Устройство для защиты от коррозии концевых участков металлических трубопроводов Советский патент 1983 года по МПК C23F13/00 F16L58/00 

2. Устройство по п. 1, о т л а to щ е е с я тем, что гильза и патрубки размещены соосно с защищаемым участком трубопровода,причем внутренние диаметры патрубков и трубопровода равны, длинагильзы равна 1,5 диаметра трубопровода, а ширина кольцевого )зазора межлу гильзой

и трубопроводом - р,01-0,15 его диаметра.. .

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что гильза восста новлена внутри концевого участка трубопровода с зазором,заглушенным с одной из сторон,причем длина гильзы равна одному диаметру трубопровода.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЕрйТЫ ОТ КОРРОЗИИ КОНЦЕВЫХ УЧАСТКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВт содержащее .. гильзу КЗ коррозионно-стойкого электроизоляционного материала, о т л ич ающе е с я тем, что, с целью уменьшения коррозионных разрушений катодными токами концевых участков титановых трубопроводов при работе с хлоридсодержащими растворами, оно снабжено электрически и механически соединенными между собой патрубками, один из KOToiaax изготовлен из титана, а другой - из материала с низким перенапряжением выделения хлора,и электроизоляционной, прокладкой, причем гильза выполнена с перфорацией и установлена с зазором по отношению к внутренней поверхности патрубков и защищаемого участка трубопровода, заглушенным с одной стороны. (Л с Поггюк тдкжти. содержащей ионы хяора t Поток жидкости, содержащей ,/ растоореиный хлор хЩ

