Захист нафтопромислового обладнання від корозії

Захист нафтопромислового обладання  від корозії

Вступ 
1. Види корозії 
2. Причини і механізм корозії трубопроводів 
3. Способи захисту трубопроводів від корозії 
4. Захисні покриття для трубопроводів 
5. Способи електрохімічного захисту 
6. Катодний захист 
7. Протекторний захист 
8. Електродренажний захист

Вступ

Трубопроводи  і обладнання в процесі експлуатації піддаються процесу корозії. 
Корозія металу труб відбувається як зовні під впливом грунтового електроліту (в грунті завжди знаходиться волога і розчинені в ній солі), так і всередині, внаслідок домішок вологи, сірководню та солей, містяться в транспортуються вуглеводневій сировині. Корозія металевих споруд завдає великої матеріальної і економічний збиток. Вона призводить до передчасного зносу агрегатів, установок, лінійної частини трубопроводів, скорочує міжремонтні терміни обладнання, викликає додаткові втрати продукту, що транспортується. 
При підземному прокладанні сталеві трубопроводи піддаються грунтової корозії. В грунтах майже завжди містяться солі, кислоти, луги та органічні речовини, які шкідливо діють на стінки сталевих труб. У деяких випадках така корозія може викликати дуже швидке поява наскрізних свищів в металі труби і цим вивести трубопровід з ладу, такі руйнування відбуваються особливо часто в трубопроводах, покладених без достатнього захисту від корозії. 
Успішний захист трубопровідних систем від корозії може бути здійснений при своєчасному виявленні корозійних руйнувань, визначенні їх величини і виборі захисних заходів. У початковий період експлуатації стан трубопроводу визначається якістю проектування і будівництва. Вплив цих факторів зменшується в часі і домінуюче значення набувають умови роботи трубопроводу. У процесі роботи зміну технічного стану транспортної магістралі відбувається під впливом експлуатаційних факторів, одним з яких є корозія внутрішньої і зовнішньої поверхні труб. При електрохімічного захисту підземних трубопроводів потрібно виконувати ряд вимірювань: різниці потенціалів труба-земля; поляризаційного потенціалу на трубопроводі; величину корозійної активності грунтів; стан ізоляційного покриття. Перераховані вимірювання дозволяють оцінити залишковий експлуатаційний ресурс труб з урахуванням ефекту старіння металу. 
Періодичність процедур діагностування і прогнозування технічного стану нафтопроводу залежить від часу експлуатації трубопроводу, оскільки, як правило, перші корозійні прояви виявляються після шести років експлуатації. У зв'язку з цим складаються річні плани і графіки профілактичного обстеження підземних нафтопроводів, в результаті якого виявляються дефекти поверхні трубопроводу і його ізоляційного покриття. Виявлені великі дефекти усуваються. 
В роботі розглянуті види корозії, якій піддаються трубопроводи при тривалій експлуатації, причини корозії трубопроводів, а також способи захисту трубопроводів від корозії. 

