Способ раздельной катодной защиты параллельных подземных трубопроводов Советский патент 1992 года по МПК C23F13/00 

VI

Јъ

Изобретение относится к технике защиты от коррозии подземных металлических сооружений и может быть использовано в средствах катодной защиты многониточных систем параллельных трубопроводов. Цель изобретения - повышение эффективности защиты за счет исключения разрушения трубопровода при прекращении эксплуатации его индивидуального выпрямителя. При -катодной поляризации каждого трубопровода с помощью индивидуального выпрямителя при прекращении

#

эксплуатации последнего электрически размыкают цепь его катодной защиты. При работоспособном преобразователе самоблокируемым автоматом 3 включает электропитание силового трансформатора 1. При этом возбуждается размыкатель 5 и контактами 6 замыкает дренажную цепь 7, по которой начинает течь ток защиты, выпрямленный преобразователем Ь. При выходе из строя преобразователя , например при пробое вентильных элементов выпрямительного моста грозовым разрядом, во вто- ричной цепи силового трансформатора 1 резко уменьшается сопротивление,

Изобретение относится к технике защиты от коррозии подземных метал - лических сооружений и может быть использовано в средствах катодной защиты многониточных систем парал- лельных трубопроводов.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты за счет исключения разрушения трубопровода при прекра - щении эксплуатации его индивидуального выпрямителя.

Способ защиты заключается в том, что каждый из параллельных подземных трубопроводов катодно поляризуют путем генерирования постоянного тока между ним и соответствующим анодным заземлением с помощью индивидуальных выпрямителей, при этом при прекра- щении эксплуатации его индивидуального выпрямителя цепь соответству/о- щей катодной защиты электрически размыкают .

На чертеже изображена схема катод- ной защиты трубопровода и подключенное к ней предлагаемое устройство.

На чертеже изображены силовой трансформатор 1, в первичной цепи 2 которого установлен автомат 3 защиты от перегрузки, например, магнитный пускатель с датчиком обратной связи по току, преобразователь Ь, например диодный или тиристорный выпрямитель, размыкатель 5, например магнитный пускатель второй величины типа ПМЕ 222, контакты 6 которого имеют нормально разомкнутое положение, дренажная цепь 7, соединяющая защищаемый

что способствует возрастанию тока как во вторичной, так и в первичной цепи трансформатора 1. При этом автомат 3 защиты от перегрузки отклю- чает электропитание размыкателя 5. контакты 6 которого принимают нормально разомкнутое положение и тем самым разрывают дренажную цепь 7, препятствуя части 10 тока 11 негативного влияния (или току остаточной поляризации) раздельной катодной защиты 12 параллельного трубопровода 13 натекать через межанодное пространство 9-11 по дренажной цепи 7 на защищаемый трубопровод 8 и с последнего стекать в грунт. 1 ил.

0

5

5

0

5

трубопровод 8 и анодное заземление 9 с преобразователем k,

Устройство работает следующим образом.

При работоспособном преобразователе самоблокируемым автоматом 3 включают электропитание силового трансформатора 1. При этом возбуждается размыкатель 5 и контактами 6 замыкает дренажную цепь 7, по которой начинает течь ток защиты, выпрямленный преобразователем .

При выходе из строя преобразователя J, например при пробое вентильных элементов выпрямительного моста грозовым разрядом, во вторичной цепи силового трансформатора 1 резко уменьшается сопротивление, что способствует возрастанию тока как во вторичной, так и в первичной цепи трансформатора 1.

При этом автомат 3 защиты от перегрузки отключает электропитание трансформатора 1 и, следовательно, отключает электропитание размыкателя 5, контакты 6 которого принимают нормально разомкнутое положение и, тем самым, разрывают дренажную цепь 7, препятствуя части 10 тока 11 негативного влияния (или току остаточной поляризации) раздельной катодной защиты 12 параллельного трубопровода 13 натекать через межанодное пространства 9-1 дренажной цепи 7 на защищаемый трубопровод 8 и с последнего стекать а грунт.