- Ч . 1 Изобретение относится к области хШйЧеской и металлургической промышленности, а в частности к устройствам для з.ащиты от коррозии трубопроводов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства. При эксплуатации металлических конструкций в электрохимических про изводствах., где применяются промйшлен ные токи большой вёличйны, йтй ко нструкции подвергаются воздействию анодных и катодных токов утечки. При катодной защите воздействию катодных токов подвергается сама защищаемая металлоконструкция. Катодные токи могут создавать не только защитный эффект, но также приводить к увеличению скорости корро зии металла (отрицательный защитньзй эффект). В реальных конструкциях кор розии подвержены концевые участки металлических трубопроводов, на которые ток. поступает из электролита, .вызывая указанные эффекты. Известны устройства для защиты трубопроводов на концевых участках от воздействия окружающей среды l Концевые участки трубопроводов защищаю с помощью йставок из электрохимически более отрицательного мате сэйала, чем материалы трубы. Эти вставки плотно прижимаются к поверхHOiCTH металла и обеспечивают катодйук защиту труб на концевых участках и экраниров ание от коррозионно-эрозйонного износа. Подобные средства защиты неприменимы для защиты от кор1хэзии под воздействием катодных токов, так как дополнительная катодная пблярйзация защищаемого металла б пеГмбщью другого, бол её отрицатель ного металла, может привести только к усилению наводороживания и связан нйй с ним коррозии. В агрессивных epieMa t; (й4Шащйх раст ВреннШ - ; хлор, металлы, которые npимeня oтcja для катодной защиты (цинк, а прминий магний и их сплавы), растворййТ(;:я в течение нескольких часов, не beiecпёгчиВ;ая эгициты и 9а:грйзИяяГтШШбШ rHiecKyio среду. . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство.для защиты от коррозии концевых участков металлических трубопроводов, содержащее гильзу из коррозионностойкого электроизоляциоонного материала 2. В этих гильзах зазор заполняется материалом, имеВДим /адгезию к гильзе и защищаемой трубе. Это устройство также не обеспечивает защиты от Коррозии и наводороживания металлических труб в условиях воздействия катодных токов, а лишь приводит к перенесению участка, подвергающегося наводороживанию, от конца трубопров.ода внутрь него.. В этом случае коррозия будет происходить на участкетрубы, прилежащем к внутреннему концу гильзы. Целью изобретения является уменьшение кЬррОЗ и5нных разрушений под дейст вием катодных токов концевых участков титановых трубопроводов при работе с хлоридсодержащими растворами. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство выполнено в виде гильзы с перфорированной боковой поверхностью и двух электрически и механически соединенных Между собой патрубков , один из, которых изготовлен из титана, а другой выполнен из материала .с низким перенапряжением анодного выделения хлора, укреплен через.электроизоляционную прокладку на конце защищаемого трубопровода, причем гильза установлена с зазором по отношению к внутренней поверхности патрубков и защищаемого Участка трубопровЬда, заглушенным с одной, из сторон. При работе трубопровода с растворами, содержащими растворенный хлор,.гильза установлена непосредc-fBeHHo .внутри защищаемого концевого участка трубопровода с зазором, заглушенньЫ с одной из сторон.. Устройство поясняется чертежом. Перфорированная гильза 1, изготовленная из коррозионностойкого ;электрЬиэоляцирнного материала, установлена в трубе. Длина гильзы раи. . ., ..i : на 1,5 диаметра защищаемой трубы. В случае необходимости длина гильзы может быть увеличена (см. таблицу). Отверстия 2 в стеуке гильзы 1 обеспечивают электролитический контакт между застойной зоной и движущимся потоком электролита. К гильзе прикреплен металлический патрубок. 3, изготовленный из титана или из любого другого металлического материала, сто кого в данной агрессивной среде, и. металлический патрубок 4 с покрытием 5, обладающим низким жением анодного процесса выделения хлора из раствора, в качестве материалов патрубка и покрытия могут применяться, например, соответствен но титан и нанесенное на него окиснорутениевое покрытие, обладающее низким перенапряжением анодного выделения хлора. Длина патрубка 4 с покрытием 5. определяется допустимыми величинами плотно.стей токов утеч ки ( ) для применяемого покрытия (например, для окиснорутениевого покрытия ip/ 10 ма/см) и значениями, которые могут принимать токи утечки в данном электрохимическом производстве. . Патрубки 3 и 4 имеют между собой контакт посредством металлических болтов и могут быть изготовлены как .один целый патрубок, на части по верхности которого нанесено покрытие с низким перенапряжением анодного процесса выделения хлора. Устройство устанавливается на конце защищаемого титанового трубопровода через прокладку б, изготовленную из электроизоляционного материала, и закрепляется болтами изолированными от металла втулками из эбонита или других электроизоляционных мате риалов . При этом гильза 1 с патрубками 3 и 4 и концевым участком трубопровода образует кольцевой зазоР 7 (застойную зону). Ширина кольцево го зазора составляет 0,01 + 0,15 диаметра защищаемого трубопровода (см. таблицу). Длина. патрубка 3 определяется из условия, что патрубок 3,патрубок 4 с покрытием 5, прокладка 6 из . электроизоляционного, материала и концевой участок защища емогр трубопровода должны находиться внутри кольцевого зазора. В этом случае, если в растворе содержится растворенный хлор (хлоранолит и другие растворы), исключается необходимость в элементах устройства 3, 4,5, 6. Длина гильзы 1 составляет 1,0 диаметра защищаемого трубопровода. В случае необходимости длина гильзы 1 может быть выше (см. таблицу ). Ширина кольцевого зазора 7 0,01-0,15 диаметра защищаемого трубопровода (см. таблицу)., При применении предлагаемого устройства обеспечивается защита от коррозии концевых участков трубопроводов под действием катодных токов утечки в хлоридсодержащих средах. Благодаря устройству в застойной зоне при воздействии катодных токов утечки накапливаются ингибиторы коррозии - кислородные соединения хлора. Катодный ток имеет следующий путь: электролит, кольцевой зазор 7, металлический патрубок 3 (ток катодного направления- К). При этом в результате катодного процесса в кольцевом зазоре 7 образуются ионы гидроксила ОН. Далее ток переходит с металлического патрубка 3 на патру 3бк 4 с покр лтием 5 и затем в электролит кольцевого зазора 7 (ток анодного направления А). При этом на поверхности покрытия 5 протекает анодный процесс образования хлора ИЗ ионов хлора: . 2е Cl2 Одновременно патрубок 4 с покрытием 5 обеспечивает защиту патрубка 3 от коррозии под действием анодного тока А. Защищаемый металл имеет, электрический контакт с покрытием, обладающим низким перенапряжением анодного выделения хлора по сравнению с защищаемым металлом, и вследствие этого анодный ток утечки будет полностью расходоваться на анодное выделение хлора, а не на растворение металла. Далее ток из кольцевого зазора 7 вновь натекает на металлическийТрубопровод (ток катодного направления К 2). На участке натекания тока К 2 также происходит образование ионов гидроксила. Образовавшийся в кольцевом зазоре гидроксил реагирует с образовавшимися в этом же зазоре хлором с o6pia3OBaнием типохлорита по реакции: Cl2 + 20Н С10+ В определенных условиях возможны также реакции образования хлората, например, по реакции: ЗС12+ 60Н + С10 + 5С1 Образование хлората может происходить в кольцевом зазоре также за счет разложения гипохлорита,. наример, по реакции: 2С10 2СГ Образующиеся в кольцевом :зазоре 7 кислородные соединения хлора резко тормозят коррозию металлов на защищаемом участке к2 трубопровода, а таке на поверхности металлического атрубка 3. , В таблице приведены примеры скоостей коррозии tмм/год) титана, олученные в лабораторных условиях, растворах 260 г/л NaCl и в хлоранрлиге для предлагаемого устройства и прототипа в зависимости от длины гильзы С и ширины кольцевого зазора 7 Как видно из таблицы, скорость Кбррозии снижается при создании застойной зоны посредством кольцевого зазора, причёмнаиболее эффективно, более чем в 100 раз; при длине гиль,Зависимость скорости Ьт ширины кольцевого зы Р , равной 1,5 диаметра защищаемой трубы, и ширине кольцевого за- , зора от 0,01 до 0,15 диаметров для раствора 260 г/л NaCl и для раствора хлоранолита с длиной гильзы К , равной одному дйаинетру защищаемой трубы, и шириной кольцевого зазора от 0,01 до 0,15 диаметров розии (мм/год) титана : ора и длины гильзы