МАГИСТРАЛЬНЫЕ НЕФТЕПРОВОДЫ

Катодная защита

Принципиальная схема катодной защиты приведена на рисунке справа.

Источник постоянного тока - станция катодной защиты (поз.3), где посредством выпрямителей переменный ток от линии электропередач проложенной вдоль трассы нефтепровода (поз.1), который поступает через трансформаторный пункт (поз. 2), проходит преобразование в постоянный. Отрицательным полюсом источник посредством кабеля (поз. 4) присоединён к защищаемому нефтепроводу (поз. 6), а положительным - к анодному заземлителю (поз. 5).

При активации источника тока происходит замыкание электрической цепи через электролит почвы.

Принцип действия катодной защиты (рисунок слева) такой, как при процессе электролиза. От действия приложенного электрического поля источника инициируется перемещение полусвободных валентных электронов по траектории анодный заземлитель - источник тока - защищаемая конструкция. Утрачивая электроны, атомы металла анодного заземлителя перемещаются в виде ион-атомов в электролитический раствор, т.е. происходит разрушение анодного заземлителя. Ион-атомы гидратируются и смещаются вглубь раствора, а у сооружения, которое защищается, в результате функционирования источника постоянного тока проявляется избыток свободных электронов, т.е. формируются условия, чтобы протекали реакции водородной и кислородной деполяризации, котрые характерны для катода.

Исследованиями выявлено, что наименьший защитный потенциал конструкций из стали, которые уложены в глинистых и песчаных грунтах, варьируется от -0,72 до -1,1 В по медносульфатному сравнительномц электроду (МСЭ).

Однако подземные конструкции из стали обретают защиту на 80 - 90 % уже тогда, когда их потенциал равняется -0,85 В. Этот показатель принят в качестве наименьшего защитного потенциала, который требуется обеспечивать на защищаемой конструкции в почвах со значением удельного электросопротивления более (либо равным) 10 Ом·м или концентрацией водорастворимых солей менее 1 г на 1 кг грунта или при значении температуры перемещаемого продукта менее (либо равной) 20 °C.

В грунтах с более низким электросопротивлением, более высокой концентрацией водорастворимых солей, при большем значении температуры перекачиваемого продукта, а также при негативном воздействии блуждающих токов или при вероятности микробиологической коррозии наименьший защитный защитный потенциал необходимо принимать - 0,9 В.

При реализации электрохимической защиты сегмента трубопровода, со стенкой поврежденной коррозией более чем на 10 % толщины, наименьший защитный потенциал необходимо поддерживать на 0,05 В отрицательнее.

Наименьший защитный потенциал требует поддерживания на границе зоны влияния станции катодной защиты (СКЗ). Ввиду того, что значение защитного потенциала понижается удаляясь от точки подключения СКЗ (точка дренажа), то наибольшее значение защитного потенциала наблюдается в точке дренажа. Чтобы избежать разрушения и отслаивание изоляционного слоя по причине выделения водорода в газовой фазе, наибольшее значение защитного потенциала лимитировано. Так, для стальной конструкции с полимерной или битумной изоляцией этот показатель составляет -1,15 В по МСЭ. Если сооружение не снабжено защитным покрытием, то наибольшее значение защитного потенциала не лимитируется.

В установках катодной защиты применяются глубинные, распределенные, сосредоточенные и протяженные анодные заземлители. Для снижения скорости их растворения электроды анодного заземлителя подлежат установке в коксовую мелочь. Срок эксплуатации анодного заземлителя должен быть от 15 лет и более.