51 Пример. На 82 км трассы лятиниточной системы трубопроводов Ухта-Ярославль среднегодовая сила тока остаточной поляризации в дренажной .цепи первого трубопровода сое тавляет 0,2 А. В 300 м от места установки станций катодной защиты проходит русло, заполняемое паводковыми водами, пересекающее первый и второй трубопроводы и- далее пролегающее между вторым и третьим трубопроводами. В период таяния снегов паводковы воды с удобренных полей электрически перемыкают первый и второй трубопроводы по руслу. Обследование первого трубопровода в районе русла выявило большое количество коррозионных повреждений трубопровода в дефектах изоляционного покрытия. Общая площадь коррозионных повреждений составляет 262 см2, средняя их глубина 2,5 им, максимальная глубина 7,1 мм.

Измерение, проведенное в период хода паводковых вод, показало, что в этот период на первый трубопровод наводится ток негативного влияния катодной защиты второго трубопровода „ силой 2,0 А из-за того, что в период хода паводковых вод электрическое сопротивление цепи защиты (сопротивление цепи труба - анодное заземление) второго трубопровода равно 0,23 Ом и соизмеримо с электрическим сопротивлением между анодными заземлениями первого и второго трубопро- водов, равного 0,38 Ом. Поэтому при выходе из строя преобразователя катодной защиты первого трубопровода в силу закона параллельных проводников часть тока защиты второго трубопровода проникает через межанодное пространство по дренажной цепи в первый трубопровод и, стекая с первого трубопровода в дефектах изоляционного покрытия, расположенных в канале проводимости, создаваемом .паводковыми водами, разрушает трубопровод.

С помощью закона Фарадея легко по

казать, что обнаруженные коррозиен ные повреждения первого трубопровода током негативного влияния силой 2,0 А образовались всего за 10 дней:

i

Ъ , - i§7MM:9i9 §2 M2

1,163-2,0 А .

10 дн.

10

15

20

05А 5

25 545

50

55

10б

Рассматриваемая трубопроводная система эксплуатируется год, поэтому, учитывая низкую надежность элементов преобразователей, допустим,что за 1 лет эксплуатации преобразователь катодной защиты первого трубопровода мог быть неработоспособным в общей сложности 10 дней (в сумме). Этого времени оказалось вполне достаточно, чтобы произвести столь большие повреждения трубопровода.

В данном случае расстояние между анодными заземлениями катодной защи - ты первого и второго трубопроводов г составляет м, что в 1,5 раза больше нормируемого расстояния, равного 200 м. Поэтому согласно рекомендациям эксплуатируемая схема должна обеспечивать безопасную и эффективную катодную защиту трубопроводов, т.е. с точки зрения нормативных документов обнаруженное коррозионное повреждение трубопроводов не должно иметь место, тем более практически в районе подключения дренажной цепи к трубопроводам.

Использование предлагаемого изобретения не допустило бы проникновения тока негативного влияния в трубопровод и предотвратило бы его разрушение. И лет составляет лишь половину нормального срока службы магистральных трубопроводов, и разрушение трубопровода за столь короткий срок служит убедительным доводом опасности тока негативного влияния катодной защиты, особенно в нйзкоомных грунтах.

Учитывая сложность контролирова- ния постоянно меняющихся условий эксплуатации трубопроводов из-за большой пространственной их протяженности, можно полагать, что применение предлагаемого устройства для катодной защиты трубопровода с помощью предотвращения коррозионного разрушения трубопровода током негативного влияния катодной защиты позволит повы-- сить срок безаварийной службы подземных сооружений.

Эффективность предлагаемого способа определяется надежностью элементов преобразователя катодной защиты конструктивным решением эксплуатационной схемы катодной защиты параллельных сооружений многониточной системы и рядом других параметров т.е.

определяется совокупностью параметров, характерных для каждого конкретного случая.

Формула изобретения

Способ раздельной катодной защиты параллельных подземных трубопроводов, включающий катодную поляризацию их посредством генерирования постоян

ного тока между каждым трубопроводом и его анодным заземлением с помощью индивидуальных выпрямителей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты за счет исключения разрушения трубопровода при прекращении эксплуатации его индивидуального выпрямителя, электрически размыкают цепь катодной защиты этого выпрямителя.