שיטות יעילות להגנה על צינור הגז מפני קורוזיה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

הגנה על צינורות גז מפני קורוזיה מתבצעת במספר דרכים. זאת בשל האופי השונה של מקור העיוות עצמו, התלוי בסוג המיקום של הכביש המהיר ובתנאי הסביבה. קורוזיה של חוטי מתכת פירושה דפורמציה ספונטנית של יסודות אלה עקב תהליכים כימיים או אלקטרוכימיים. הסוגים העיקריים של דפורמציות הם נוזלים, אטמוספריים, תת-קרקעיים.

סיבות

להלן הגדרות קצרות של נזק שמפולס על ידי הגנת קורוזיה של צינורות גז:

1. פעולה כימית - חמצון ספונטני של חלקי מתכת, עקב הפיכתה לאזור יוני יציב, בהשפעת תרכובות לא מוליכות.
2. קורוזיה אלקטרוכימית - המתכת נהרסת בקצב בהתאם לחדירות האלקטרודות. זאת בשל העובדה שהאטומים מיוננים בנפרד, עם חידוש חומר החמצון באלקטרוליט.
3. הקורוזיה המסוכנת ביותר היא התקפת זרם תועה. בעיה זו נצפתה לידמערכות מוליכות חשמלית, למשל, באזור מסילות ברזל עם רשת קשרים.

מידע כללי

סוגי ההגנה העיקריים של צינורות גז מפני קורוזיה כוללים שלושה סוגים: דריכה, קתודה ושיטות ניקוז. על מנת לאבטח את החפצים המטופלים בצורה מקסימלית, נעשה שימוש באמצעים מורכבים, כולל הגנה קתודית, דריכה, ניקוז. תחנות קתודה נבנות עם מספר תאי ניקוז ואנודות מפוזרות כדי למנוע את אפקט המיגון של תקשורת תת-קרקעית.

הגנה מפני קורוזיה קתודית של צינורות גז

שיטה זו היא לחבר את הקוטב החיובי של מחולל ה-DC למוליך של הארקת האנודה. ממנו נכנסים זרמים לאדמה, זורמים דרך קטעי בידוד פגומים לתוך הצינור. הם עוברים דרך הצינור למקום שבו מחובר המוליך, ואז לגבול השלילי של המקור.

אם יש רמת מתח מספקת, כל החלק העובד של צינור הגז הופך לקטודה שלילית. זה מאפשר למנוע היווצרות של קורוזיה פעילה. במקרה זה, הארקה (פסולת מתכת) הופכת לקטע האנודה. כתוצאה מכך, הצינור מוגבר באופן שלילי ביחס לקרקע.

צעדי מגן

הגנה מגן של צינור גז מפני קורוזיה מספקת יצירת פוטנציאל חסימה על ידי חיבור מגיני מתכת לצינורות עם אינדיקטור שלילי יותר מהפרמטר של הצינור עצמו. באמצעותשיטה זו אינה מספקת מקור זרם חיצוני, המאפיינים הנדרשים נוצרים באמצעות תא אנודה גלווני. בהשפעת המגן פועל על צינור הגז קיטוב קתודי, התורם להפסקת תהליכי קורוזיה.

חומר העבודה יכול להיות אבץ, אלומיניום, מגנזיום בצורה של סגסוגות מיוחדות (ML, TsO, Ts1 וכדומה). סוג זה של הגנה הוא פשוט ככל האפשר, אינו דורש תחזוקה נוספת. שיטה זו, בשילוב עם שיטות אחרות, רלוונטית ליישום כדי להגן על תאים בודדים שאינם נחתכים על ידי קטעים סמוכים של בטיחות קתודית. הגנת מגן של צינור הגז מפני קורוזיה מתאימה למארזים מיוחדים במעברי רכבת וכבישים מהירים, במתקנים עם מבנים תת-קרקעיים מפותחים.

