Протектор для защиты от коррозии труб с утяжеляющим покрытием

Авторы патента:

C23F13/02 - катодной; выбор условий, параметров или способов катодной защиты, например электрического режима

Владельцы патента RU 2787326:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (RU)

Протектор для защиты от коррозии труб с утяжеляющим покрытием относится к системе протекторной защиты от коррозии стальных сооружений, имеющих конструкцию с внешней металлополимерной оболочкой («труба в трубе»). Протектор для защиты от коррозии труб с утяжеляющим покрытием конструкции типа «труба в трубе» состоит из трубы, металлополимерной оболочки, изоляционного покрытия, протектора из протекторного сплава, стальных винтов, хомутов, синтетической сетки, бетонного покрытия. Края протектора после установки на изоляционное покрытие трубы оборачиваются вокруг трубы с натягом. Дальнейшая фиксация краев протектора между собой после наложения одного края на другой внахлест осуществляется стальными винтами. Металлический контакт протектора с трубой осуществляется механически винтами, ввернутыми в протектор для его фиксации насквозь через изоляционное покрытие. Предотвращение металлического контакта протектора с металлополимерной оболочкой осуществляется путем нанесения поверх протектора синтетической сетки, притянутой к протектору синтетическими хомутами. Техническим результатом заявляемого технического решения является создание надежной защиты от коррозии каждой трубы, покрытой утяжеляющим бетонным покрытием, имеющим металлополимерную оболочку. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Протектор для защиты от коррозии труб с утяжеляющим покрытием относится к элементам системы электрохимической защиты от коррозии стальных сооружений, имеющих конструкцию с внешней металлополимерной оболочкой («труба в трубе»).

Наиболее близким к данному техническому решению является протектор для защиты от коррозии трубопровода, описанный в патенте RU 123009 U1 "Протектор для защиты от коррозии трубопровода".

Известный протектор выполнен из двух одинаковых полуколец, изготовленных из протекторного сплава. Полукольца имеют арматурные стержни с длинами дуги больше 180°, отогнутыми и соединенными внахлест друг с другом.

Недостатками известного устройства являются:

- при расчете катодной защиты в соответствии с нормативными документами DNV В 401 [1] и ISO 15589-2 [2] на несколько труб (обычно более 10) требуется наличие только одного протектора, что не гарантирует полной защиты всех 10 труб, особенно при применении конструкции «труба в трубе» с внешней металлополимерной оболочкой;

- сложность установки протектора на трубу и изоляция боковой поверхности протекторного сплава от контакта с оболочкой и арматурным каркасом бетона;

- трудоемкость осуществления контакта протектора с трубой и изолирования места приварки кабеля к трубе;

- при общепринятом использовании одного протектора на несколько труб и контактирующего с внешним электролитом, а не с электролитом под металлполимерной оболочкой, защита от коррозии каждой трубы не гарантируется;

- возможность повреждения протектора при укладке трубопровода трубоукладчиком на морское дно;

- сложность изготовления и сборки конструкции.

Задачей, решаемой с помощью заявленного технического решения, является обеспечение надежной электрохимической защиты от коррозии с установлением защитного потенциала в дефектах покрытия каждой трубы с утяжеляющим покрытием, конструкции типа «труба в трубе» с внешней металлополимерной оболочкой.

Поставленная задача решается тем, что под металлополимерную оболочку каждой трубы с утяжеляющим покрытием, конструкция типа «труба в трубе», помещается протектор, выполненный в виде ленты и изготовленный из протекторного сплава (ГОСТ 26251-84). Протектор оборачивают поверх изоляционного покрытия, его края после установки на поверхность трубы стягивают, накладывают один край на другой внахлест и фиксируют между собой винтами из одного с трубой материала (например, стальными) для лучшей проводимости. Механически контакт протектора с трубой для осуществления электрохимической защиты осуществляется винтами, ввернутыми в протектор, и проходящими насквозь через изоляционное покрытие до металла трубы. Предотвращение металлического контакта протектора с металлополимерной оболочкой осуществляется путем нанесения поверх протектора синтетической сетки, которая крепится к трубе синтетическими хомутами. Слой утяжеляющего покрытия при этом располагается между протектором и металлополимерной оболочкой.

Как вариант, крепление протектора к трубе может быть осуществлено одним винтом в месте нахлеста. Или винтами в диаметрально противоположных направлениях, например, в месте нахлеста и на 180° по окружности трубы с другого конца.

