Способ комплексной защиты от коррозии заглубленного изолированного сооружения

 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и предназначено для защиты от коррозии заглубленного изолированного сооружения. Технический результат - повышение эффективности действия комплексной защиты от коррозии под покрытием и повышение долговечности и эксплуатации протяженного стального сооружения. Способ включает в себя использование защитного диэлектрического покрытия и катодной поляризации, причем для осуществления катодной защиты сооружения под покрытием диэлектрическое покрытие подвергают электроискровой и/или электромеханической обработке. Кроме того, перфорация пленочного полимерного покрытия достигается отдельными высоковольтными импульсами напряжением 5 - 150 кВ, а также электромеханической обработкой при помощи искрового дефектоскопа. Кроме того, катодную поляризацию выполняют пульсирующим выпрямленным напряжением или несимметричным током плотностью 0,5 - 1,0 мА/дм². Кроме того, усиливается поле катодной защиты вблизи поверхности защищаемого сооружения 0,1 - 0,55 м. Кроме того, грунт обратной засыпки обрабатывается составами, повышающими рН до 10 - 12 единиц и понижающими удельное электрическое сопротивление почвенного электролита до 5 - 10 Ом·м. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано при защите от коррозии стальных протяженных сооружений, например газовых, нефтяных, водяных и других подземных (подводных) трубопроводов.

Известен способ защиты подземных сооружений с помощью диэлектрических изоляционных покрытий (1), которые наносят на защищаемую поверхность и изготавливают, например, из материалов на основе битума, эпоксидной смолы, полиэтилена.

Основным недостатком указанного способа является наличие сквозных дефектов в покрытии, которые образуются при транспортировке, в процессе его нанесения и укладки, при эксплуатации сооружения, при этом оголенные участки стальной поверхности остаются незащищенными от почвенного электролита.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ комплексной защиты от коррозии протяженного стального сооружения, включающий использование защитного диэлектрического покрытия и катодной поляризации стального сооружения в сквозных дефектах изоляции (2).

Недостатком данного способа является снижение надежности эксплуатации сооружения по мере отслаивания защитного покрытия, приводящего к проникновению почвенного электролита под покрытие (2). При этом на сооружении образуются участки, где вследствие диэлектрического барьера покрытия прекращается действие катодной защиты и создаются условия для развития подпленочной коррозии.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности действия комплексной защиты от коррозии под покрытием и повышение долговечности эксплуатации протяженного стального сооружения.

"Поставленную задачу решают благодаря тому, что в способе комплексной защиты от коррозии заглубленного изолированного сооружения, включающем использование защитного диэлектрического покрытия и катодной поляризации, для осуществления катодной защиты сооружения защитное диэлектрическое покрытие подвергают перфорации, например, путем электроискровой обработки. При этом перфорацию защитного диэлектрического покрытия осуществляют отдельными высоковольтными импульсами напряжением 5-10 кВ. Кроме того, перфорацию защитного диэлектрического покрытия осуществляют термо-электромеханической обработкой и/или электромеханической обработкой и высоковольтными импульсами при помощи искрового дефектоскопа. Причем катодную поляризацию осуществляют пульсирующим выпрямленным напряжением или несимметричным током плотностью 0,5-1,0 мА/дм². Кроме того, усиливают поле катодной защиты вблизи поверхности защищаемого сооружения на расстоянии 0,1-0,5 м. При этом грунт обратной засыпки после вскрытия сооружения обрабатывают составами, повышающими pH до 10-12 единиц и понижающими удельное электрическое сопротивление почвенного электролита до 5-10 Ом·м. Причем в качестве защитного диэлектрического покрытия используют покрытие, модифицированное электропроводящими наполнителями, понижающими переходное сопротивление защитного диэлектрического покрытия до 10²-10³ Ом·м".

На чертеже изображена принципиальная схема распределения потенциала в зонах отслаивания защитного покрытия при традиционной комплексной защите, включающей диэлектрическое изоляционное покрытие и катодную защиту (а) и при предлагаемом способе защиты, включающем катодную защиту и обработанное электроискровым способом диэлектрическое покрытие (б), где по оси X с I по II номера датчиков, по оси Y - потенциал сооружения, mB по медно-сульфатному электроду сравнению. Разница между кривыми характеризует повышение степени защищенности сооружения от коррозии.

