Способ катодной защиты трубопровода от коррозии

 

Сущность изобретения: способ включает приложение постоянного электрического напряжения между трубопроводом и анодом, размещенным в трубопроводе, через землю посредством катодных заземлителей, соединенных с внутренним анодом, и преломление параллельно к постоянному напряжению знакопеременного напряжения с амплитудой, превышающей величину постоянного напряжения, причем токи в цепях катодных заземлителей выпрямляют. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 F 13/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868336/26 (22) 21,09.90 (46) 30. 12. 92. Бюл. N 48 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Ф.И. Даутов (56) Стрижевский И,В, и др. Защита металлических сооружений от подземной коррозии, М.: Недра, 1981, с. 158, 181.

Авторское свидетельство СССР

M 1018451, кл, С 23 F 13/02, 1981.

Патент США М 3977956, кл. С 23 F

13/00, 1977.. Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, а более конкретно — к способам катодной защиты одновременно наружной и внутренней поверхностей подземных, наземных и подводных трубоп-. роводов от кОрРозии, и найдет применение в нефтегазовой промышленности и ц коммунальном хозяйстве..

Известен способ катодной защиты на.ружной поверхности трубопроводов от грунтовой коррозии, включающий приложение постоянного напряжения между трубопроводом и анодным заземлителем в грунте.

Недостатком этого способа является невозможность одновременной защиты внутренней поверхности трубопроводов от коррозии.

Известен способ катодной защиты внутренней поверхности трубопроводов, включающий приложение постоянного напряжения между трубопроводом и анода,, Ы„„1?84662 A l (54) СПОСОБ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА 0Т КОРРОЗИИ (57) Сущность изобретения: способ включает прило>кение постоянного электрического напряжения между трубопроводом и анодом, размещенным в трубопроводе. через землю посредством катодных заземлителей, соединенных с внутренним анодом, и преломление параллельно к постоянному напряжению знакопеременного напряжения с амплитудой, превышающей величину постоянного напряжения, причем токи в Цепях катодных заземлителей выпрямляют.

3 ил.

Ф ми, соединенными с тбкопроводом, проло-женным в трубойроводе по всей его длине;

Недостатками этого способа явл> ются необходимость в низком продольном сопротивлении токопровода, требующая . большого расхода цветного металла для его изготовления, и невозможность одновременной защиты наружной поверхности трубопровода. ф.

Наиболее близким к предлагаемому яв- СЬ ляется способ катод ой защиты наружной и (Ь внутренней поверхностей трубопровода от коррозии, включающий подачу защитного тока от источника постоянного тока к трубопроводу посредством анодного заземлителя для защиты наружной поверхности ей трубопровода и отвод части тока, стекающего с анодного заземлителя на анод. размещенный внутри трубопровода, посредством катодных заземлителей, ðàñïî.-оженных вне трубопровода и соединенных с внутренними анодами, для защиты внутренней поверхности трубопровода.

Этот способ позволяет одной катодной установкой защищать одновременно наружную и внутреннюю поверхности трубопровода. Однако из-за высокого сопротивления (омического и поляризаци- 5 он ного цепей катодн ых заземл имел ей и внутренних анодов требуется приложение высокого напря>кения на трубопровод, что приводит к перезащите наружной поверхности трубойровода, А это вызывает разру- 10 шение изоляции трубопровода выделя ющимися на оголенных участках водородом и щелочью и снижение механиче-.. ской прочности металла за счет наводороживания этим >ке водородом, т.е, в 15 конечном счете к снижению эффективности защиты, Цель изобретения — повышение эффективности защиты трубопровода от коррозии; .. 20

Эта цель достигается тем, что в способе катодной защиты трубопровода от коррозии, включающем приложение постоянного электрического напpA>KBHI между трубопроводом и анодом, размещенным в трубоп- 25 роводе, через землю посредством катодных заземлителей, соединенных с внутренним

" анодом, новым является то, что параллельно к постоянному напряжению прикладывают знакопеременное напряжение с 30 амплитудой, превышающей величину постоянного напряжения, причем токи в цепях катодных заземлителей выпрямля1от, При изучении других известных решений в данной области техники признаки, 35 — Ьтличающие заявленное изобретение от прототипа, не выявлены, Некоторую анало- . гию имеет способ катодной защиты подземных трубопроводов, включающий подачу на трубопровод посредством анодного зазем- 40 лителя постоянного напряжения, получае- ° мого двухполупериодным выпрямителем по мостовой схеме. При этом на выходе выпрямителя получается, строго говоря, йе йостоянное по величине, а пульсирующее 45 напряжение, которое можно рассматривать как Сумму постоянного и знакопеременного несинусоидального напряжений. Однако из-за тбго, что амплитуда переменной составляющей равна величине постоянной со- 50 ставляющей, в сумме получается

