоящая из продуктов коррозии. Если образующаяся пленка не растворяется, имеет достаточную плотность и эластичность, а также хорошо сцеплена с металлом, то коррозия будет замедляться и при определенной толщине пленки может прекратиться. Хим. коррозия является сплошной коррозией, при которой толщина стены трубы уменьшается равномерно. Такой процесс является менее опасным с точки зрения сквозного повреждения труб. Коррозия металла в грунте имеет преимущественно электрохимическую природу Электрохимическая коррозия является результатом взаимодействия металла, который выполняет роль электродов с агрессивными растворами грунта, выполняющими роль электролита.

Коррозию, возникающую под действием блуждающих токов, называют электрической. Блуждающие токи, стекая с рельсов в грунт, движутся по направлению к отрицательному полюсу тяговой подстанции. В местах, где повреждена изоляция, они попадают на газопровод. Вблизи тяговой подстанции токи выходят из газопровода в грунт в виде положительных ионов металла. Начинается электролиз металла. Электрическая коррозия блуждающими токами во много раз опаснее электрохимической коррозии.

Существующие методы защиты газопроводов от коррозии можно разделить на две группы: пассивные и активные.

Пассивные методы защиты от коррозии газопровода заключаются в изоляции самого газопровода. К активным относятся электрические методы защиты изоляционным материалам, используемым для защиты. К материалам предъявляют ряд требований, основные из которых следующие:

монолитность покрытия

водонепроницаемость,

хорошее прилипание к металлу,

хим. стойкость в грунтах,

высокая механическая прочность (при переменных температурах)

обладание диэлектрическими свойствами.

При выполнении всех условий будет абсолютно исключена коррозия и как следствие утечка газа из газопровода.

Наиболее распространенными изоляционными материалами являются битумно-минеральные и битумно-резиновые мастики. В первом случае в качестве заполнителя к битуму добавляют хорошо измельченные доломитизированные или асфальтовые известняки, асбест вторым - резиновую крошку, изготовленную из амортизированных покрышек. Для усиления изоляции применяют армирующие обертки из гидроизола, бризола или стекловолокнистого материала. Гидроизол представляет собой толстую бумагу из асбеста с добавлением 15-20% целлюлозы, пропитанную нефтяным битумом. Бризол готовят на основе битума и дробленой старой вулканизированной резины. Изоляцию газопровода производят в такой последовательности. Трубу очищают до металлического блеска. После этого не неё накладывают грунтовку толщиной 0,1…0,15мм. Грунтовка представляет нефтяной битум, разведенный в бензине в отношении 1:2 или 1:3. Когда грунтовка высохнет, на трубопровод накладывают горячую (160-180°С) битумную эмаль. Эмаль накладывают в несколько слоев. Снаружи трубу обертывают крафт-бумагой. В зависимости от числа нанесенных слоев эмали и усиливающих оберток изоляция бывает следующих типов: нормальная,усиленная и весьма усиленная в зависимости от корозионности грунта - нормальная при низкой, усилена - при средней, в остальных - весьма усиленная.

Для защиты газопроводов применяют также пластмассовые пленочные материалы, ленты, покрытые подклеивающим слоем. Поливинилхлоридные или полиэтиленовые толщиной 0,3 - 0,4 мм, шириной 100-500мм. Трубы очищают, покрывают грунтовкой, представляющей собой клей, растворенный в бензине, после чего обертывают изоляционный лентой.

К активным методам защиты относят катодную и протекторную защиту и электрический дренаж. Основным методой защиты газопроводов от блуждающих токов является электрический дренаж. Он заключается в отводе токов, попавших на газопровод, обратно к источнику. Отвод осуществляется через изолированный проводник, соединяющий газопровод с рельсом электрифицированного транспорта или минусовой шиной тяговой подстанции. При отводе тока из газопровода по проводнику прекращается электрическая коррозия газопровода, т.е. прекращается выход ионов металла в грунт. Для защиты газопроводов от почвенной коррозии применяют катодную защиту. При катодной защите на газопровод накладывают отрицательный потенциал, т.е. переводят весь защищаемый участок газопровода в катодную зону. В качестве анодов применяют старые стальные трубы, рельсы и др. отходы черного металла, которые помещают в грунт вблизи газопровода. Отрицательный полюс источника постоянного тока соединяют с газопроводом, а положительный с анодом. Таким образом, при катодной защите возникает замкнутый контур электрического тока, который течет от положительного полюса источника питания по изолированному кабелю к анодному заземлению. От анодного заземления ток растекается по грунту и попадает на защищаемый газопровод, далее он течет по газопроводу, а от него по изолированному кабелю возвращается к отрицательному полюсу источника питания. Электрический ток выходит из анода в виде положительных ионов металла, поэтому вследствие растворения металла анод постепенно разрушается. Электрический потенциал, закладываемый на газопровод, составляет 1,2-1,5 В. При протекторной защите участок газопровода превращают в катод без постореннего источника тока, а в качестве анода используют металлический стержень, помещаемый в грунт рядом с газопроводом, между газопроводом 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 гальванический паре корродирует протектор (анод), а газопровод защищается от коррозии.