1. Види  корозії

Корозія в  залежності від механізму реакцій, що протікають на поверхні металу, підрозділяється  на хімічну і електрохімічну. 
Хімічна корозія являє собою процес руйнування металу при взаємодії з сухими газами (газова корозія) або рідкими неелектролітами (Корозія в неелектролітів) за законами хімічних реакцій і не супроводжується виникненням електричного струму. Продукти корозії в цьому випадку утворюються безпосередньо на всій ділянці контакту металу з агресивним середовищем. 
При тривалій експлуатації трубопроводів, захищених тільки ізоляційним покриттям, виникають наскрізні корозійні пошкодження вже через 5-8 років після укладання трубопроводів у грунт внаслідок грунтової корозії, так як ізоляція з часом втрачає міцнісні властивості і в її тріщинах починаються інтенсивні процеси зовнішньої електрохімічної корозії. Суть процесів електрохімічної корозії полягає в наступному. 
Електрохімічна корозія (корозійне руйнування) виникає під дією корозійно-активного середовища, різноманітна за характером, викликає більшість корозійних руйнувань трубопроводів і обладнання. Електрохімічна корозія протікає з наявністю двох процесів - катодного і анодного. 
Електрохімічна корозія є гетерогенною електрохімічної реакцією. Вона підрозділяється на корозію в електролітах, грунтову, електрокорозії, атмосферну, біокоррозія, контактну. У всіх випадках окислення металів відбувається за рахунок виникнення електричного струму, протікають анодні і катодні процеси на різних ділянках поверхні і продукти корозії утворюються на анодних ділянках. При електрохімічної корозії одночасно протікають два процеси - окислювальний (Аноідний), що викликає розчинення металу на одній ділянці, і відновний (Катодний), пов'язаний з виділенням катіона з розчину, відновленням кисню і інших окислювачів на іншому. В результаті виникають мікрогальваніческіе елементи, і з'являється електричний струм, обумовлений електронною провідністю металу і іонною провідністю розчину електроліту. Анодні і катодні процеси локалізуються на тих ділянках, де їх протікання полегшено. Причини, що викликають електрохімічну неоднорідність поверхні, дуже численні: макро-і мікронеоднорідності металу; фазова і структурна неоднорідність сплавів; неоднорідність і несуцільне поверхневих плівок; неоднорідність деформацій і напружень. Крім того, неоднорідні і рідкі фази, що контактують з поверхнею. 
Види корозії: а - плямами; б - виразкова; в - точкова; г -Підповерхнева; д - структурно-виборча; е-міжкристалітна; е-корозійне розтріскування 
Енергетична характеристика переходу іонів в розчин при взаємодії металу з електролітом або назад - електродний потенціал. При взаємодії металу з водою відбувається його розчинення або руйнування, тому атоми кисню і водню води утворюють полярні молекули з двома полюсами (В«+В» і В«-В»), що призводить до виникненню силового електричного поля у воді. Молекули води впроваджуються в кристалічну решітку металу на його поверхні (відбувається гідратація), і переходячи в воду з утворенням іон-атома несучого позитивний заряд. При цьому залишилися в металі електрони носять негативний заряд. Іон-атом оточується молекулами води, відбувається утворення в поверхні металу подвійного електричного шару і виникає різниця потенціалів між поверхнею металу і шарами розчину, прилеглими до нього. При насиченні шару іон-атомами перехід їх з поверхні металу в розчин припиняється. У цьому випадку встановлюється рівновагу між різницею потенціалів в шарі і різницею між вільними енергіями іонів металу в металі і в розчині. Це стан відповідає рівноважного електродному потенціалу. Він залежить від властивостей іонів, їх концентрації в розчині. Електродний потенціал платинового електрода в розчині НС, що містить іони водню, що продувається через розчин, умовно приймається рівним

Види  корозії: а - плямами; б - виразкова; в - точкова; г -Підповерхнева; д - структурно-виборча; е-міжкристалітна; е-корозійне розтріскування

Енергетична характеристика переходу іонів в  розчин при взаємодії металу з  електролітом або назад - електродний  потенціал. При взаємодії металу з водою відбувається його розчинення або руйнування, тому атоми кисню  і водню води утворюють полярні  молекули з двома полюсами (В«+В» і В«-В»), що призводить до виникненню силового електричного поля у воді. Молекули води впроваджуються в кристалічну  решітку металу на його поверхні (відбувається гідратація), і переходячи в воду з утворенням іон-атома несучого позитивний заряд. При цьому залишилися в металі електрони носять негативний заряд. Іон-атом оточується молекулами води, відбувається утворення в поверхні металу подвійного електричного шару і виникає різниця потенціалів  між поверхнею металу і шарами розчину, прилеглими до нього. При насиченні  шару іон-атомами перехід їх з  поверхні металу в розчин припиняється. У цьому випадку встановлюється рівновагу між різницею потенціалів  в шарі і різницею між вільними енергіями іонів металу в металі і в розчині. Це стан відповідає рівноважного електродному потенціалу. Він залежить від властивостей іонів, їх концентрації в розчині. Електродний потенціал  платинового електрода в розчині  НС, що містить іони водню, що продувається через розчин, умовно приймається  рівним нулю, і називається нормальним водневим електродом. Рівноважні потенціали різних електродів% в розчинах власних  солей, в яких концентрація дорівнює одиниці, виміряні відносно нормального  водневого електрода, називається  нормальними потенціалами. Вони утворюють  нормальний електрохімічний ряд  напруг, по якому можна визначити, який із пари взятих металів буде руйнуватися (служити анодом), і ступінь небезпеки  корозійного процесу.

