СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРЕВЫШЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАЩИТНОГО ТОКА И ЕЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЕ СТАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2009 года по МПК F16L58/00 

Описание патента на изобретение RU2366854C1

Изобретение относится к строительству и ремонту объектов добычи, транспортировки, переработки и хранения газа, нефти и воды.

Анализ статистики отказов оборудования нефтегазовых систем (Табл.1) показывает, что коррозия является доминирующим фактором этих отказов.

Таблица 1 Система Виды отказа Коррозия Брак строительно-монтажных работ Брак материалов Механические повреждения Нарушение эксплуатации Нефтеперерабатывающая пром-сть и транспорт нефти 70% 15% 2% 10% 3% Газопроводы 36,7% 10% 13,3% 13,9% 26,1% Внутрипромысловые трубопроводы 95%

Поэтому борьба с коррозией, разработка новых и совершенствование старых способов контроля коррозионных процессов является первоочередной задачей для обеспечения безаварийной работы трубопроводного транспорта.

Американский изобретатель Джеймс Вюртель (Wuertele) разработал весьма совершенный детектор коррозии [1], позволяющий объективно оценивать опасность коррозионных повреждений, обусловленных токами утечки. Этот детектор успешно может быть применен на объектах, соединенных с источниками энергоснабжения силовыми кабелями постоянного и переменного тока, однако он не позволяет контролировать почвенную коррозию, обусловленную недостаточностью плотности защитного тока, или стресс-коррозию, обусловленную, наоборот, избытком защитного тока, приводящим к наводораживанию защищаемой металлоконструкции.

Российский изобретатель Львович В.А. предложил способ коррозионного кросс-мониторинга подземных металлических сооружений [2]. Этот способ позволяет производить интегральную оценку целостности защитного покрытия участка трубопровода путем частотной модуляции и последующей регистрации на концах этого участка величины защитного тока и динамики изменения поляризационного потенциала вблизи поверхности защищаемого объекта. Этот метод предполагает накопление данных за довольно продолжительный промежуток времени и их последующую математическую обработку, что требует наличия подготовленного персонала и серьезного технического оснащения, что не всегда оправдано с экономической точки зрения. Кроме того, информация только о состоянии изоляции не всегда достаточна для принятия решения о целесообразности выполнения ремонтных работ или изменении режимов защиты на рассматриваемом участке трубопровода, что ограничивает применение этого способа.

Известен способ контроля коррозионных повреждений стальных объектов, помещенных в грунт и защищающихся установками катодной защиты посредством установки вблизи этих объектов свидетелей коррозии в виде стальных пластинок, электрически соединенных с защищаемыми объектами [3]. Изучение вынутых из грунта свидетелей коррозии позволяет оценить недостаточность величины плотности защитного тока, величину и характер коррозионных разрушений. Однако такой способ контроля не позволяет обнаруживать переизбыток плотности защитного тока, приводящий к наводораживанию стали и ее последующему охрупчиванию, а также судить о равномерности распределения защитного тока по поверхности защищаемых объектов.

Для устранения указанных недостатков предлагается способ контроля превышения допустимой плотности защитного тока и его распределения при катодной защите стальных сооружений, размещенных в земле или водной среде. Способ заключается в размещении на поверхности защищаемых сооружений ленты из терморасширенного графита и ее последующем исследовании спустя определенный период эксплуатации на предмет обнаружения окраски и вздутий на ее поверхности. Установлено, что окраска графитовой ленты возникает тогда, когда потенциал на ее поверхности достигает значения потенциала разложения хлора (Фиг.1). Естественно предположить, что через области одинакового цвета протекал ток одинаковой плотности, а плотность тока через неокрашенную область была недостаточной для разложения хлора. Поэтому распределение окраски на поверхности графитовой ленты можно сопоставить с распределением плотности тока. Вздутия ленты возникают из-за разложения воды при достижении потенциала на ее поверхности 1,15 В. Получающиеся при разложении воды положительно заряженные ионы водорода под действием электрического поля отрицательно заряженной ленты проникают в ее толщу, где, взаимодействуя между собой, образуют молекулярный (газообразный) водород, который вследствие малой механической прочности ленты из терморасширенного графита производит ее вспучивание (Фиг.2).

Применение способа на магистральных газопроводах поясняется Фиг.3. Ленту из терморасширенного графита 1 оборачивают вокруг трубопровода 2 на проблемном участке газопровода, например, вблизи точки подключения к станции катодной защиты 3, где ожидается достижение максимального потенциала поляризации. Затем эту ленту соединяют кабелем с одним из выводов монтажной платы 4 контрольно-измерительного пункта (КИП) 5. На другие выводы монтажной платы выводят провода от пластинки из трубной стали (свидетеля коррозии) 6, измерительного электрода (электрода сравнения) 7 и анодных заземлителей 8. Перед засыпкой грунтом точки соединения элементов катодной защиты с кабелями тщательно изолируют.

По истечении установленного контрольного времени эксплуатации газопровода, находящегося под катодной защитой, место установки ленты из терморасширенного графита разрывают и изучают состояние ее поверхности. Если на поверхности ленты обнаружатся вздутия, то это явно указывает на недопустимо высокую плотность защитного тока, приводящую к наводораживанию трубной стали и снижению ее прочности. Делается заключение о снижении защитного тока. Если лента из терморасширенного графита с одной стороны приобрела синеватый или, что еще хуже, коричневатый оттенок, а с другой стороны осталась неизменной светло-серого цвета, то это свидетельствует о неравномерном распределении защитного тока. Делается вывод об изменении конфигурации анодных заземлителей или дополнительной установке новых анодных заземлителей со стороны светло-серого участка ленты из терморасширенного графита. Если есть сомнения в равномерности распределения защитного тока, например, в местах пересечения трубопроводов или при сложной их конфигурации, то и в этих случаях применим предложенный способ контроля: место закладки ленты из терморасширенного графита проливается водопроводной (хлорированной) водой, через три дня отрывается шурф, изучается лента по изложенной выше методике и делаются соответствующие выводы.

