Протектор для защиты от коррозии внешней поверхности труб

 

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты от коррозии морских нефтегазопромысловых сооружений в подводной зоне, преимущественно подводных трубопроводов. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности в работе и снижение трудоемкости при монтаже. Протектор для защиты трубчатых поверхностей от коррозии выполнен в виде браслета и состоит из равновеликих частей в виде двух армированных 1 полуколец 2, жестко соединенных между собой концами арматуры. На одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав 6 с более отрицательным электродным потенциалом , а внутренняя поверхность браслета снабжена выступами 5. Арматура 1 в каждой из частей установлена со смещением ее по оси симметрии, относительно оси симметрии поперечного сечения части на 1/2S, где S сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) () )) (51)5 С 23 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Лиг. 2

8 (21) 4860242/26 (22) 23.04.90 (46) 30.04.92. Бюл. N 16 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газа, Богословский алюминиевый завод и Березниковский титано-магниевый комбинат (72) А.А. Костылев, М.M.-M.Àáäóëëàåâ, А.В.Сысоев, Б.M.Àõìåäoâ, А.А,Голубев, А.Ф.Лузан, А.З.Кашкаров, Е.А.Липухин, В, В. Красноярский, О.И. 6рандман, В, В.Дятлов, А.Д.Столбова и В.С,Саков (53) 620.197,5(088.8) (56) Тематический сборник научных трудов, вып. XIII, Защита от коррозии морских нефтепромысловых сооружений. АзНИПИнефть, Баку, 1977, с. 84 — 85, рис. 1.

Притупа B.À. и др. Коррозия и защита подводных промысловых сооружений. Обзоры зарубежной литературы, ВНИИОЭИГ, М„1968, с, 110 — 111, рис. 46. (54) ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ OT КОРРОЗИИ ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ (57) Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты от коррозии морских нефтегазопромысловых сооружений в подводной зоне, преимущественно подводных трубопроводов. Цель изобретения — повышение надежности и эффективности в работе .и снижение трудоемкости при монтаже. Протектор для защиты трубчатых поверхностей от коррозии выполнен в виде браслета и состоит из равновеликих частей в виде двух армированных 1 полуколец 2, жестко соединенных между собой концами арматуры. На одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав

6 с более отрицательным электродным потенциалом, а внутренняя поверхность браслета снабжена выступами 5. Арматура 1 в каждой из частей установлена со смещением ее по оси симметрии, относительно оси симметрии поперечного сечения части на 1/2S, где S—

1730201 толщина арматуры. Повышение надежности и эффективности в работе достигается введением в данное устройство протекторного

Изобретение относится к электрохимической защите от коррозии морских нефтегазопромысловых сооружений в подводной зоне, преимущественно подводных трубопроводов. 5

Известен протектор, выполненный в корытообразной литой форме со стальным сердечником, проходящим по его оси.

Недостатком устройства является то, что при строительстве монтаж его на изоли- 10 рованный трубопровод затруднен.

При замене отработанных протекторов на новые монтаж их на трубопроводы под водой, например морской, требует сварочных работ, что связано с большими денежны- 15 ми затратами, а также ухудшением условий труда и техники безопасности, Наиболее близким к предлагаемому является браслет для протекторной защиты трубопроводов, состоящий из двух равнове- 20 ликих частей, выполненных в виде армированных полуколец и посредством сварки жестко соединенных между собой концами арматуры.

Поскольку в начальный период работы 25 протекторной (электрохимической) защиты требуется боЛьшая плотность тока для подавления больших величин скоростей коррозии на защищаемом сооружении, то известный браслетный протектор не обес- 30 печивает надежного стабильного режима работы системы защиты на весь срок службы, т,е. известный браслетный протектор не обеспечивает ступенчатый подвод постоянного тока от протектора к защищаемому со- 35 оружению, а именно в начальный период ток большей величины, а в дальнейшем— значительно меньшей величины; кроме того он непосредственно устанавливается на трубопровод. 40

Это приводит к снижению эффективности работы протекторов за счет экранирования его рабочей поверхности, прилегающей к поверхности трубопровода, куда морская вода не полностью достигает, В этом случае 45 растворение протектора по всей поверхности происходит неравномерно. В первую очередь растворяется та часть протектора, которая направлена в сторону морской воды. Неравномерное растворение может 50 привести к потере связи сердечника с протекторным сплавом и к сокращению срока сплава с более отрицательным электродным потенциалом и выступов на внутренней поверхности браслета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. службы протектора, Снижается эффективность работы системы протекторной защиты, так как монтаж его относительно трудоемок и требует дополнительных материальных, денежных и временных затрат.

Цель изобретения — обеспечение надежного режима работы на весь срок службы, повышение эффективности работы и снижение трудоемкости при монтаже.

Поставленная цель достигается тем, что протектор выполнен в виде браслета, состоящего из равновеликих частей в виде двух армированных полуколец, жестко соединенных между собой концами арматуры, на одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав с более отрицательным электродным потенциалом, а внутренняя поверхность браслета снабжена выступами.