Згідно  теорії електрохімічної корозії  руйнація металу обумовлено роботою  безлічі короткозамкнутих гальванічних елементів, утворюються внаслідок  неоднорідності середовища і металу. При роботі корозійного елемента зменшується різниця початкових потенціалів, що супроводжується зменшенням корозійного струму. Цей процес називається  поляризацією. Розрізняють анодний  і катодну поляризацію. При анодній  поляризації в разі посиленого розчинення металу іони металу повільніше переходять в розчин, ніж елект...рони відводяться  в катодну область, і у поверхні електрода накопичуються позитивні  іони металу, потенціал анода зміщується у бік позитивних значень. Катодна  поляризація супроводжується зміщенням  потенціалу електрода в негативну  сторону і викликається в основному  малою швидкістю електрохімічної  реакції з'єднання деполяризатора з електронами. Ділянки, на яких розчиняється метал, називаються анодними, на них  іон-атоми заліза переходять у розчин, а на катодних - струм виводить в  грунт. Електрохімічні процеси на аноді  і катоді різні, але взаємопов'язані, і, як правило, самостійно не протікають. Така пов'язана система називається  корозійним мікроелементом. На анодних  ділянках здійснюється окислення з  утворенням іонів металу Fe +2 , а на катодних під впливом кисню утворюється  гідроокис (в результаті кисневої деполяризації).

Іони  заліза і гідроксилу взаємодіють  і утворюють нерозчинний осад Fe (OH) 2 , який розкладається на окис заліза і воду; Fe pH) 2 - В»Fe 2 O 3 + Н 2 Про Вивільняються  при окисленні електрони від  анодного ділянки по металу вироби протікають до катода і беруть участь в реакції відновлення.

У деяких випадках можливі складні процеси  корозії при одночасному впливі двох або більше факторів. До них  відносяться корозія під напругою, щілинна, корозійна ерозія, корозійна  кавітація. Швидкість корозійних процесів залежить від багатьох факторів, пов'язаних як з властивостями, складом і  будовою металевого матеріалу, так  і з властивостями середовища і зовнішніми впливами. Для сталевих трубопроводів, покладених в грунт, швидкість руйнування залежить багато в чому від кор-розіонності грунту, зокрема, від типу грунту, складу і  концентрації речовин, вмісту вологи, проникнення повітря в грунт, структури грунту, температури і  питомого опору грунту, наявності  в грунті бактерій, активізують корозійні  процеси. Оцінюється корозійна активність грунту по величині його питомого електроопору (Чим менше р, тим більше можливість корозії). Важливою характеристикою  грунту є і водневий показник рН середовища (збільшення швидкості корозії  при зменшенні рН). На інтенсивність  корозії впливає неоднорідність металу, механічні напруги, температури  і т.д. Неоднорідність металу призводить до появи корозійних мікроелементів (мікропар) в місцях зіткнення з  грунтом, або в місці зміни  фізичних властивостей грунту. Корозія  може відбутися і при утворенні  макропари через наявність макровключеній - окалини, подряпини, вм'ятини, наклепу, поперечних, поздовжніх зварних швів, макроструктурної неоднорідності фізико-хімічних властивостей грунтів, (Наприклад, при  неоднорідному надходженні кисню  до поверхні трубопроводу, розташованому  під полотном дороги). Істотний вплив  на швидкість корозії надає життєдіяльність  анаеробних бактерій, особливо в грунтах, що містять велика кількість сульфатних солей. У цьому випадку відбувається утворення сірчаної кислоти та посилення  корозійних процесів.