Техническим результатом, который может быть достигнут с помощью заявленного технического решения, является создание надежной защиты от коррозии каждой трубы, покрытой утяжеляющим бетонным покрытием, имеющим металлополимерную оболочку.

На фиг. 1 представлен протектор для защиты от коррозии труб с утяжеляющим покрытием. Устройство, изображенное на чертеже, состоит из трубы 1, металлополимерной оболочки 2, изоляционного покрытия 3, ленты-протектора 4, стальных винтов 5, хомутов 6, синтетической сетки 7, бетонного покрытия 8.

Протектор 4, изображенный на фиг. 1, установлен на трубу 1, с нанесенным изоляционным покрытием 3. На изоляционное покрытие 3 нанесено бетонное покрытие 8, которое ограничено с внешней стороны металлополимерной оболочкой 2. Протектор 4 крепится на трубе 1 хомутами 6 и обхватывает всю окружность трубы 1. В месте нахлеста два витка протектора 4 скреплены стальными винтами 5, проходящими насквозь через протектор 4, изоляционное покрытие 3 и контактирующие с трубой 1. Посредством стальных винтов 5 создается металлический контакт протектора 4 и трубы 1.

Для надежности крепления протектора 4 к трубе 1 в нижней части трубы также предусмотрены винты 5. Только в данном случае они пронизывают один слой протектора 4 и изоляционное покрытие 3, контактируя с металлом трубы 1.

Обеспечение надежной защиты от коррозии металла трубы достигается следующим образом. При нахождении трубы 1 в электролите (грунт, морская вода) происходит проникновение электролита через открытые торцы в бетонное покрытие 8, вызывая появление электролитической проводимости бетонного покрытия 8. При возникновении дефекта в изоляционном покрытии 3 с оголением металла трубы 1, контактирующего с бетонным покрытием 8, начинает протекать ток катодной защиты от протектора 4, выступающего в данном случае в качестве анода. Труба 1 при этом становится катодом. От протектора 4 по проводнику первого рода (протектор 4 - стальные винты 5 - труба 1) протекают электроны, смещая потенциал трубы 1 в отрицательном направлении (катод), протектор 4 при этом растворяется (анод), формируя катионы, которые движутся по проводнику второго рода (электролит в бетонном покрытии 8) к местам дефектов в изоляционном покрытии 3. Протектор 4 при возникновении дефектов в любой части трубы 1 способен защитить от коррозии всю поверхность. Применение протекторов на каждой трубе под металлополимерной оболочкой 2 и находящихся в бетонном покрытии 8, гарантирует защиту от коррозии каждой отдельно взятой трубы 1.

Установка протектора осуществляется следующим образом. Полоса ленты-протектора 4 наматывается внахлест на трубу 1. Сквозь протектор 4 ввинчиваются винты 5. Далее протектор накрывается синтетической сеткой 7 и стягивается на трубе 1 хомутами 6. Применение протектора 4 в виде изгибающейся полосы (ленты) облегчает установку при наматывании. В общепринятом исполнении протектор состоит из двух отлитых половинок, приваренных друг к другу с помощью кабеля к трубе. Место приварки кабеля к трубе при этом предварительно зачищают от изоляционного покрытия, приваривают кабель, а затем снова изолируют. В нашем случае изоляционное покрытие 3 остается без изменений, появляется только прокол, который заполнен винтом 5, создающим контакт между металлом трубы 1 и протектором 4.

Протектор находится в бетонном покрытии под металлополимерной оболочкой. Данное исполнение обеспечивает механическую защиту протектора при транспортировке, укладке и эксплуатации труб.

Настоящая конструкция обладает следующими преимуществами:

- защита от коррозии каждой отдельно взятой трубы трубопровода;

- уменьшение трудозатрат при установке протектора на трубу и осуществлении контакта протектора с трубой;

- защита протектора от повреждений при транспортировке, укладке и эксплуатации труб.

Литература

1 DNV-RP-B401 Cathodic protection design.

2 ISO 15589-2:2012 Petroleum, petrochemical and natural gas industries -- Cathodic protection of pipeline transportation systems -- Part 2: Offshore pipelines.