Литература

1. Патент США №4280124, G08B 21/00, 21.07.1981.

2. Патент РФ №159891 (C1), F16L 58/00, 30.11.1999.

3. Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. М., Физматлит, 2002, с.141-142, 148.

Похожие патенты RU2366854C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ГАЗОПРОВОДОВ И/ИЛИ ГАЗОКОНДЕНСАТОПРОВОДОВ, НЕФТЕПРОВОДОВ И/ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДОВ, ВОДОПРОВОДОВ, ИХ ИНЖЕНЕРНОГО ОБУСТРОЙСТВА И КОМПЛЕКСА ОБЪЕКТОВ ПО ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА, НЕФТИ И ВОДЫ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ 2000
  • Петухов В.С.
RU2172887C1
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ 2002
  • Петухов В.С.
  • Сидоренко В.Г.
  • Сулимин В.Д.
  • Штин А.П.
RU2223346C1
Способ противокоррозионной защиты магистрального трубопровода в условиях города. 2020
  • Какалин Павел Павлович
  • Мартыненко Денис Сергеевич
  • Шашнов Денис Петрович
RU2749962C1
СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ОТ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ 2014
  • Буслаев Александр Алексеевич
RU2584834C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ 2011
  • Анашкин Анатолий Александрович
  • Чулючкин Вячеслав Владимирович
RU2486288C2
Способ совместной катодной защиты от электрохимической коррозии стальных подземных трубопроводов и футляров на участке пересечения с электрифицированной железной дорогой 2019
  • Буслаев Александр Алексеевич
RU2736599C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, НАХОДЯЩЕЙСЯ В ГРУНТЕ ИЛИ ДРУГОЙ ТОКОПРОВОДЯЩЕЙ СРЕДЕ 2006
  • Ковалев Александр Стефанович
  • Юдин Александр Григорьевич
RU2331719C2
Способ защиты промышленных объектов сгорания углеводородного топлива от грозовых разрядов и электрохимической коррозии подводящих стальных подземных сооружений для углеводородного топлива на промышленных объектах 2016
  • Буслаев Александр Алексеевич
RU2650551C2
Способ катодной защиты подземного объекта 2021
  • Редекоп Александр Гарольдович
RU2768063C1
Способ совместной катодной защиты от электрохимической коррозии смежных подземных стальных сооружений, находящихся в агрессивной окружающей среде 2015
  • Буслаев Александр Алексеевич
RU2628945C2

Реферат патента 2009 года СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРЕВЫШЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАЩИТНОГО ТОКА И ЕЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЕ СТАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Изобретение относится к области защиты от коррозии. В способе контроля превышения допустимой плотности защитного тока и ее распределения при катодной защите стальных сооружений, размещенных в земле или водной среде, помимо контроля коррозии, вызванной недостатком плотности защитного тока, осуществляющейся свидетелем коррозии в виде стальной пластинки, помещенной вблизи поверхности защищаемого стального объекта и электрически соединенной с защищаемым объектом, осуществляется контроль превышения плотности защитного тока и ее распределения с помощью ленты из терморасширенного графита, размещенной на поверхности защищаемого объекта, посредством изучения вздутий и окраски поверхности вышеуказанной ленты. Технический результат - обеспечение возможности контроля превышения допустимой плотности защитного тока и ее распределения при катодной защите стальных сооружений, размещенных в земле или водной среде. 1 табл., 3 ил.

Формула изобретения RU 2 366 854 C1

Способ контроля превышения допустимой плотности защитного тока и ее распределения при катодной защите стальных сооружений, размещенных в земле или водной среде, отличающийся тем, что помимо контроля коррозии, вызванной недостатком плотности защитного тока, осуществляющейся свидетелем коррозии в виде стальной пластинки, помещенной вблизи поверхности защищаемого стального объекта и электрически соединенной с защищаемым объектом, осуществляется контроль превышения плотности защитного тока и ее распределения с помощью ленты из терморасширенного графита, размещенной на поверхности защищаемого объекта, посредством изучения вздутий и окраски поверхности вышеуказанной ленты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2366854C1

СЕМЕНОВА И.В
и др
Коррозия и защита от коррозии
- М.: Физматлит, 2002, 141-142, 148
СПОСОБ КОРРОЗИОННОГО КРОСС-МОНИТОРИНГА ПОДЗЕМНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ 1999
  • Львович В.А.
RU2159891C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ГАЗОПРОВОДОВ И/ИЛИ ГАЗОКОНДЕНСАТОПРОВОДОВ, НЕФТЕПРОВОДОВ И/ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДОВ, ВОДОПРОВОДОВ, ИХ ИНЖЕНЕРНОГО ОБУСТРОЙСТВА И КОМПЛЕКСА ОБЪЕКТОВ ПО ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА, НЕФТИ И ВОДЫ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ 2000
  • Петухов В.С.
RU2172887C1
ПНЕВМОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 2008
  • Мордасов Михаил Михайлович
  • Мордасов Денис Михайлович
  • Иванцов Андрей Алексеевич
RU2357807C1
US 4280124 A, 21.07.1981
ЗИНЕВИЧ A.M
Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии
- М.: Недра, 1975.

RU 2 366 854 C1

Авторы

Петухов Виктор Сергеевич

Сидоренко Виктор Григорьевич

Даты

2009-09-10Публикация

2008-01-18Подача