2. Причини  та механізм корозії трубопроводів

Основною  причиною корозії металу трубопроводів  і резервуарів є термодинамічна нестійкість металів. Саме тому переважна  більшість металів в земній корі знаходиться у зв'язаному стані  у вигляді оксидів, солей та інших  сполук. Згідно з другим законом  термодинаміки, будь-яка система  прагне перейти зі стану з більшою  енергією в стан з меншою енергією.

Енергія, якою володіють речовини, називається  хімічною енергією.Вона створюється  рухом електронів на електронних  орбітах атомів і молекул. За певних умов хімічна енергія може перетворюватися  на інші види енергії, здійснювати роботу (наприклад, роботу утворення хімічних сполук).

Стосовно  до речовин 2-й закон термодинаміки  звучить так: мимовільно відбуваються тільки такі хімічні перетворення, в результаті яких утворюються речовини з меншою хімічної енергією. Практично  для всіх металів (крім золота) при  утворенні оксидів, солей і т. д. це правило виконується. Тому окислення  металів, тобто їх корозія, в природних  умовах процес неминучий.

Практично круговорот металу в природі виглядає так. Металургійна промисловість, витрачаючи велику кількість енергії, здійснює відновлення металів з руд  у вільний стан, тобто переводить їх на більш високий енергетичний рівень. Однак, коли цей метал вже  у вигляді якоїсь конструкції  піддається дії окислювачів (кисню), він мимоволі переходить на більш  стабільне окислене стан.

Вплив неоднорідності складу металу

Для будівництва  трубопроводів застосовують маловуглецевої і низьколеговані сталі. Крім заліза вони містять вуглець (до 2%), легуючі  домішки (хром, нікель, марганець, мідь) і домішки, які неможливо повністю видалити в металургійному процесі (сірка, фосфор, кисень, азот, водень). Неоднорідний склад сталей сприяє виникненню корозійних пар в відповідному середовищі.

Вплив неоднорідності умов на поверхні металу

Для виникнення струму при електрохімічної корозії  металу необхідна наявність катодного  і анодного зон. З розгляду механізму  електрохімічної корозії слід, що інтенсивність процесу залежить від швидкості утворення іон-атомів металу (І вільних електронів), а  також наявності кисню і води. Враховуючи, що на швидкість утворення  іон-атомів впливає температура, концентрація розчину електроліту і інші зовнішні умови, можна зробити висновок, що якщо на поверхні одного і того ж  металу створити різні умови, то одна частина його поверхні стане анодом по відношенню до іншої.У першому  випадку анодом є електрод, поміщений  в підігрітий електроліт. Це пов'язано  з тим, що в підігрітому електроліті  розчинення металу відбувається більш  інтенсивно. Аналогічна картина спостерігається  і в слабоконцентрірованном розчині  власної солі в порівнянні з концентрованим розчином цієї солі. Нарешті, при подачі до одного з електродів повітря на ньому полегшується перебіг реакції  кисневої деполяризації, характерної  для катода.До освіти корозійних елементів  на поверхні трубопроводів приводить  різний доступ кисню до різних ділянок  його поверхні, різна вологість грунту, неоднорідність мікроструктури металу. Приклади виникнення корозійних елементів  наведені на рисунку 4.

Вплив складу середовища

Нафти являють  собою суміш різних вуглеводнів  з вуглеводневого компонентами (спирти, феноли, сполуки сірки, кисню і  ін.) Якщо граничні і неграничні вуглеводні абсолютно інертні до металам, то не вуглеводневого компоненти вступають  з ними в хімічну реакцію. Особливо небезпечні сірчисті сполуки (елементарна  сірка, сірководень, меркаптани), які  є причиною від 3 до 20% випадків корозійного  пошкодження внутрішньої поверхні трубопроводів. Сірчисті... сполуки  нафти потрапляють при її переробці  і в нафтопродукти.