1. Протектор для защиты от коррозии труб с утяжеляющим покрытием конструкции типа «труба в трубе», состоящий из трубы, металлополимерной оболочки, изоляционного покрытия, протектора из протекторного сплава, стальных винтов, хомутов, синтетической сетки, бетонного покрытия, причем края протектора обернуты вокруг трубы с натягом, зафиксированы между собой внахлест стальными винтами, ввернутыми в протектор насквозь через изоляционное покрытие, при этом поверх протектора нанесена синтетическая сетка, притянутая к трубе синтетическими хомутами.

2. Протектор по п. 1, отличающийся тем, что он изготавливается в виде ленты, установлен на каждую трубу и стык протектора осуществлен в одном месте.

3. Протектор по п. 1, отличающийся тем, что стальные винты ввернуты насквозь через протектор и изоляционное покрытие в диаметрально противоположных местах, отстоящих друг от друга на 180°.

Изобретение относится к системе мониторинга коррозионных процессов на стальных подводных сооружениях с протекторной защитой для определения коррозионной опасности и эффективности электрохимической защиты. Измеритель тока состоит из диэлектрического водонепроницаемого корпуса с конусным пластиковым окончанием, на котором установлен стальной контакт из неподверженного морской коррозии металла, при этом контакт внутри диэлектрического водонепроницаемого корпуса подключен к выключателю, который подключен к цифровому амперметру с вынесенным дисплеем, амперметр подключен к элементу питания, а элемент питания к измерительному электроду, изготовленному из сплава, не подверженного коррозии.

Способ катодной защиты подземного объекта // 2768063

Изобретение относится к катодной защите подземных металлических сооружений от коррозии и может быть использовано при электрохимической защите трубопроводов, проложенных в грунте. Способ включает соединение подземного объекта со станцией катодной защиты, размещение вблизи защищаемого объекта анодных заземлителей, связанных со станцией катодной защиты, при этом на одном участке подземного объекта, исходя из требуемых значений защитных электрических характеристик и свойств грунта на этом участке, определяют необходимое количество анодных заземлителей и определяют необходимые материалы анодных заземлителей, далее на участке формируют анодное поле, размещая на нем не менее двух различных анодных заземлителей, у которых материал выполнения одного анодного заземлителя отличается от материала другого анодного заземлителя.

Интеллектуальное устройство катодной защиты с контролем процесса коррозии группы подземных металлических сооружений // 2764043

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для защиты газопроводов, нефтепроводов и других подземных металлических сооружений при их пролегании в зоне движения рельсового электротранспорта. Устройство содержит трансформатор, выпрямитель, фильтр, анодные заземлители основного и дополнительных металлических сооружений, силовые ключи, вентили, фильтры, интеграторы, модуляторы, датчики и задатчики защитного потенциала, блоки сравнения, корректоры, масштабирующие усилители, датчики вхождения и покидания зоны защиты электротранспортом, блоки радиопередачи, триггеры, сумматор, блоки памяти, корректирующие регистры, элементы контроля коррозии, сумматоры расчета действия коррозии, интегральные корректоры коррозии по потенциалу основного и дополнительных защищаемых сооружений.

Устройство комбинированной катодной защиты с автономным питанием от возобновляемых источников энергии // 2752495

Изобретение относится к области электрохимической защиты подземных и подводных сооружений от коррозии. Устройство содержит фотоэлектрические панели, ветрогенератор, блок формирования амплитуды импульсов, анодный заземлитель, электрод сравнения, протектор, размыкатель.

Устройство электрохимической защиты стальных трубопроводов от коррозии // 2748188

Изобретение относится к защите объектов от коррозии, а именно к устройствам электрохимической протекторной защиты нефтепроводов и газопроводов - промысловых, скважинных, магистральных, трубопроводов нефтеперерабатывающих заводов, водопроводов и т.п. Устройство содержит фланцевую вставку 1, установленную в трубопроводе 2, трибогенератор 3, рабочие элементы которого выполнены в виде сменных картриджей, каждый из которых представляет из себя диск 4 с отверстиями 5, между которыми на противоположных торцах диска расположены стержни 6, на торце фланцевой вставки установлен алюминиевый токоотвод 7, при этом картриджи соединены между собой и с фланцевой вставкой алюминиевым проводом 8, а токоотвод соединен алюминиевым проводом 9 с углубленным в грунт алюминиевым протекторным элементом 10.

