9Июн

Активная защита от коррозии: Активная защита от коррозии с использованием оборудования марки «Менделеевец»

9 Июн 1998 alexxlab Комментировать

Виды активной защиты трубопроводов и критерии их применения

Активная защита осуществляется на практике следующими способами:

постоянная катодная поляризация стального сооружения, эксплуатирующегося в среде с достаточно большой электропроводностью. Такая поляризация, осуществляемая от внешнего источника электрической энергии, носит название катодная защита. При катодной защите на подземное стальное сооружение подается отрицательный потенциал, что приводит к снижению его скорости коррозии до значений, как правило, не превышающих 0,01 мм/год;

катодная поляризация, вызванная электрическим контактом сооружения с металлом, обладающим более электроотрицательным электродным потенциалом, например стального сооружения с отливками из магниевых сплавов. Более электроотрицательный металл (магний) в среде с достаточно высокой электропроводностью подвергается разрушению и его следует периодически возобновлять. Такой металл называется протектором, а метод защиты – протекторная защита (от латинского: protector — защитник).

анодная поляризация, которая в некоторых случаях способствует поддержанию пассивного состояния стали в средах (например, кислотах), являющихся весьма агрессивными. Анодная защита применяется в химической промышленности для защиты от коррозии секций установок из углеродистой и высоколегированной стали.

направленное смещение анодной поляризации металла сооружения в отрицательную сторону за счет отвода блуждающих анодных токов обратно к источнику их возникновения (э. ж/д). Такая поляризация, носит название электродренажная защита. 

Мероприятия по борьбе с блуждающими токами осуществляются по двум основным направлениям: 

предупреждение или уменьшение возможности возникновения блуждающих токов на самом источнике тока;

 и проведение специальных работ на защищаемом подземном сооружении по отводу блуждающих токов.

 Мероприятия первого направления – обязательные, но это только начальная мера. Независимо от этого вида работ обязательно производится защита самих подземных сооружений путем:

использования изолирующих современных покрытий,

устройства электрических экранов,

установки изолирующих фланцев (соединений) на трубопроводах, 

укладки трубопроводов в подземных коллекторах и каналах, 

устройства усиленной катодной поляризации и др.

В соответствие с требованиями ГОСТ Р 51164-98 электрохимическая защита должна обеспечиваться, в течение всего срока эксплуатации и непрерывно по времени, на всем протяжении и по всей поверхности катодной поляризацией:

трубопроводов при помощи установок катодной защиты. Это требование распространяется и на подземные, заглубленные, наземные стальные резервуары (ЖБР, РВС) для нефти и нефтепродуктов;

 подземных стальных (погружных) емкостей, газгольдеров, цистерн, а также наземных стальных резервуаров противопожарного и хоз-питьевого назначения, – при помощи протекторов, а при отсутствии внешнего источника электроснабжения или возможности его подвода к защитной установке (протяженные болота, водоемы, моря и т. п.), – и трубопровода;

трубопроводов при помощи поляризованных электрических дренажей с непрерывным обеспечением требуемых защитных потенциалов в зонах действия блуждающих токов источников постоянного тока, в том числе автоматических поляризованных дренажей с управлением сопротивлением цепи защиты по дренированному току, а также автоматическими катодными станциями с поддержанием защитного потенциала и, по возможности, усиленными электрическими дренажами

Пассивная и активная защита трубопроводов от коррозии — Студопедия

Поделись  

Существует два способа защиты трубопроводов и резервуаров от почвенной коррозии: пассивный и активный.

К пассивной защите трубопроводов относятся изоляционные покрытия с различными материалами. – битумно-резиновые покрытия и покрытия из полимерных лент. Ко всякому противокоррозионному внешнему покрытию труб должны предъявляться следующие требования:

· Водонепроницаемость;

· Прочность сцепления покрытия с металлом;

· Хорошая изоляция от электрического тока;

· Достаточная прочность и способность сопротивляться механическим воздействиям при засыпке траншеи;

· Низкая стоимость.