Велику  небезпеку в корозійному відношенні представляють також органічні  кислоти, які утворюються в результаті окислення вуглеводневої і вуглеводневого складових товарних палив при  їх зберіганні і застосуванні.

Таким чином, нафтопродукти в тій чи іншій  мірі є корозійно-активними. Поява  блукаючих струмів в підземних  металевих спорудах пов'язане з  роботою електрифікованого транспорту і електричних пристроїв, що використовують землю як струмопроводу. Джерелами  блукаючих струмів є лінії  електрифікованих залізниць, трамваїв, лінії  Для зменшення горючості  поліетилену в нього вводять  спеціальні добавки (оксид сурми, хлоровані  вуглеводні і ін). Одночасно підвищуються його механічні властивості. З метою  попередження старіння поліетилену  і відповідного погіршення фізико-механічних властивостей (Зменшуються морозостійкість, плинність, відносне подовження, ударна в'язкість, підвищується крихкість) в  нього при виготовленні вводять  стабілізатори, наприклад феноли.

Комбіновані покриття

Протягом  багатьох років у нашій країні поряд з мастичними широко застосовувалися  покриття на основі липких полімерних стрічок. Досвід їх використання показав, що вони дуже технологічні (простота нанесення, зручність механізації робіт), проте  легко уразливі - гострі виступи  на поверхні металу, гострі камінчики  легко проколюють таку ізоляцію, порушуючи  її суцільність. З цієї точки зору гарні покриття на основі бітумних мастик, проколоти які досить складно. Проте з плином часу бітумні мастики  В«СтаріютьВ»: втрачають еластичність, стають крихкими, відшаровуються від  трубопроводів.

ВНІІСПТнефть (нині ІПТЕР) розробив конструкцію комбінованого  ізоляційного покриття В«ПластобітВ», позбавлену зазначених недоліків. Покриття представляє собою комбінацію бітумного  і плівкового покриттів: на шар грунтовки  наноситься бітумна мастика товщиною 3 .. .4 Мм, яка відразу ж обмотується  полівінілхлоридною плівкою без  підклеюються шару. Величина нахлеста регулюється в межах 3 ... 6 см. У  момент намотування полімерного  шару частина мастики видавлюється під нахлест, що забезпечує герметизацію місць нахлеста.

Полімерний  шар в конструкції покриття В«ПластобітВ»  грає роль своєрідної В«арматуриВ», яка  забезпечує незалежно від терміну  служби збереження цілісності основного  ізоляційного шару - бітумного. У свою чергу, прокол полімерної плівки не приводить  до порушення цілісності покриття, так як шар бітумної мастики має  досить велику товщину. Більш того, досвід експлуатації покриття В«ПластобітВ»  показує, що в місцях дрібних наскрізних пошкоджень полімерної частини має  місце В«самозалічуванняВ», що виражається  в витіканні частини мастики  через цей отвір та застигання її у вигляді грибка над місцем ушкодження.

Покриття  В«ПластобітВ» є технологічним  з точки зору нанесення, не потребує значної перебудови застосовуваної до теперішнього часу технології капітального ремонту, володіє високими захисними  якостями, які, за твердженням розробника, не погіршуються з часом.

Однак відносно висока плинність, мала ударна в'язкість  і слабка несуча здатність матеріалу  не дозволяють використовувати покриття В«ПластобітВ» для труб діаметром  більше 820 мм.

Новим типом  комбінованого ізоляційного покриття є В«АрмопластобітВ», відмінне від  В«ПластобітаВ» тим, що в ньому в  якості армуючого матеріалу замість  склополотна використ...овується ниткопрошивні  склосітка. В«АрмопластобітВ» допускається використовувати на трубопроводах  діаметром до 1220 мм включно.