Предлагаемый способ выполняется следующим образом: вскрывают находящееся в траншее заглубленное сооружение путем экскавации из траншеи грунта обратной засыпки при помощи ковшового или роторного экскаватора на расстоянии 10-15 см от наружной поверхности сооружения, оставшийся на поверхности защитного покрытия сооружения грунт удаляют при помощи скребков, лопат и/или других средств малой механизации; очищенную от грунта наружную поверхность защитного покрытия подвергают электроискровой обработке высоковольтными импульсами, напряжением, обеспечивающим пробой защитного покрытия, при помощи искрового дефектоскопа путем перемещения по поверхности изоляции сооружения высоковольтного щупа, осуществляющего пробой защитного покрытия и создающего сетку мелких сквозных повреждений, заполняемых впоследствии почвенным электролитом: засыпают траншею и включают катодную поляризацию сооружения от внешнего источника, либо постоянным током, либо пульсирующим выпрямленным напряжением или несимметричным током плотностью 0.5-1.0 мА/дм².

Для экономии электроэнергии и снижения затрат на выполнение работ электроискровую обработку покрытия ведут на участках, имеющих каверны, трещины и другие коррозионные повреждения, выявленные методом внутритрубной дефектоскопии; грунт обратной засыпки обрабатывают составами, повышающими pH до 10-12 единиц (известь, мел, доломит и т.п.) и коррозионно неопасными солями, понижающими удельное электрическое сопротивление электролита до 5-10 Ом·м; усиливается поле катодной защиты вблизи поверхности защищаемого сооружения на расстоянии 0.1-0.5 м.

При разработке новых покрытий для подземных сооружений, диэлектрическое покрытие модифицируют электропроводящими наполнителями (уголь, графит, сажа, цинк, алюминий и т.п.), понижающими переходное сопротивление покрытия до 10² - 10³ Ом·м².

В результате электроискровой обработки и/или использования электропроводящих наполнителей создается поперечная проводимость покрытия, выравнивается распределение защитного потенциала по поверхности защищаемого сооружения, повышается эффективность действия катодной защиты под защитным покрытием.

Выравнивание защитного потенциала в сквозных дефектах изоляции в зонах отслаивания защитного покрытия (зонах образования гофр, "карманов", шатровых пустот и т.п.) защищает сооружение от язвенной коррозии, биологической коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением.

Новый способ защиты от коррозии исключает затраты на переизоляцию сооружения, на 50-70%, повышает технико-экономические показатели капитального ремонта магистральных трубопроводов, изолированных липкими полимерными лентами, повышает надежность и срок службы защищаемой конструкции в местах потери изоляцией адгезонных защитных свойств.

Источники информации 1. Стрижевский И.В. и др. Защита металлических сооружений от подземной коррозии. М., Недра. 1981, с. 101-150.

2. В. Бэкман, В. Швенк. Катодная защита от коррозии. Справочник. М., Металлургия, 1984, с. 164-174, 244-251е

Формула изобретения

1. Способ комплексной защиты от коррозии заглубленного изолированного сооружения, включающий использование защитного диэлектрического покрытия и катодной поляризации, отличающийся тем, что для осуществления катодной защиты сооружения защитное диэлектрическое покрытие подвергают перфорации, например, путем электроискровой обработки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перфорацию защитного диэлектрического покрытия осуществляют отдельными высоковольтными импульсами напряжением 5 - 10 кВ.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перфорацию защитного диэлектрического покрытия осуществляют термоэлектромеханической обработкой и/или электромеханической обработкой и высоковольтными импульсами при помощи искрового дефектоскопа.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что катодную поляризацию осуществляют пульсирующим выпрямленным напряжением или несимметричным током плотностью 0,5 - 1,0 мА/дм².

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что усиливают поле катодной защиты вблизи поверхности защищаемого сооружения на расстоянии 0,1 - 0,5 м.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что грунт обратной засыпки после вскрытия сооружения обрабатывают соствами, повышающими рН до 10 - 12 ед. и понижающими удельное электрическое сопротивление почвенного электролита до 5 - 10 Ом · м.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитного диэлектрического покрытия используют покрытие модифицированное электропроводящими наполнителями, понижающими переходное сопротивление защитного диэлектрического покрытия до 10² - 10³ Ом · м².

РИСУНКИ

Рисунок 1