Захист газопроводів від корозії

3.3 Захист газопроводів від корозії

3.3.1 Захист газопроводів

Захист газопроводів від корозії класифікується на пасивний і активний. Пасивним захистом передбачається нанесення на поверхню труби відповідного типу ізоляційного покриття, тим самим запобігається взаємодія з електролітом. Конструкції ізоляційних покриттів трубопроводів приймаються згідно з

ГОСТ 9.6 02 – 89. Вони можуть бути виконані як у заводських умовах, так і в польових умовах (при будуванні трубопроводу). Перехідний електричний опір ізольованого трубопроводу після укладання і засипки має бути не нижче 10⁴ Ом-м².

Активний захист газопроводів від корозії містить три способи захисту залежно від умов, у яких знаходиться труба:

– катодний захист – катодна поляризація поверхні труби таким чином, що створюється одностороння провідність струму від джерела постійного струму через заземлювач (анод) у ґрунт до труби; так як винос електронів із поверхні труби неможливий, то виключається корозія металу.

– протекторний захист – застосовується для захисту ділянок труб невеликої протяжності, кожухів на переходах газопроводів через дороги, кабелів у тих випадках, коли немає джерела живлення і не може бути застосований катодний захист. Принцип роботи протекторного захисту полягає в тому, що при замкненні двох електродів («труба-протектор»), поміщених у ґрунт (електроліт), між ними виникає різниця потенціалів, зумовлена різною електрохімічною активністю матеріалів труби і протектора. Причому струм направляється від електрода з більш від'ємним потенціалом (анода) до електрода з менш від'ємним потенціалом (катода). Аноди виготовляються зі сплаву на основі магнію чи алюмінію, рідше цинку, який має більш від'ємний потенціал, ніж сталь.

– електродренажний захист призначений для відведення блукаючих струмів із газопроводу через рельсову частину ланцюга електротяги на від'ємну шину трансформаторної підстанції.

Надземні газопроводи слід захищати від атмосферної корозії покриттям, що складається з двох шарів грунтовки та двох шарів фарби, лаку або емалі, призначених для зовнішніх робіт при розрахунковій температурі зовнішнього повітря в районі будівництва відповідно ГОСТ 14202.

Останніми директивними документами корпорації Укргаз та ДБН В.2.5–20–2001 заборонено прийняття в експлуатацію об’єктів газифікації без наявності катодного захисту мереж підземних газопроводів.

3.3.2 Розрахунок електрозахисту

Поверхня захищаємих трубопроводів S_r, м², визначаю за формулою

, (3.37)

де d_і – зовнішній діаметр ізольованого газопроводу, мм;

ℓ_і – довжина ізольованого газопроводу, м;

n – кількість діаметрів газопроводів мережі, яку захищаємо.

S_r = 3,14·(133·270+114·20+108·80+76·330+57·4250)·10^-3= 986,5 м²

Визначаю щільність поверхні газопроводу f, м²/га, на одиницю площі території за формулою

, (3.38)

де S_сел – селищна територія мікрорайону, га.

 м²/га

Визначаю середню щільність захисного струму j, мА/м²,за формулою

, (3.39)

де ГВ – середня геодезична відмітка місцевості;

ρ – середній питомий опір ґрунту в зоні прокладання, Ом/м;

20,1; 33,9; 4,96 – коефіцієнти прийняті на основі досліджень.

j = 20,1+(209 – 4,96·16,4 + 33,9 · 60)·10^-3 = 22,3 мА/м²

Сумарну величину захисного струму I, A, визначаю за формулою

I = 1,2·j·S_r, (3.40)

І = 1,2·0,02· 986,5 = 23,7 А

Визначаю кількість катодних станцій n_с, шт., згідно формули

, (3.41)

де І – сумарна величина захисного струму, A.

Визначаю оптимальний радіус захисту R, м, за формулою

, (3.42)

де І – сумарна величина захисного струму, A;

j – середня щільність захисного струму, мА/м²;

f – щільність поверхні газопроводу на одиницю площі території, м²/га.

R=

Анодне заземлення з 4 чавунних труб, діаметром 150 з опором розтікання струму 0,63

F_к.с = πR² *10^-4 (3.43)

F_к.с = 3,14 * 510² *10^-4 = 81,7 га

Переріз кабельної лінії S, мм², визначаю за формулою

, (3.44)

де ρ – питомий опір матеріалу кабелю, Ом/мм²·м;

ℓ – довжина кабелю, м;

U – різниця потенціалів, 1V.

S = мм²

Опір кабельної лінії R_каб, Ом, визначаю за формулою

, (3.45)

R _каб = _Ом

Необхідна вихідна напруга катодної станції U_вих, В, визначається за формулою

U_вих = І_кс·(R_{анод.зах} +R_каб), (3.46)

U_вих = 23,7·(0,63+0,04) = 15,88 В

Для забезпечення нормальної роботи захисту приймаю одну катодну станцію типу КСС-600 з номінальною випрямляючою напругою 24/48 В і номінальним випрямляючим струмом 25/12,5 В;.