При длительной эксплуатации трубопроводов, защищенных только изоляционными покрытиями, возникают сквозные коррозионные повреждения уже через 5-8 лет. Поэтому для долговечности, кроме защиты поверхности промысловых трубопроводов покрытиями, применяют активный способ защиты, к которому относятся катодная и протекторная защиты.

Сущность катодной защиты сводится к созданию отрицательного потенциала на поверхности трубопровода, благодаря чему предотвращаются утечки электрического тока из трубы, сопровождающиеся коррозионным разъеданием. С этой целью к трубопроводу подключают отрицательный полюс источника постоянного тока, а положительный полюс присоединяют к электроду-заземлителю, установленному в стороне от трубопровода. Таким образом, трубопровод – анод, а электрод-заземлитель – анод. В результате возникает односторонняя проводимость, исключающая обратное течение тока. Исключение таким образом утечек токов из трубы прекращает ее коррозию. Применяют станции катодной защиты СКЗ, одна СКЗ обслуживает трубопровод протяженностью 10-15 км.

Протекторная защита осуществляется при помощи электродов, закапываемых в грунт рядом с защищаемым сооружением. Протекторная защита имеет те же основы, что и катодная защита. Разница заключается лишь в том, что необходимый для защиты ток создается не станцией катодной защиты, а самим протектором, имеющим более отрицательный потенциал, чем защищаемый объект. Наибольшее распространение при изготовлении протекторов получили магний и цинк.

Для предохранения трубопроводов от внутренней коррозии применяют различные лаки, эпоксидные смолы, цинко-силикатные покрытия и ингибиторы коррозии. Ингибиторы коррозии способны создавать барьер между коррозионной средой и металлом. Необходимо тщательно подбирать ингибиторы для конкретных условий эксплуатации оборудования.

Применяются различные методы предотвращения и устранения отложений парафина и солей на стенках труб:

1. Применение высоконапорной (0,981 — 1,47 МПа/) герметизирова­нной системы сбора нефти и газа снижает разгазирование нефти.

2. Использование паропередвижных установок ППУ. Под действи­ем высокотемпературного пара парафин плавится, затем удаляется из трубопровода.

3. Покрытие внутренней поверхности трубопроводов лаками, эпок­сидными смолами и стеклопластиками.

4. Применение поверхностно-активных веществ ПАВ. Подача ПАВ в продукцию обводненных скважин предотвращает образование нефтяной эмульсии, в результате чего стенки выкидных линий и сборных коллекторов контактируют не с нефтью, способствующей прилипанию твердых частиц парафина, а с пластовой водой, предотвращающей от­ложения парафина. Кроме того, ПАВ, адсорбируясь на твердых части­цах парафина, тормозят рост его кристаллов. Расход ПАВ небольшой и составляет лишь 10-12 г/т, кроме того, ПАВ, введенные в поток нефти на забое или на устье скважины, предотвращают образование и «старение» нефтяных эмульсий.

5. Применение теплоизоляции, способствующей сохранению высокой температуры нефти, которая одновременная, являлась бы и противокорро­зионным покрытием.

6. Применение резиновых шаров (торпед), периодически вводимых в выкидные линии у устьев скважин и извлекаемых на групповых замер­ных установках.



Защитите свои трубопроводы с помощью активной защиты от коррозии

Трубопроводы являются одним из наиболее важных и универсальных типов подземной инфраструктуры. Они используются в широком спектре отраслей промышленности от очистки воды и сточных вод до нефтехимической переработки. К сожалению, большинство этих трубопроводных сетей состоят из стальных труб, подверженных коррозии. Вода, кислоты, кислые газы и кислород — это лишь некоторые из жидкостей, которые создают среду, способствующую или ускоряющую процесс коррозии. Эта проблема может еще больше усугубиться в отраслях, где трубопроводы должны работать в условиях высоких температур и высокого давления.

