Способ катодной защиты от коррозии внутренней арматуры трубопровода

 

Использование: электрохимическая защита от коррозии трубопроводов, транспортирующих агрессивные жидкости. Сущность изобретения: вокруг анода формируют канал в виде диэлектрического патрубка 6, установленного продольно в трубопроводе 1 в непосредственной близости от защищаемой арматуры, причем анод 7 размещают в прилегающем к арматуре конце патрубка 6 так, что отношение расстояния от центра анода 7 до ближайшего конца патрубка к его длине не превышает 0,2 - 0,3. Способ может найти применение для защиты от коррозии запорной арматуры, сварных стыков, измерительных приборов и других локальных элементов трубопровода. 1 ил.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, а более конкретно к способам катодной защиты от коррозии внутренней арматуры трубопровода гальваническим анодом протектором, и найдет применение во многих отраслях промышленности. Известен способ защиты внутренней поверхности трубопровода от коррозии посредством протяженного протектора, размещенного в трубопроводе по всей его защищаемой длине, снабженного узлами контактирования с трубопроводом. Недостатком этого способа является большой расход протектора в случаях, когда требуется защита лишь внутренней арматуры трубопровода или отдельных его локальных участков (например, стыков), а линейная часть трубопровода не нуждается в защите или защищается другими способами. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ катодной защиты, включающий размещение в трубопроводе анода и формирование вокруг него канала с диэлектрической стенкой, сообщающегося обоими концами с коррозионной электропроводной средой в трубопроводе. Недостатком способа является низкая эффективность защиты внутренней арматуры трубопровода сложной формы из-за невозможности размещения анода с каналом непосредственно в полости арматуры по техническим причинам и низкий срок службы анода, обусловленный тем, что большая часть защитного тока анода непроизводительно расходуется на поляризацию поверхности трубы. Цель изобретения повышение эффективности защиты внутренней арматуры трубопровода и срока службы протектора. Цель достигается тем, что в способе катодной защиты от коррозии внутренней арматуры трубопровода, включающем размещение в трубопроводе анода и формирование вокруг анода канала с диэлектрической внутренней стенкой, сообщающегося обоими концами с коррозионной электропроводной средой в трубопроводе, новым является то, что в канал формируют продольно трубопроводу в непосредственной близости от защищаемой арматуры, а анод размещают в прилегающем к защищаемой арматуре конце канала. При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены. Некоторую аналогию имеет способ протекторной защиты днища резервуара посредством дискового протектора, размещаемого на днище на изолирующем экране с бортиком, высота которого меньше высоты протектира. Экран служит для исключения непосредственного контакта протектора с днищем и снижения плотности защитного тока на поверхности днища в непосредственной близости от протектора, что исключает перезащиту в этой зоне и увеличивает срок службы протектора и зону его защиты (см. Рекомендации по протекторной защите днищ стальных резервуаров от коррозии, вызываемой дренажной водой, и технология монтажа протекторов в действующих резервуарах). В этом и заключается определенная функциональная аналогия экрана с диэлектрическим каналом в предложенном решении. В отличие от известного экрана диэлектрический канал служит еще для фокусировки защитного тока в одном направлении в направлении защищаемой арматуры, причем без существенного сужения проходного сечения трубопровода, не говоря уже о различиях формы. На чертеже изображена схема защиты запорной арматуры водовода. Способ осуществляется в следующей последовательности. В водоводе 1 в непосредственной близости от задвижки, состоящей из корпуса 2, клина (плашек) 3, шпинделя 4 и посадочного седла 5, продольно размещают канал с диэлектрической стенкой полиэтиленовый патрубок 6, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра водовода 1, в прилегающем к задвижке конце патрубка 6 располагают полый анод-протектор 7 из алюминиевого сплава (например, АП-1, АП-3, АЦ5Мг5К и т.п.), который электрически соединяют с водоводом 1 посредством токоввода 8, изолированного провода 9, пропущенного через сальник 10, и контактного болта 11, размещенного в патрубке 12 с заглушкой, приваренном к корпусу 2 задвижки. Ближайшим к задвижке концом полиэтиленовый патрубок 6 упирается в металлическую прокладку 13, размещенную между фланцами, причем соединительный провод 9 пропускают через отверстие в прокладке 13. Опасной коррозии подвержены плашки 3 и седла 5 задвижки, даже небольшая коррозия которых приводит к нарушению ровности соприкасающихся поверхностей плашек 3 и седел 5 и выходу задвижки из строя. Из-за разности электродных потенциалов алюминиевого протектора (порядка -0,9. -1 В по насыщенному хлорсеребряному электроду сравнения) и стали (порядка -0,5.-0,7 В) в цепи "протектор-перекачиваемая вода-детали задвижки-провод-протектор" протекает постоянный электрический ток, который, смещая потенциал стальных деталей задвижки в сторону более отрицательных значений (т.е. снижая его), обеспечивает защиту от коррозии задвижки. Ввиду того, что патрубок 6 имеет открытые концы (что продиктовано необходимостью не сужать проходное сечение водовода), защитный ток разветвляется в обе стороны от протектора, причем правая ветвь тока расходуется на защиту деталей задвижки, а левая ветвь на поляризацию внутренней поверхности прилегающего участка водорода и составляет непроизводительный расход тока протектора и, в соответствии с законом Фарадея, самого протектора. С целью снижения левой составляющей тока протектора, увеличивают общую длину патрубка 6 и смещают протектор 7 к прилегающему к защищаемой задвижке концу патрубка 6. Причем чем меньше отношение pасстояния между прилегающим к задвижке концом патрубка 6 и центром протектора 7 (величина l) к длине патрубка 6 (величина L), т.е. l/L, тем меньше левая составляющая тока протектора. Расчеты и эксперименты показали, что величина l/L должна быть не более 0,2-0,3, т.е. l/L ≅ 0,2-0,3. Как видно из чертежа, минимальное значение l ограничено длиной протектора 7, от которой зависит масса и, следовательно, срок службы протектора. Вследствие того, что протектор сильно смещен к задвижке, правая ветвь тока протектора значительно больше левой ветви. Это приводит к тому, что будет в основном изнашиваться правый, прилегающий к задвижке, конец протектора. Следовательно, со временем величина l и, соответственно, отношение l/L будут увеличиваться, что снижает защитный ток задвижки. Для предотвращения этого явления периодически необходимо подтягивать протектор к задвижке с помощью проводника 9 до упора в прокладку 13. В этом случае расстояние l наоборот, будет уменьшаться, повышая эффективность защиты задвижки и снижая непроизводительный расход протектора. Формирование канала вокруг протекторного анода 7 путем его размещения в диэлектрическом патрубке 6 целесообразно в действующих водоводах. При сооружении трубопровода этот канал может быть сформирован просто путем нанесения изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность самого трубопровода на прилегающем к задвижке участке длиной L. Технико-экономический эффект предложенного способа при его применении в промышленности по сравнению с прототипом обеспечивается за счет повышения эффективности защиты арматуры трубопровода от коррозии и срока службы протектора из-за резкого снижения непроизводительного его расхода.

Формула изобретения

СПОСОБ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ВНУТРЕННЕЙ АРМАТУРЫ ТРУБОПРОВОДА, включающий размещение в трубопроводе анода и формирование вокруг анода канала с диэлектрической внутренней стенкой, сообщающегося обоими концами с коррозионной электропроводной средой в трубопроводе, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты арматуры сложного профиля, канал формируют в непосредственной близости от защищаемой арматуры, а анод размещают в прилегающем к арматуре конце канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1