В останні  роки розроблені бітумно-полімерні  ізоляційні стрічки для газонафтопроводів, що також є комбінованими. Так, стрічка  Ліб (Стрічка ізоляційна бітумна) являє  собою рулонний матеріал, що складається  з основи (полімерної плівки), на яку  нанесено шар бітумної мастики і  шар антиадгезиви. Покриття на основі стрічки Ліб аналогічно покриттю типу В«ПластобітВ», але на відміну  від останнього наноситься холодним способом.

В останні  роки розроблені і інші типи комбінованих ізоляційних покриттів. Поліпропілен є продуктом полімеризації пропілену (газоподібного гомолога етилену). Він  володіє більш високою міцністю, жорсткістю і теплостійкістю по порівнянні з поліетиленом.

Поліуретани - це полімери, одержувані полімеризацією диізоціанатів або полиизоцианатов  з сполуками, що містять активні  атоми водню. Поліуретани можуть бути в'язкими рідинами або твердими продуктами. Вони стійкі до дії кислот, масел, бензину, володіють високими адгезією до стали, міцністю при ударі, коефіцієнтом електроопору і опором катодному відшаровування, а також  низьким водопоглинанням. Однак  поліуретанові мастики практично  непридатні для нанесення в польових умовах при негативних температурах, тому що мають тривалий період полімеризації, яка протікає тільки при позитивній температурі (до 8 год при температурі 20 В° С). Крім того, деякі марки поліуретанових мастик токсичні.

Основу  термонасадкові матеріалів становить  радіаційно-вулканізований поліетилен тривимірної структури, який при  тепловій дії на нього забезпечує усадку вироби на поверхні, що захищається. Термоусадочні матеріали застосовуються у вигляді обгорткових стрічок, манжет і муфт для ізоляції зварних  з'єднань труб з заводською ізоляцією. Епоксидні смоли після затвердіння  утворюють покриття, що характеризуються високою адгезією до металів, механічною міцністю, тепло-, водо- і хімічною стійкістю, хорошими діелектричними показниками. Захисні властивості епоксидних смол істотно залежать від виду затверджувача, який зумовлює спосіб їх сушіння: гарячий  або холодний (при температурі 15 ... 20 В° С). До недоліків тонкоплівкових епоксидних покриттів відносяться  відносно низька ударна міцність і  недостатня стійкість до катодного  відшарування.

Полімерні стрічки в порівнянні з мастиками  більш технологічні при нанесенні  і дозволяють в значній мірі механізувати цей процес. Крім того, вони володіють  високими діелектричними властивостями.

Ізоляційні  стрічки випускають на основі поліетилену  або полівініл-хлориду (ПВХ). Вони складаються  з полімерної плівки-основи, на яку  завдано підклеюються липкий шар. Основа стрічки володіє необхідними  механічними і діелектричними властивостями, а підклеюються шар забезпечує необхідну  адгезію з металом труби і  герметизацію нахлеста між шарами стрічки.

Великим недоліком липких полімерних стрічок  є поступова втрата адгезії до металу. Тому приблизно через 5 років  після їх нанесення метал виявляється  не захищеним від корозії. Інший  недолік стрічкових покриттів - утворення  так званих В«шатрових порожнечВ» у  околошовной зоні, які в подальшому стають вогнищами корозії.

Тип полімерного  покриття вибирається в залежності від умов його експлуатації. Одним  з визначальних параметрів є температура  продукту, що транспортується Т п . Так, посилене стрічкове покриття застосовується при Т <40 В° С, покриття на основі екструдованого поліолефіну - Не більше 60 В° С; на основі термостійких полімерних стрічок, поліуретанових смол, епоксидних фарб - не більше 80 В° С, на основі термонасадкові матеріалів - до 100 В° С. Є обмеження щодо застосування ізоляційних  матеріалів в залежності від діаметра трубопроводу. Так, деякі типи стрічкових полімерних покриттів і покриття на основі епоксидних фарб застосовуються на трубах діаметром не більше 820 мм, покриття ж на основі екструдованого поліолефіну і на основі поліуретанових смол допускаються до застосування на трубопроводах діаметром від 273 до 1420 мм.