Реклама

Нефтегазовая промышленность, например, в значительной степени зависит от трубопроводных сетей и инфраструктуры. В одних только Соединенных Штатах проложены тысячи миль трубопроводов, по которым транспортируется сырая нефть и другие жидкости на углеводородной основе.

Стоимость защиты от коррозии и контроля качества

Однако коррозия на сегодняшний день является основной причиной выхода из строя трубопроводов в этой отрасли. Согласно исследованиям, проведенным Национальной ассоциацией инженеров-коррозионистов (NACE), ущерб от коррозии ежегодно обходится нефтегазовой отрасли более чем в 7 миллиардов долларов США. То же исследование также показало, что в отрасли водоснабжения и водоотведения тратится более 36 миллиардов долларов США в год на коррозию. В обоих случаях более половины этих расходов приходится на методы и услуги по защите от коррозии. (Для получения дополнительной информации по этой теме см. Затраты на коррозию и рекомендуемые методы для водного хозяйства.)

Реклама

Что такое активная защита от коррозии?

Методы защиты от коррозии обычно относятся к одной из двух категорий: активные и пассивные. Активная защита от коррозии описывает ряд методов, которые останавливают или нейтрализуют вызывающие коррозию реакции. Другими словами, он играет активную роль в ингибировании коррозии на поверхности металла. Например, в жидкости, транспортируемые по трубам, можно добавлять химические соединения, чтобы снизить их реакционную способность (сделать их более инертными).

Другим методом активной защиты от коррозии является использование катодной защиты от коррозии. Этот метод включает подключение более активного металла (прямо или косвенно) к защищаемому металлу. Затем катодная защита работает, «отводя» коррозию на жертвенный металл, в то время как другая поверхность остается защищенной.

Активную защиту от коррозии, вероятно, лучше всего понять, противопоставив ее пассивной защите от коррозии. Пассивная защита от коррозии не предотвращает активную коррозию на поверхности. Вместо этого этот метод включает изоляцию металла от элементов, вызывающих коррозию. При пассивной защите защитное покрытие, например, может действовать как барьер, предотвращающий контакт воздуха и влаги с нижележащей стальной основой. Без этих двух элементов коррозия не может возникнуть на поверхности металла.

Короче говоря, при активной защите от коррозии металл может оставаться подверженным воздействию элементов, вызывающих коррозию, в то время как различные процессы активно противодействуют его образованию. Пассивная защита от коррозии, напротив, предполагает отделение металла от агрессивной среды, т. е. элементы, вызывающие коррозию, никогда не вступают в контакт с поверхностью.

Реклама

Активная защита от коррозии применительно к трубопроводам

Как упоминалось ранее, активная защита от коррозии может быть достигнута либо путем нейтрализации вызывающих коррозию реакций (с помощью ингибиторов), либо путем направления коррозии на более активный жертвенный металл (путем катодной защиты). ). Оба метода более подробно объясняются ниже.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии представляют собой химические соединения, замедляющие процесс коррозии. Они делают это, подвергаясь различным химическим процессам, которые изменяют свойства жидкости в трубопроводе, что делает их инертными и менее подверженными коррозии. Ингибиторы, используемые в трубопроводах, обычно делятся на две категории:

1. Ингибиторы очистки (поглотители)

Поглотители, также известные как кондиционеры окружающей среды, работают либо путем удаления агрессивных коррозионных веществ из транспортируемой среды, либо путем снижения их агрессивности. В щелочных растворах восстановление кислорода является обычной катодной реакцией. В этом случае поглотители кислорода контролируют коррозию, снижая концентрацию растворенного кислорода в растворе. Гидразин и сульфит натрия являются двумя хорошо известными ингибиторами очистки.