"знакопостоянное пульсирующее напря>кение. Такое напряжение при катодной защите действует точно так же, как и постоянное найряжение, если его среднее значение 55 равно величине постоянного напряжения. В. предложенном способе к постоянному или знакопостоянному напряжению прйкладывают знакопеременное напряжение; амплитуда которого превышает вели чину постоянного или среднее значение знакопостояннога напряжения, При этом в сумме получается знакопеременнае напря>кение с постоянной составляющей. В предложенном способе именно наличие напря>кений противоположного знака придает способу новое свойство — препятствует избыточной поляризации наружной поверхности трубопровода, не снижая поляризацию внутренней поверхности за счет выпрямления тока, отводящегося для защиты внутренней поверхности трубопровода.

На фиг, 1 изображена схема катодной защиты наружной и внутренней поверхно.стей подземного трубопровода, перекачивающего агрессивную воду; на фиг. 2— временные диаграммы напря>кений на выходе источника тока; на фиг. 3 — временные диаграммы напряжения, прило>кенного к внутреннему аноду.

Способ осуществляется следующим образом.

Для катодной защиты от грунтовой коррозии трубопровода 1 (см. фиг. 1) диаметром

d=0,3 м, длиной 2 км, с сопротивлением наружной изоляции 1000 Ом м между анодг ным заэемлителем 4 с сопротивлением 0,5

Ом, удаленным от трубопровода 1 на 200 м и представляющим собой графитовый электрод диаметром 100 мм, длиной 50 м, уложенный в грунт с удельным сопротивлением

15 Ом м на глубине 2 м от поверхности земли, и трубопроводом 1 посредством источника 3 прикладывают постоянное напряжение U=1 В, обеспечивающее наложенную разность потенциалов "трубаэемля" около Ьр=0,5 В. и среднюю плотность тока защиты jl=-0,5 мА/м . г

При отсутствии изоляции внутренней поверхности трубопровода 1, транспортирующего нефтепромысловую сточную воду

2, длл полнбй 3 ащ ит ы внутренней поверхности требуется плотность тока р=42 .мА/M . г

Для обеспечения такой плотности тока внутри трубопровода по всей его длине устанавливают титановый проволочный анод б диаметром 5 мм с анодностойким покрытием толщиной 10 мкм из двуокиси рутения, который через каждый L=200 м соединяют с катодными заэемлителями 5, размещенными вертикально в грунте на расстоянии 20 м от трубопровода и представляющими собой стальные трубчатые электроды диаметром

100 мм и длиной 10 м, через диоды 7. Суммарное сопротивление каждой секции внутреннего анода с диодом и катодным заземлителем составляет при указанных ïàраметрах R=1,5 Ом. Защитный ток трубопровода в пределах каждой секции длиной

1784662

L=200 м составляет Ь= лбЦ = т 0,3 200

0,042=8 А. Величина тока, втекающего в каждый катодный заземлитель, определяется разностью потенциалов грунта, где расположен катодный заземлитель, и трубы, 5 которая, как приведено выше, составляет

0,5 В, и сопротивлением цепи катодного заземлителя, составляющим 1,5 Ом. Следовательно, источник постоянного тока 3 с выходным напряжением U=1 8, 10 обеспечивающий разность потенциалов

"грунт-труба" Ьр=0,5 В, создает ток.для защиты внутренней поверхности трубы в цепи каждого катодного заземлителя всего

l= hp/R=.0,5/1,5=0,33 А вместо требуемых 8 15

А, Поэтому для полной защиты внутренней поверхности необходимо дополнительно к постоянному напряжению приложить знакопеременное синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц с амплитудой Urn=72 В со 20 средним значением напряжения при однополупериодном выпрямлении Ucp=Um/êÃ

=72/ 23 В;Такое напряжение создает разность потенциалов "грунт-труба", равную

Ь/ = U Ьр =-, 0,5=11,5 В, которая обесИ, 23 25 печит ток в цепи каждого диода

I = hp/R=11,5/1,5=7,7 А, Суммарный ток будет равен Ic I+I =0,33+77=8,03 А, что близко к требуемому, равному 1>--8 А. Сле- 30 довательно, амплитуда переменного напряжения найдена правильно.