На ділянках зі складними грунтово-кліматичними умовами, і особливо на підводних  переходах, де труби нерідко укладаються  методом протягування, до ізоляційним  покриттям пред'являються особливо високі вимоги: значна механічна міцність, низька ступінь стиранням, висока адгезія  до металу, хімічна стійкість, довговічність. У цих умовах дуже привабливо виглядають антикорозійні покриття з поліуретанів. Даний матеріал володіє високими ізолюючими властивостями, значною  твердістю, еластичністю, надзвичайно  високим опором стиранню, дряпання і біопошкодженні. Крім того, поліуретани  стійки до води, розчинів солей та мають  гарну адгезію до металів.

3.2 Способи  електрохімічного захисту

Практика  показує, що навіть ретельно виконане ізоляційне покриття в процесі експлуатації старіє: втрачає свої діелектричні властивості, водостійкість, адгезію. Зустрічаються ушкодження ізоляції при засипці трубопроводів у  траншеї, при їх температурних переміщеннях, при впливі коренів рослин. Крім того, в покриттях залишається  деяка кількість непомічених  при перевірці дефектів. Отже, ізоляційні покриття не гарантують необхідного  захисту підземних трубопроводів  від корозії. Виходячи з цього  захист трубопроводів від підземної  корозії незалежно від корозійної активності грунту і району їх прокладки  повинна здійснюватися комплексно: захисними покриттями і засобами електрохімічної захисту (ЕХЗ).

3.2.1 Катодний  захист

Катодний  захист полягає в наведенні на трубопровід спеціальними установками  зовнішнього електричного поля, що створює катодний потенціал на поверхні труби. При такому захисті корозійному  руйнуванню піддається електрично підключений  до защищаемому трубопроводу 1 анод 3, виготовлений з електропровідних матеріалів.

Захист  магістральних трубопроводів від  грунтової корозії здійснюється катодного поляризацією поверхні труби  установками катодного захисту (автоматичними  і неавтоматичними). ​​

Для розрахунку установок катодного захисту  необхідно при проведенні електрометричних робіт отримати дані про питому електричному опорі грунту в полі струмів катодного  захисту, а також в місці установки  анодного заземлення, мати дані по характеристиці трубопроводу, зважаючи ізоляційного покриття і наявності джерел електропостачання.

Основними параметрами установки катодного  захисту є сила струму і довжина  захисної зони, в залежності від  яких приймаються потужність установки, тип і число анодних заземлювачів, довжина дренажних ліній.

3.2.2 Протекторний  захист

Протекторний  захист відноситься до електрохімічного увазі захисту трубопроводу від  корозії і заснована на принципі роботи гальванічного елемента. Вона автономна, завдяки чому може використовуватися  в районах, де відсутні джерела електроенергії.

Принципова  схема протекторного захисту  зображена на рис. 3. Найбільш поширеними протекторами є магнієві, потенціал  яких Е пр до підключення їх до трубопроводу становить - 1,6 В. Мінімальний розрахунковий  захисний потенціал E min p становить, так  само, як і для катодного захисту - 0,85 В, природний потенціал трубопроводу по відношенню до медносульфатному електроду  порівняння Е їсть = - 0,55 В. Для підвищення ефективності роботи протектора його занурюють у спеціальну суміш  солей, звану активатором.

При протекторної захисту до захищаємий трубопроводу приєднують металевий протектор 5 (анодний  електрод), і має більш в'язкий  електричний потенціал, ніж потенціал  металу трубопроводу. Із застосуванням  протекторного захисту трубопровід  приймає полярність катода, а протектор - анода.

Принцип дії протекторного захисту аналогічний  роботі гальванічного елемента.