2. Ингибиторы границы раздела

Ингибиторы границы раздела называются так потому, что они контролируют коррозию на границе раздела металл/окружающая среда. Эти типы ингибиторов далее классифицируются как:

  • Анодные ингибиторы – Эти ингибиторы способствуют образованию оксидных пленок, также известных как пассивирующие пленки, для предотвращения анодного растворения металла. Эти ингибиторы наиболее эффективны в почти нейтральных растворах.
  • Катодные ингибиторы – Катодные ингибиторы работают за счет снижения скорости восстановления на катоде, тем самым прерывая реакции в коррозионной ячейке. Эти ингибиторы избирательно осаждаются на катодных участках, создавая барьер, повышающий поверхностное сопротивление.
  • Смешанные ингибиторы. Смешанные ингибиторы представляют собой простые химические соединения, снижающие как анодные, так и катодные реакции. Силикаты и фосфаты являются примерами смешанных ингибиторов, используемых в водоочистке для предотвращения возникновения ржавчины.

В нефтяной и газовой промышленности ингибиторы можно закачивать непосредственно в пласты скважин с помощью макаронной или глушильной колонны, если это позволяет заканчивание. В некоторых случаях их также можно вводить непосредственно в трубопровод с помощью специальных клапанов, через которые через равные промежутки времени непрерывно впрыскиваются химикаты-ингибиторы.

Катодная защита

Катодная защита может быть классифицирована как пассивная или система защиты от импульсного тока. Хотя они оба имеют схожие характеристики, каждый метод имеет свои особенности, которые подходят для разных приложений. (Познакомьтесь со статьей Основы катодной защиты.)

1. Пассивная катодная защита

В этой системе расходуемые металлические аноды прямо или косвенно соединяются с защищаемым металлом. Ток, генерируемый разностью потенциалов между двумя разнородными металлами, достаточен для образования эффективной электрохимической ячейки. Пассивные системы катодной защиты идеально подходят для небольших участков трубопроводов.

2. Катодная защита от импульсного тока (ICCP)

Системы катодной защиты от импульсного тока (ICCP) используются на крупных трубопроводах, где ток, генерируемый пассивными методами, недостаточен. (Смотреть видео: когда использовать катодную защиту подаваемого тока. ) В этих системах все еще используются расходуемые аноды; однако они подключены к внешнему источнику питания, который обеспечивает дополнительный ток для запуска электрохимического процесса. Когда необходимо защитить большие расстояния трубопровода, обычно используется комплект для изоляции фланцев (FIK), чтобы разорвать электрическое соединение между соседними трубами.

Заключение

Активная защита от коррозии необходима для защиты трубопроводов и предотвращения дорогостоящих операций по ремонту и техническому обслуживанию. Хотя активные методы сами по себе достаточно эффективны, их также можно комбинировать с пассивными методами защиты от коррозии (например, покрытиями), чтобы значительно снизить вероятность коррозии в агрессивных средах.

Реклама

Связанные термины
  • Метод защиты от коррозии
  • Катодная защита
  • Анодная защита
  • Импульсная токовая катодная защита
  • Катодная гальваническая защита
  • Катодный ингибитор
  • Анодный ингибитор
  • Ингибитор коррозии
  • Протекторная катодная защита анода
  • Поглотитель кислорода

Поделиться этой статьей

Что такое катодная защита? Каковы плюсы и минусы?

eoncoat

 Катодная защита является основным оружием против коррозии, но имеет некоторые дорогостоящие недостатки при попытке защитить более крупные стальные активы. среда, способная проводить ток (например, вода, бетон или почва), и металлический путь между хостом и местом назначения.

Электрохимическая коррозия металлов представляет собой процесс, при котором ионы на поверхности металла переносятся на другое вещество (деполяризатор или менее активное вещество или металл). Такими деполяризаторами являются кислород, кислоты или катионы более пассивных металлов.

Для чего используется катодная защита?

Катодная защита часто используется для уменьшения коррозионного повреждения активных металлических поверхностей. Он используется во всем мире для защиты трубопроводов, водоочистных сооружений, надводных и подводных резервуаров для хранения, корпусов кораблей и лодок, морских производственных платформ, арматурных стержней в бетонных конструкциях и причалах и т. д.