Целью изобретения является также улучшение технологичности при монтаже, Достижение ее осуществляется тем, что арматура протектора в каждой из частей установлена со смещением ее по оси-симметрии, относительно оси симметрии поперечного сечения части на 1/2.

На фиг, 1 приведен предложенный протектор на отрезке трубопровода, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Протектор установлен на стыковочном сварном узле трубопровода.

Предложенный протектор состоит из равновеликих частей в виде двух армированных 1 полуколец 2 из протекторного сплава, Полукольца 2 расположены на участке стыковочного сварного узла 3 трубопровода 4.

В качестве арматуры 1 используют сталь, а для сплава протектора (жертвенного анода) — цинк, марганец, магний, алюминий.

На разрезе видны выступы 5 на внутренней поверхности браслетного протектора. На одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав б с более отрицательным электродным потенциалом, чем сплав 2.

Улучшение технологичности при монтаже достигается путем смещения арматуры 1 по оси симметрии поперечного сечения части 7 на 1/2.

Электрическую связь между трубопроводом и протектором осуществляют при по1730201

35

55 мощи стального стержня, например посредством сварки.

Предложенный протектор работает следующим образом.

При строительстве (или эксплуатации) подводного трубопровода в его стыковочном сварном узле 3 устанавливают протектор из сплава 2 и 6, выполненный в виде браслета и состоящий из равновеликих частей в виде двух армированных полуколец, и жестко соединяют между собой концами арматуры 1, например, посредством сварки, Точки соединения арматур протектора электрически связывают с трубопроводом, например, посредством стального стержня 8.

При погружении такого трубопровода, в частности, в морскую воду на нем начинает работать макрогальваническая пара протекторр-трубо и ро вод.

Протектор в этой паре является анодом и растворяется, поляризуя катодно трубопровод. Потенциал коррозии трубопровода смещается в отрицательную сторону.

При смещении потенциала трубопровода в отрицательную сторону на минус (150200) мВ на нем прекращается процесс коррозии.

B связи с тем, что в начальный период погружения трубопровода в коррозионноагрессивную среду ток коррозии микро- и макрокоррозионных пар на нем максимален, то и требуется больше токоотдачи от протектора. Далее по мере работы пары протектор-трубопровод на трубопроводе из морской воды отлагаются катодные осадки в виде СаСОзМо(ОН)г, которые резко повышают поляризуемость трубопровода при малых значениях плотности поляризующего тока. Соответственно требуется меньше токоотдачи от протектора для защиты единицы поверхности.

Поэтому в начальный период начинает работать макрогальваническая пара — протекторный сплав 6 с более электроотрицательным потенциалом, например магниевый, трубопровод 4, давая большую токоотдачу.

После растворения протекторного сплава 6 приступает к работе протекторный сплав 2 с менее электроотрицательным потенциалом, например алюминиевый, в паре с защищаемым от коррозии трубопроводом.

Поскольку внутренняя поверхность предложенного браслетного протектора снабжена выступами 5, то коррозионно-агрессивная среда проникает как к наружной (от трубопровода), так и внутренней (к трубопроводу) поверхности протектора, приводя к его равномерному растворению по всей поверхности.

Выступы 5 выполнены из протекторного сплава 2 и по мере растворения сплава 2 они тоже растворяются, работая как протектор, Поскольку арматура полукольца браслетного протектора жестко прикреплена между собой трубопроводом, то растворение выступов 5 не приводит к посадке внутренней поверхности протектора на трубопровод, тем самым не ухудшается режим работы системы протекторной защиты.

В настоящее время нет технических решений протекторной защиты, в частности, морских подводных трубопроводов как в конструктивном исполнении, так и по долголетнему (30 и более лет) сроку службы, внедренных в производство.

Ранее разработанные протекторы для трубчатых поверхностей по конструктивному выполнению предназначены только для морских нефтегазовых стационарных платформ, или водных плавсредств.

Протекторы для подземных трубопроводов имеют ограниченный срок службы (до

10 — 15 лет), Разработка и эксплуатация нефтегазовых скважин на море, транспортировка нефти и газа по морским подводным магистральным трубопроводам требует средства протекторной защиты со сроком не менее

40 — 45 лет.

Замена отработанных протекторов на новые на подводном трубопроводе особенно для глубоководных акваторий моря практически невозможна, экономически нецелесообразна из-за большой капиталоемкости этих работ.

Катодная защита посредством внешнего электрического тока морских подводных трубопроводов протяженностью более 10 км особенно на глубоководных акваториях моря экономически нецелесообразна, Формула изобретения

1, Протектор для защиты от коррозии внешней поверхности труб, выполненный в виде браслета из равновеликих армированных полуколец из протекторного сплава, жестко соединенных между собой концами арматуры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности при работе в морской воде, на одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав с более отрицательным электродным потенциалом, а на внутреннеЧ поверхности браслета выполнены выступы.

2, Протектор по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения технологич. ности при монтаже, арматура протектора

1730201

45

Корректор Q.Кундрик

Редактор А.Долинич Техред М,Моргентал

Заказ 1491 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 каждой из частей установлена со смещени- го сечения части на половину толщины врем относительно оси симметрии поперечно- матуры.