Защита газопроводов от коррозии

Одной из основных причин разгерметизации подземных трубопроводов является их коррозия, вследствие образования на них различных по величине каверн, трещин и разрывов, что может привести к выходу газа в грунт и стать причиной аварии.
При защите от коррозии металлических подземных трубопроводов применяются пассивные и активные методы. Пассивный метод заключается в создании непроницаемого барьера между металлическим трубопроводом и окружающим грунтом. При этом на трубу наносится специальное защитное покрытие, например полимерные ленты, битум, каменноугольный пек, эпоксидная смола и др).

Очень трудно на практике добиться полностью герметичного изоляционного покрытия. Это происходит из-за того, что у различных видов покрытия — различная диффузионная проницаемость и соответственно разная степень изоляции трубы от окружающего грунта. При строительстве и эксплуатации трубопроводов в изоляционном покрытии появляются трещины, вмятины, задиры и другие дефекты. Наиболее опасны сквозные повреждения защитного покрытия.
Используя только пассивный метод далеко не всегда достигается полная защита трубопровода от коррозии, поэтому одновременно с пассивной применяется и активная защита. Суть активной защиты заключается в управлении электрохимическим процессом, протекающим на границе между металлом трубы и грунтовым электролитом. Такой тандем носит название комплексной защиты.
Одним из видов активного метода защиты от коррозии является метод катодной поляризации. В его основе лежит эффект снижения скорости растворения металла, при смещении его коррозийного потенциала в область отрицательных значений относительно естественного потенциала. Установлено, что потенциал катодной защиты стали приблизительно составляет — 0,85 В, при этом естественный потенциал той же стали в грунте примерно составляет — 0,55…-0,6 В, значит для эффективной катодной защиты потенциал коррозии должен быть смещен на 0,25…0,30В в сторону отрицательных значений.
Этого можно добиться, если пропускать между поверхностью трубы и прилегающим грунтом электрический ток. При этом необходимо добиться снижения потенциала в местах дефектов изоляции трубы до значений ниже — 0,9 В. Данный метод приводит к значительному снижению скорости коррозии.
На практике катодную защиту трубопроводов осуществляют двумя основными методами:
1) гальваническим методом — путем применения магниевых жертвенных анодов-протекторов;
2) электрический метод — путем применения внешнего источника постоянного тока, отрицательный полюс которого соединяется с трубой, а положительный — с анодным заземлителем.
В основе гальванического метода лежит такой принцип: в электролите различные металлы имеют различные же электродные потенциалы. Если при этом образовать гальваническую пару из двух металлических электродов и опустить их в электролит, то получим эффект, при котором металл имеющий более отрицательный потенциал будет выполнять функцию анода и станет разрушаться, тем самым защищая, металл (катод) имеющий менее отрицательный потенциал. Как жертвенные гальванические аноды на практике используют протекторы изготавливаемые из магниевых, алюминиевых и цинковых сплавов.
Однако применение протекторов в качестве катодной защиты эффективно лишь в грунтах низкоомных (до 50 Ом-м). В грунтах высокоомных такой метод не обеспечивает необходимой защищенности.
Катодная защита с помощью внешних источников тока является более сложной и трудоемкой задачей, но главным ее преимуществом является малая зависимость от величины удельного сопротивления грунта и практически неограниченный энергетический ресурс.
Преобразователи постоянного тока, запитанные от сети переменного тока, позволяют регулировать уровень защитного тока в значительных пределах, что обеспечивает защиту трубопровода при любых условиях. Таким образом эффективной защитой газопроводов от коррозии является целый комплекс мероприятий приведенных выше.

Пакет документов для эксплуатации средств защиты подземного газопровода.