Способ защиты от коррозии подземного трубопровода // 2746108

Изобретение относится к области электрохимической защиты от коррозии протяженных объектов с помощью станций катодной защиты (далее СКЗ). В заявленном способе в программное обеспечение контроллеров СКЗ и в программное обеспечение контроллера центра управления заводят номера всех точек соединения трубопровода со СКЗ и всех точек соединения трубопровода с контрольно-измерительными пунктами (далее КИП).

Интеллектуальное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений // 2741398

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для защиты газопроводов, нефтепроводов и других подземных металлических сооружений. Устройство содержит трансформатор, выпрямитель, фильтр, анодные заземлители основного и N дополнительных металлических сооружений, силовые ключи, усилители, интеграторы, широтно-импульсные модуляторы, блоки управления силовыми ключами, датчики разности потенциалов, защитного потенциала, задатчик потенциала, блоки сравнения, корректоры задатчиков, масштабирующие усилители, первые и вторые датчики вхождения и покидания зоны защиты основного и N дополнительных защищаемых сооружений электротранспортом, блоки радиопередачи и радиоприема, триггеры, задатчики коррекции защитного потенциала, ключи коррекции, сумматор задатчика, блоки памяти и корректирующие регистры прохождения электротранспорта, сумматоры коррекции и корректоры потенциалов основного и N дополнительных защищаемых сооружений.

Способ совместной катодной защиты от электрохимической коррозии стальных подземных трубопроводов и футляров на участке пересечения с электрифицированной железной дорогой // 2736599

Изобретение относится к области электрохимической защиты от коррозии металлов, в частности, к защите подземных трубопроводов, выполненных из углеродистых и низколегированных сталей. Способ характеризуется тем, что на участке пересечения стального подземного трубопровода и футляра с железной дорогой, расположенных в зоне защиты от катодного преобразователя на расстоянии свыше 500 м от точки дренирования катодного преобразователя, устанавливают две протекторные группы, расположенные вправо и влево от полотна железной дороги, подключенные дренажным кабелем через блок регулируемых сопротивлений, установленных в отдельных контактных устройствах, с медно-сульфатными электродами сравнения на трубопроводе и футляре, и осуществляют непрерывную во времени катодную поляризацию стального подземного трубопровода и стального подземного футляра на участке пересечения с железной дорогой за счет наведения величины защитного суммарного и поляризационного потенциала, требуемого для защиты трубопровода и футляра.

Способ определения срока вывода в ремонт анодного заземления // 2721250

Изобретение относится к области электрохимической защиты от коррозии подземных трубопроводов. В начальный момент времени ввода установки катодной защиты УКЗ в эксплуатацию выполняют измерение значения сопротивления растеканию тока с анодного заземления, входящего в состав УКЗ участка трубопровода, и выходного напряжения преобразователя УКЗ, рассчитывают токовый параметр УКЗ, периодически корректируют и измеряют выходное напряжение преобразователя УКЗ, требуемое для обеспечения эффективной защиты участка трубопровода, на основании данных измерений выходного напряжения с применением рассчитанного токового параметра определяют расчетное значение сопротивления растеканию тока с анодного заземления, строят график изменения сопротивления растеканию тока с анодного заземления во времени, отмечают предельное значение сопротивления растеканию тока с анодного заземления для данных грунтовых условий, которое экстраполируют линейной функцией во времени, и определяют время достижения сопротивления растеканию тока с анодного заземления критического значения, которое определяет срок вывода анодного заземления в ремонт.

Устройство для катодной защиты с автономным питанием // 2713898

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлических сооружений от коррозии и может быть использовано в коррозионно-активных электролитических средах, в частности в морской среде. Устройство содержит солнечную батарею, электрод сравнения, электромагнитный размыкатель, электрическую систему преобразования тока, при этом оно содержит нерастворимый анод и электроизмерительные приборы в виде потенциометра и амперметра, электрическая система преобразования тока выполнена в виде импульсного преобразователя постоянного тока, при этом выводы солнечной батареи соединены с питающими входами импульсного преобразователя постоянного тока, электропитание катушки электромагнитного размыкателя выполнено от импульсного преобразователя постоянного тока, минусовой его выход электрически соединен с защищаемым сооружением, а плюсовой выход соединен с нерастворимым анодом через переключающий контакт электромагнитного размыкателя, амперметр установлен в разрыв цепи питания нерастворимого анода, потенциометр одним зажимом соединен с электродом сравнения, а другим зажимом соединен с защищаемым сооружением.