Количественно. превышение амплитуды переменного напряжения над напряжением постоянного тока зависит от многих фак- 35 торов и определяется расчетом. Но основными исходными параметрами грубопровода, от которых зависит это превы-. шение, являются плотность защитного тока внутренней поверхности трубопровода, со- 40 противление цепи каждого катодного заземлителя с соответствующей частью внутреннего анода, расстояние между катодными заземлителями, Покажем это на другом примере с иными основными исходными параметрами трубопровода (обозначения прежние): jz=10 мА/м, L=100 м, R=1

Ом, остальные параметры те же, Тогда защитный ток для одной секции, включающей одно катодное заземление и соответствующую часть внутреннего анода, будет равен з= х 00,3 100 0,01=.0,94 А, из нйх 0,33 А обеспечивается постоянным напряжением, следовательно,. наложением переменного напряжения требуется получить еще

1 =Is-l=0,94 — 0,33=0,67 А, что потребует создания дополнительной разности потенциалов "грунт-труба" hp=l R=0,61

1,5=0,915 В, Для этого необходимо наложить переменное напряжение со средним Ы 0,915 значением Оср=U =1 =1,83 В, а ! амплитуда такого напряжения при однополупериодном выпрямлении составит Um- cp=,,й 1,83=5,75 В.

Как видно, в последнем примере амплитуда знакопеременного напряжения превышает постоянное напряжение всего

Um/0=5,75/1=5,75 раза, Формула изобретения

Способ катодной защиты трубопровода от коррозии, включающий приложение постоянного электрического напряжения между трубопроводом и анодом, размещенным в трубопроводе, через землю, посредством катодных заземлителей, соединенных с внутренним анодом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты; параллельно к постоянному напряжению прикладывают знакопеременное напряжение с амплитудой, превышающей величину постоянного напряжения, причем токи в цепях катодных заземлителей выпрямляют, 1784662

Составитель Ф, Даутов УМ. 8.

Техред М.Моргентал Корректор И. Шула

Редактор

Заказ 4349 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

Способ катодной защиты трубопровода от коррозии Способ катодной защиты трубопровода от коррозии Способ катодной защиты трубопровода от коррозии Способ катодной защиты трубопровода от коррозии 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для защиты от коррозии подземных и подводных металлических конструкций и может быть использовано для защиты от коррозии газопроводов, водопроводов, кабелей связи, нефтепроводов, наружной обшивки кораблей, балластных танков, морских, речных буев, пирсов, опор мостов, шпунтовых стенок и т.п

Изобретение относится к электрохимической защите от коррозии магистральных трубопроводов, к системам передачи электрических сигналов и предназначено для работы в составе систем катодной защиты магистральных трубопроводов

Изобретение относится к аккумуляторному водонагревателю и способу защиты резервуара водонагревателя от электрохимической коррозии

Изобретение относится к области защиты металлоконструкцией от атмосферной коррозии и может применяться для защиты автомобилей от коррозии

Изобретение относится к электромеханической зашите от коррозии, предназначено для работы в составе системы катодной защиты многониточных магистральных подземных трубопроводов и направлено на повышение эффективности и надежности электрохимической защиты магистральных подземных трубопроводов

Изобретение относится к электрохимической защите сооружений от коррозии. Комплекс содержит блок измерений, контактное устройство, ретранслятор, автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора и монтажную площадку, на которой закреплены модуль питания, гидроакустическая антенна и приборный модуль, содержащий блок запроса и обработки данных, блок хранения данных, модем гидроакустической связи и датчик наличия влаги. Контактное устройство, блок измерений, блок хранения данных, модем гидроакустической связи, датчик наличия влаги и первый выход модуля питания подключены к блоку запроса и обработки данных, первый выход которого соединен с входом блока хранения данных, а второй выход по гидроакустическому каналу связи соединен с ретранслятором, который по каналам GSM-связи соединен с АРМ оператора. Второй выход модуля питания подключен к модему гидроакустической связи, выход которого соединен с гидроакустической антенной. Техническим результатом является повышение эффективности коррозионного мониторинга, надежности подводных трубопроводов и расширение арсенала технических средств для проведения коррозионного мониторинга подводных трубопроводов. 1 ил.

Способ катодной защиты трубопровода от коррозии, защита трубопроводов от наружной коррозии, схема катодной защиты

Наверх