Протектор для защиты от коррозии внешней поверхности труб Советский патент 1992 года по МПК C23F13/00 

толщина арматуры. Повышение надежности и эффективности в работе достигается введением в данное устройство протекторного

сплава с более отрицательным электродным потенциалом и выступов на внутренней поверхности браслета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической защиты от коррозии морских нефтегазопромысловых сооружений в подводной зоне, преимущественно подводных трубопроводов. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности в работе и снижение трудоемкости при монтаже. Протектор для защиты трубчатых поверхностей от коррозии выполнен в виде браслета и состоит из равновеликих частей в виде двух армированных 1 полуколец 2, жестко соединенных между собой концами арматуры. На одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав 6 с более отрицательным электродным потенциалом, а внутренняя поверхность браслета снабжена выступами 5. Арматура 1 в каждой из частей установлена со смещением ее по оси симметрии, относительно оси симметрии поперечного сечения части на 1/2S, где S сл С

Изобретение относится к электрохимической защите от коррозии морских нефте- газопромысловых сооружений в подводной зоне, преимущественно подводных трубопроводов.

Известен протектор, выполненный в корытообразной литой форме со стальным сердечником, проходящим по его оси.

Недостатком устройства является то, что при строительстве монтаж его на изоли- рованный трубопровод затруднен.

При замене отработанных протекторов на новые монтаж их на трубопроводы под водой, например морской, требует сварочных работ; что связано с большими денежны- ми затратами, а также ухудшением условий труда и техники безопасности.

Наиболее близким к предлагаемому является браслет для протекторной защиты трубопроводов, состоящий из двух равнове- ликих частей, выполненных в виде армированных полуколец и посредством сварки жестко соединенных между собой концами арматуры.

Поскольку в начальный период работы протекторной (электрохимической) защиты требуется большая плотность тока для подавления больших величин скоростей коррозии на защищаемом сооружении, то известный браслетный протектор не обес- печивает надежного стабильного режима работы системы защиты на весь срок службы, т.е. известный браслетный протектор не обеспечивает ступенчатый подвод постоянного тока от протектора к защищаемому со- оружению, а именно в начальный период ток большей величины, а в дальнейшем - значительно меньшей величины; кроме того он непосредственно устанавливается на трубопровод.

Это приводит к снижению эффективности работы протекторов за счет экранирования его рабочей поверхности, прилегающей к поверхности трубопровода, куда морская вода не полностью достигает, В этом случае растворение протектора по всей поверхности происходит неравномерно. В первую очередь растворяется та часть протектора, которая направлена в сторону морской воды. Неравномерное растворение может привести к потере связи сердечника с протекторным сплавом и к сокращению срока

службы протектора. Снижается эффективность работы системы протекторной защиты, так как монтаж его относительно трудоемок и требует дополнительных материальных, денежных и временных затрат.

Цель изобретения - обеспечение надежного режима работы на весь срок службы, повышение эффективности работы и снижение трудоемкости при монтаже.

Поставленная цель достигается тем, что протектор выполнен в виде браслета, состоящего из равновеликих частей в виде двух армированных полуколец, жестко соединенных между собой концами арматуры, на одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав с более отрицательным электродным потенциалом, а внутренняя поверхность браслета снабжена выступами.

Целью изобретения является также улучшение технологичности при монтаже.

Достижение ее осуществляется тем, что арматура протектора в каждой из частей установлена со смещением ее по оси-симметрии, относительно оси симметрии поперечного сечения части на 1/2.

На фиг. 1 приведен предложенный протектор на отрезке трубопровода, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Протектор установлен на стыковочном сварном узле трубопровода.

Предложенный протектор состоит из равновеликих частей в виде двух армированных 1 полуколец 2 из протекторного сплава, Полукольца 2 расположены на участке стыковочного сварного узла 3 трубопровода 4.

В качестве арматуры 1 используют сталь, а для сплава протектора (жертвенного анода) - цинк, марганец, магний, алюминий.