מגנים מותקנים בצרורות של מספר אלמנטים, המחוברים ישירות לצינור או לשקע הקתודה. בינם לבין עצמם, הם מחוברים באמצעות כבל מיוחד, חוט עשוי פלדה או נחושת. כדי להגביר את יעילות ההגנה, המגנים ממוקמים בחומר המילוי, מה שמפחית את התנגדות המגע. ההרכב הוא מגנזיום גופרתי או נתרן עם חימר. מרחק ההתקנה של מגנים מהצינור הוא כ-3-6 מטרים.

ניקוז

לעתים קרובות מאוד, למסילות חשמליות ומסילות רכבת על פסים מחושמלים אין מוליכות תקינה, מה שגורם לחלק מהזרם החשמלי להיכנס לאדמה. מכאן יש צורך להגן על צינורות העוברים ליד מסילות ברזל. עלבנקודת הכניסה של זרמי תועה לתוך הצינור, נוצר פוטנציאל הקתודה, וביציאה, אזור האנודה. במקומות האחרונים המתכת ניזוקה באופן פעיל.

הגנה מפני קורוזיה בניקוז של צינורות גז פלדה היא דרך יעילה להילחם בזרמים תועים. זה חשוב מאוד, כי בהשפעת השפעה זו, הצינורות מעוותים דרך ודרך תוך תקופה קצרה מאוד. סוג ההגנה שצוין כולל הסרת זרמים מהצינור למקור הראשי באמצעות מוליך. במקביל, פוחת פוטנציאל הצינורות ביחס לקרקע, מה שתורם לביטול קטעים מתחלפים ואנודה עם השעיה בו-זמנית של זליגת זרם לקרקע.

תכונות ניקוז

המיקום של קווי ניקוז חשמלי תלוי במיקום האיום הפוטנציאלי. הגנה על צינור הגז הראשי מפני קורוזיה נבנית על האוטובוס השלילי של תחנת המשנה או על מסילות הרכבת. במקרה הראשון, החיבור יכול להיות ישיר או מקוטב.

ניקוז ישיר מתאים אם הפוטנציאל של הצינור גבוה מזה של מערכת הסרת זרם תועה. בעת הסדרת ניקוז חשמלי על מסילות, החיבור חייב להיות מקוטב באופן בלעדי. זה שונה מהגרסה הישירה בכך שהמעגל מספק הגדרות מיוחדות למניעת החזרת זרמים חשמליים לצינורות. קו הניקוז זמין בגרסת כבל או אטמוספרי, ועליו מותקן מכשור.

קורוזיה של צינורות תת-קרקעיים

סוג הנזק שצוין בצנרת מתייחס לאחד הגורמים העיקריים להרס שלהם עקב היווצרות סדקים וקרעים. קורוזיה כתוצאה מתגובת המתכת עם הסביבה גורמת לשינויים במבנה שלה, מה שמוביל לעיוותים מתאימים. הגנה אלקטרוכימית של צינור הגז מפני קורוזיה מאפשרת למנוע תקלות כאלה, שכן רוב התגובות נגרמות בצורה דומה. כלומר, אזורי קתודה ואנודה נוצרים בחלקים שונים של הצינור.

בהשפעת הזרימה האלקטרו-מוטיבית של זוג גלווני, אלקטרונים דרך יסודות המתכת נכנסים לתא הקתודה, זורמים לתוך האדמה ויוצרים תגובה עם אלקטרוליט מחמצן, המעורר היווצרות יוני חמצן ומימן. האיזון האלקטרוליטי מופר, באתר האנודה נכנסים לאדמה חלקיקי ברזל חיוביים, מה שגורם לנזק גלווני עקב איבוד מסת המתכת.

הגנה על צינורות גז תת-קרקעיים מפני קורוזיה

ישנן שתי דרכים להגנה בכיוון זה: אקטיבית ופסיבית. במקרה השני, הוא אמור ליצור מחסום אטום בין מתכת הצינור לאדמה המקיפה אותו. לשם כך, השתמשו בציפויים שונים כגון סרטי פולימר, ביטומן, שרפים.