Два електроди (трубопровід і протектор, виготовлений з більш електронегативного металу, ніж сталь) опущені в грунтовий  електроліт і з'єднані провідником. Так як матеріал протектора є більш  електронегативний, то під дією різниці  потенціалів відбувається спрямований  рух електронів від протектора до трубопроводу по провіднику. Одночасно  іон-атоми матеріалу протектора переходять в розчин, що призводить до його руйнуванню. Сила струму при  цьому контролюється за допомогою  контрольно-вимірювальної колонки.

Таким чином, руйнування металу все одно має місце, але НЕ трубопроводу, а протектора.

3.3 Електродренажний  захист

Значну  небезпеку для магістральних  трубопроводів представляють блукаючі струми електрифікованих залізниць, які  в разі відсутності захисту трубопроводу викликають інтенсивне корозійне руйнування в анодних зонах. Найбільш ефективним способом захисту від блукаючих  струмів є електродренажного  захисту, основний принцип якої полягає  в усуненні анодних зон шляхом відводу (дренажу) блукаючих струмів  від них в рейкову частина  ланцюга електротяги, що має негативний або знакозмінний потенціал.

Застосовують  прямий, поляризований і посилений  дренажі.

Прямий  електричний дренаж - це дренажний  пристрій двосторонньої провідності. Схема прямого електричного дренажу  включає в себе: реостат, рубильник, плавкий запобіжник і сигнальне  реле. Сила струму в ланцюзі В«трубопровід-рейкаВ»  регулюється реостатом. Якщо величина струму перевищить допустиму величину, то плавкий запобіжник згорить, струм  потече по обмотці реле, при включенні  якого спрацьовує звуковий або світловий  сигнал.

Прямий  електричний дренаж застосовується в тих випадках, коли потенціал  трубопроводу постійно вище потенціалу рейкової мережі, куди відводяться  блукаючі струми. В іншому випадку  дренаж перетвориться на канал для  натікання блукаючих струмів  на трубопровід.

Поляризоване  електричний дренаж - це дренажний  пристрій, володіє односторонньою провідністю. Від прямого дренажу поляризований  відрізняється наявністю елемента однобічної провідності (вентильний елемент) ВЕ. При поляризованому дренажі струм  протікає тільки від трубопроводу до рейки, що виключає натікання блукаючих  струмів на трубопровід по дренажному проводу.

Посилений дренаж застосовується в тих випадках, коли потрібно не тільки відводити  блукаючі струми з трубопроводу, але  і забезпечити на ньому необхідну  величину захисного потенціалу. Посилений  дренаж являє собою звичайну катодну  станцію, підключену негативним полюсом  до захищаємий спорудженню, а позитивним - не до анодного заземлення, а до рейок  електрифікованого транспорту.

Для спорудження  електрохімічного захисту магістральних  тр...убопроводів від корозії застосовуються засоби і установки катодного, електродренажного, протекторного захисту, електричні перемички, контрольно-вимірювальні пункти і конструктивні вузли типових  проектів.

Роботи  по спорудженню електрохімічного захисту  необхідно здійснювати в дві  стадії. На першій стадії необхідно  виконувати наступні роботи:

- розмітку  трас ділянки виробництва робіт,  ЛЕП і кабелів, підготовку будівельного  майданчика; 
- вибір і облаштування місця для зберігання обладнання, монтажних вузлів, деталей, метизів, інструментів і матеріалів; 
- доставку техніки, машин і механізмів; 
- підготовку ділянки для проведення робіт; 
- доставку обладнання установки катодного захисту, монтажних вузлів, деталей, метизів, інструменту, пристроїв і матеріалів; 
- розробку грунту в траншеях і котлованах. Зворотну засипку з трамбуванням після встановлення обладнання та кабелів до рівня, зазначеного в робочої документації; 
- спорудження анодних та захисних заземлень, монтаж і укладання протекторів; 
- прокладку підземних комунікацій; 
- монтаж катодних і контрольних електричних виводів від трубопроводів, а також контактних з'єднань анодних, захисних заземлень і протекторних висновків; 
- установку і закладку в споруджувані фундаменти несучих опорних конструкцій для монтажу обладнання.