На разрезе видны выступы 5 на внутренней поверхности браслетного протектора. На одной части браслета с торца прикреплен протекторный сплав 6 с более отрицательным электродным потенциалом, чем сплав 2.

Улучшение технологичности при монтаже достигается путем смещения арматуры 1 по оси симметрии поперечного сечения части 7 на 1/2.

Электрическую связь между трубопроводом и протектором осуществляют при помощи стального стержня, например посредством сварки.

Предложенный протектор работает следующим образом.

При строительстве (или эксплуатации) подводного трубопровода в его стыковочном сварном узле 3 устанавливают протектор из сплава 2 и б, выполненный в виде браслета и состоящий из равновеликих частей в виде двух армированных полуколец, и жестко соединяют между собой концами арматуры 1, например, посредством сварки.

Точки соединения арматур протектора электрически связывают с трубопроводом, например, посредством стального стержня 8.

При погружении такого трубопровода, в частности, в морскую воду на нем начинает работать макрогальваническая пара протектор-трубопровод.

Протектор в этой паре является анодом и растворяется, поляризуя катодно трубопровод. Потенциал коррозии трубопровода смещается в отрицательную сторону.

При смещении потенциала трубопровода в отрицательную сторону на минус (150- 200) мВ на нем прекращается процесс коррозии.

В связи с тем, что в начальный период погружения трубопровода в коррозионно- агрессивную среду ток коррозии микро- и макрокоррозионных пар на нем максимален, то и требуется больше токоотдачи от протектора. Далее по мере работы пары протектор-трубопровод на трубопроводе из морской воды отлагаются катодные осадки в виде СаСОзМо(ОН)2, которые резко повышают поляризуемость трубопровода при малых значениях плотности поляризующего тока. Соответственно требуется меньше токоотдачи от протектора для защиты единицы поверхности.

Поэтому в начальный период начинает работать макрогальваническая пара-протекторный сплав 6 с более электроотрица- тельным потенциалом, например магниевый, трубопровод 4, давая большую токоотдачу.

После растворения протекторного сплава 6 приступает к работе протекторный сплав 2 с менее электроотрицательным потенциалом, например алюминиевый, в паре с защищаемым от коррозии трубопроводом.

Поскольку внутренняя поверхность предложенного браслетного протектора снабжена выступами 5, то коррозионно-аг- рессивная среда проникает как к наружной (от трубопровода), так и внутренней (к трубопроводу) поверхности протектора, приводя к его равномерному растворению по всей поверхности.

Выступы 5 выполнены из протекторного сплава 2 и по мере растворения сплава 2

они тоже растворяются, работая как протектор.

Поскольку арматура полукольца браслетного протектора жестко прикреплена между собой трубопроводом, то растворе0 ние выступов 5 не приводит к посадке внутренней поверхности протектора на трубопровод, тем самым не ухудшается режим работы системы протекторной защиты. В настоящее время нет технических ре5 шений протекторной защиты, в частности, морских подводных трубопроводов как в конструктивном исполнении, так и по долголетнему (30 и более лет) сроку службы, внедренных в производство.

0 Ранее разработанные протекторы для трубчатых поверхностей по конструктивному выполнению предназначены только для морских нефтегазовых стационарных платформ, или водных плавсредств.

5 Протекторы для подземных трубопроводов имеют ограниченный срок службы (до 10-15 лет),

Разработка и эксплуатация нефтегазовых скважин на море, транспортировка

0 нефти и газа по морским подводным магистральным трубопроводам требует средства протекторной защиты со сроком не менее 40 - 45 лет.

Замена отработанных протекторов на

5 новые на подводном трубопроводе особенно для глубоководных акваторий моря практически невозможна, экономически нецелесообразна из-за большой капиталоемкости этих работ.

0 Катодная защита посредством внешнего электрического тока морских подводных трубопроводов протяженностью более 10 км особенно на глубоководных акваториях моря экономически нецелесообразна.

5 Формула-изобретения

каждой из частей установлена со смещением относительно оси симметрии поперечноРедактор А.Долинич

Техред М.Моргентал

Заказ 1491ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

го сечения части на половину толщины арматуры.

Корректор О.Кундрик