УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ГАЗОПРОВОДА ОТ КОРРОЗИИ Российский патент 2019 года по МПК C23F13/04 

Техническое решение относится к устройствам катодной защиты, конкретно магистральных газовых и нефтяных трубопроводов от коррозии, вызванной блуждающими в Земле токами, путем их катодной и анодной поляризацией.

Известно устройство защиты от коррозии поверхностей нефтепроводов, путем создания крупных гальванических элементов, в которых катодом является защищаемое сооружение (Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику: Под ред. А.М. Сухотина. - Л.: Химия, 1999, - Пер. Изд. США., 1985. - 456 с.)

Недостатком известного устройства является ограниченный срок службы протектора, малая зона действия защиты и недостаточная эффективность.

Наиболее близким техническим решением является устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов (патент РФ №94975, МПК⁸ C23F 13/00, Бюл. №16, 2009 г.). Устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов, заключающееся в катодной поляризации защищаемого оборудования путем подключения постоянного источника тока (станция катодной защиты) и вспомогательного электрода (анода), причем вспомогательный электрод предварительно размещается внутри защищаемого оборудования (нефтепровода) и в его максимально низкой части, а отрицательный полюс источника питания подсоединяется к защищаемому оборудованию (нефтепроводу).

Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточная эффективность защиты и комплексность воздействия на внешние поверхностные свойства газопровода, приводящие к опасности эксплуатации.

Задачей предложенного технического решения является повышение безопасности эксплуатации и эффективности управления электрохимической защитой от коррозии газопроводов.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии содержит источник питания, измерительный электрод, вспомогательный электрод-анод, причем в него дополнительно введены усилительная-скрепляющая сетка «рабица» - дублер являющаяся изоляционным слоем газопровода защищая от коррозии, датчик контроля внешнего катодного тока, аналого-цифровой преобразователь, интерфейс, компьютер, причем выход источника питания связан с первым входом усилительной-скрепляющей сетки «рабица», соединенной с вспомогательным электрод-анодом, второй вход усилительной-скрепляющей сетки «рабица» связан с первым выходом измерительного электрода, выход которого последовательно связан с датчиком контроля внешнего катодного тока, с аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом, компьютером, а выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом источника питания.

На Фиг. изображена схема устройства для электрохимической защиты газопровода от коррозии.

Устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии содержит источник питания 1, выход которого связан с первым входом усилительной-скрепляющей сетки «рабица» 2, выполненной в виде изоляционного слоя газопровода соединенного с вспомогательным электрод-анодом 3, второй вход усилительной-скрепляющей сетки «рабица» 2 связан с первым выходом измерительного электрода 4, выход которого последовательно связан с датчиком контроля 5 катодного тока, с аналого-цифровым преобразователем 6, интерфейсом 7 и компьютером 8, а второй выход аналого-цифрового преобразователя 6 связан с входом источника питания 1.

Работает устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии следующим образом. Поскольку электрохимическая защита основана на том, что сдвигая потенциал металла пропусканием внешнего тока, можно изменять скорость его коррозии. Увеличение внешнего катодного тока до величины обеспечивающей достижение равновесного потенциала полностью подавляет коррозионный процесс как в дублере - сетке «рабице» 2 изоляции стального газопровода, так и в самом газопроводе. Изменение внешнего катодного тока обеспечивают источником питания 1, обеспечивающим формирование управления наложением внешнего катодного тока для повышения эффективного функционирования катодной электрохимической защиты. Для контроля фактической величины катодного тока используется датчик контроля 5 внешнего катодного тока, соединенный через измерительный электрод 4 с сеткой - «рабицей» 2 и с аналогово-цифровым преобразователем 6 с микропроцессором, который управляет регулируемым источником питания 1, соединенным с сеткой - «рабицей» 2, образующими измерительно-управляющую цепь, регулирующую изменение внешнего катодного тока. Причем измерительный электрод 4, соединенный через датчик контроля 5 и аналогово-цифровой преобразователь 6 подключен к минусу источника питания 1, плюс которого со вспомогательным электродом - анодом 3 через дублер - сетку «рабицу» 2 изоляции стального газопровода, чтобы стекающий с него ток натекал на катод достаточно равномерно.

Помимо этого, аналогово-цифровой преобразователь 6 с микропроцессором информацию о процессе регулирования величины внешнего катодного тока передает через интерфейс 7 на компьютер 8.

Мониторингом физико-химических характеристик почвы и формирования блуждающих токов устанавливают наиболее опасные участки по фактору коррозии, требующие для каждого из них своего формирования изменения внешнего катодного тока. Поэтому в данном случае аналогово - цифровой преобразователь 6 с микропроцессором, интерфейсом 7 и компьютером 8 работают также в режиме маршрутизатора для передачи управляющего воздействия на соответствующий источник питания 1, обеспечивающий формирование управления наложением внешнего катодного тока для повышения эффективности функционирования катодной электрохимической защиты по данным участкам.

Предложенное техническое решение разработано на уровне опытного образца, испытания которого показали его работоспособность, возможность контроля и повышения эффективности управления устройством для электрохимической защиты газопровода от коррозии определились возможности своевременного прогнозирования аварийных ситуаций, путем повышения безопасности эксплуатации.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для катодной защиты магистральных газовых трубопроводов. Устройство содержит источник питания, измерительный электрод, вспомогательный электрод-анод, при этом оно снабжено сеткой рабица, выполненной в виде изоляционного слоя газопровода, датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, при этом измерительный электрод последовательно связан с датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом источника питания, а изоляционный слой соединен с вспомогательным электрод-анодом. Технический результат: повышение безопасности эксплуатации и эффективности управления электрохимической защитой от коррозии газопроводов. 1 ил.

Устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии, содержащее источник питания, измерительный электрод, вспомогательный электрод-анод, отличающееся тем, что оно снабжено сеткой рабица, выполненной в виде изоляционного слоя газопровода, датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, при этом измерительный электрод последовательно связан с датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом источника питания, а изоляционный слой соединен с вспомогательным электрод-анодом.