כל הציפויים המבודדים להגנת קורוזיה פסיבית של צינורות גז חייבים לעמוד בתקנים ודרישות מסוימות. ביניהם:

• התנגדות כימית;
• התנגדות חשמלית גבוהה;
• תעריף מקובלהידבקות למשטח מתכת;
• חוזק מכני גבוה;
• אי רגישות לגורמי אקלים;
• שימור תכונותיו בעת חשיפה לטמפרטורות גבוהות ונמוכות;
• ללא פגמים מכניים או במפעל;
• ההרכב לא צריך להכיל רכיבים שיש להם השפעה קורוזיבית על המתכת;
• התנגדות להתקפת סוגים שונים של חיידקים.

יעילות

כפי שמראה בפועל, כמעט בלתי אפשרי להשיג שכבה רציפה אופטימלית על ידי מריחת ציפוי מבודד. לסוגים שונים של חומרים יש חדירות מפוזרת שונה, מה שגורם לאיכות שונה של עיבוד צנרת מהסביבה. בנוסף, בתהליך הבנייה וההנחה נוצרים שקעים, סדקים ופגמים נוספים בציפוי. דרך פגיעה בהגנה פסיבית היא המסוכנת ביותר, שכן במקומות אלו מתרחש באופן אקטיבי תהליך של קורוזיה בקרקע.

מכיוון ששיטה זו אינה יעילה לבטיחות מלאה של צינורות, נעשה שימוש נוסף בהגנה אקטיבית של צינור הגז מפני קורוזיה. הוא מבוסס על בקרה של תהליכים אלקטרוכימיים המתרחשים בגבול בין מתכת צינור לאלקטרוליט טחון. גישה זו נקראת הגנה מקיפה. בשלב הפעיל ניתן קיטוב קתודי, התורם לירידה בקצב הפירוק של המתכת כאשר פוטנציאל הקורוזיה עובר לאינדיקטור שלילי, כלפי מעלה מהפרמטר הטבעי.

עקרון הקיטוב הקתודי

הגנה קתודית על צינורות תת-קרקעיים מתבצעת באמצעות אנודות קורבנות או באמצעות קיטוב ממקור זרם ישר. במקרה הראשון, החישוב נלקח על כך שלמתכות שונות באלקטרוליט יש פוטנציאלים שונים. לכן, בעת יצירת זוג גלווני של שני חומרים וטבילתם באלקטרוליט, המתכת, שלפוטנציאל שלה יש אינדיקטור שלילי גדול, תהיה האנודה. כתוצאה מכך, החומר ההפוך נתון להרס פחות.

במונחים פרקטיים, תאים גלווניים להקרבה מורכבים ממגני מגנזיום, אלומיניום או אבץ. הגנה כזו יעילה בקרקעות עם התנגדות נמוכה (עד 50 אוהם מ').

מקורות חיצוניים

הגנה קתודית על צינורות גז מפני תהליכים קורוזיביים בעזרת מקורות חיצוניים היא מסובכת יותר. למרות המורכבות של ארגון התהליך, מערכת כזו אינה תלויה בעמידות הקרקע הספציפית ויש לה משאב אנרגיה בלתי מוגבל. את התפקיד של מקורות זרם ישר ממלאים ממירים בעלי תצורות ועיצובים שונים, המופעלים על ידי רשת חשמל משתנה.

אלמנטים הממירים מאפשרים להתאים את זרם כיוון ההגנה בטווח רחב. יחד עם זאת, ההגנה על צינור הגז מובטחת, ללא קשר לתנאי הסביבה. מקורות כוח עיקריים:

• קווי חשמל עיליים 0, 4/6, 0/10, 0 קילוואט;
• גנרטורים דיזל;
• תרמית, גז ואנלוגים אחרים.

זרימות זרם מגן הפועלות על הצינורות יוצרות הבדל פוטנציאל מהמתכת לאדמה ומתפזרות בצורה לא אחידה לאורך צינור הגז.