Катодная система часто используется для защиты стали от коррозии. Коррозия возникает, когда два разнородных металла погружают в электролитическое вещество, такое как вода, почва или бетон. Этот тип металлического проводящего пути между двумя разнородными металлами обеспечивает путь, по которому свободные электроны перемещаются от более активного металла (анода) к менее активному металлу (катоду). Если свободные электроны от анода не достигают активных участков на катоде до прихода кислорода, ионы на активных участках могут затем рекомбинировать с образованием гидроксида двухвалентного железа, то есть ржавчины.

Трубопровод с катодной защитой

Как работает катодная защита?

По сути, катодная защита соединяет основной металл, подверженный риску (сталь), с жертвенным металлом, который подвергается коррозии вместо основного металла. Метод обеспечения катодной защиты стали сохраняет металл, обеспечивая высокоактивный металл, который может действовать как анод и обеспечивать свободные электроны. Вводя эти свободные электроны, активный металл жертвует своими ионами и предотвращает коррозию менее активной стали.

Типы катодной защиты.

Существует два основных типа катодной защиты:

  1. Гальваническая
  2. Импульсная токовая катодная защита.

Гальваническая

Гальваническая защита заключается в нанесении на сталь защитного цинкового покрытия для предотвращения коррозии. Цинк корродирует вместо герметизированной стали. Эти системы имеют ограниченный срок службы. Жертвенный анод, защищающий основной металл, со временем будет продолжать разрушаться. До тех пор, пока жертвенный анод не перестанет обеспечивать защиту.

Катодная защита от импульсного тока

Системы катодной защиты от импульсного тока состоят из анодов, подключенных к источнику питания, который обеспечивает непрерывный источник электрического тока. В методе защиты с расходуемым анодом используется металл, более активный, чем основной металл, для «жертвования» ионами. Эти «жертвенные аноды» (обычные сплавы, такие как магний, алюминий или цинк) обладают более сильным электрохимическим потенциалом. Этот метод часто может обеспечить гораздо более длительную защиту, чем расходуемый анод. Анод питается от неограниченного источника питания.

Недостатки катодной защиты.

Катодная защита уже много лет используется для защиты конструкций, подвергающихся длительному воздействию агрессивных сред. Но сама установка катодной защиты может быть дорогостоящей. Конкретные детали того, как строятся структуры, также могут добавить сложности. Итак, стоимость катодной защиты. В дополнение к этой стоимости, система также требует регулярного обслуживания, включая периодический визуальный осмотр. В случае катодной защиты подаваемого тока также существуют текущие затраты на электроэнергию. Жертвенные аноды, в частности, имеющиеся в ограниченном количестве в настоящее время, подвержены быстрой коррозии. Это означает, что они имеют ограниченный срок службы.

Эта защита плохо работает на больших металлических поверхностях, не имеющих барьерного покрытия. Ключевым примером является дно больших сварных резервуаров. Причина в том, что даже для хорошо спроектированной катодной системы почти невозможно поддерживать надлежащее напряжение на длинном металлическом пролете, который не изолирован. Это происходит из-за естественного падения напряжения при протекании тока, а ток обязательно будет протекать, когда поверхность соприкасается с землей и не изолирована. Хотя катодная защита может прекрасно работать на трубопроводах с эпоксидным барьерным покрытием, она имеет серьезные ограничения для непокрытых поверхностей. Эксперты считают катодную защиту вторичной по отношению к барьерному покрытию.

Тестовые панели с покрытием EonCoat Weldable Coating в процессе сварки. Без повреждения покрытия.

Лучшее решение.

Лучшим решением, чем катодная защита, является EonCoat. После того, как вы покроете актив, уход за ним практически не потребуется, и теперь вы можете использовать наше свариваемое покрытие EonCoat. Днища резервуаров теперь имеют еще один вариант защиты от коррозии.