طرق فعالة لحماية خط أنابيب الغاز من التآكل

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

يتم حماية خطوط أنابيب الغاز من التآكل بعدة طرق. ويرجع ذلك إلى الطبيعة المختلفة لأصل التشوه نفسه ، والتي تعتمد على نوع موقع الطريق السريع والظروف المحيطة. تآكل الأسلاك المعدنية يعني التشوه التلقائي لهذه العناصر بسبب العمليات الكيميائية أو الكهروكيميائية. الأنواع الرئيسية من التشوهات هي السوائل ، الغلاف الجوي ، تحت الأرض.

أسباب

فيما يلي تعريفات موجزة للضرر الذي تم تسويته بواسطة الحماية من التآكل لخطوط أنابيب الغاز:

1. الإجراء الكيميائي - أكسدة تلقائية للأجزاء المعدنية ، بسبب تحولها إلى منطقة أيونية مستقرة ، تحت تأثير المركبات غير الموصلة.
2. التآكل الكهروكيميائي - يتم تدمير المعدن بمعدل يعتمد على تغلغل القطب. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الذرات تتأين بشكل منفصل ، مع تجديد العامل المؤكسد في الإلكتروليت.
3. أخطر تآكل هو الهجوم الحالي الضال. لوحظت هذه المشكلة بالقرب منأنظمة موصلة للكهرباء ، على سبيل المثال ، في منطقة السكك الحديدية مع شبكة اتصال.

معلومات عامة

الأنواع الرئيسية لحماية خطوط أنابيب الغاز من التآكل تشمل ثلاثة أنواع: المداس ، والكاثود ، وطرق الصرف. من أجل تأمين الأشياء المخدومة إلى أقصى حد ، يتم استخدام تدابير معقدة ، بما في ذلك الحماية الكاثودية ، المداس ، الصرف الصحي. يتم بناء محطات الكاثود مع العديد من حجرات الصرف والأنودات المتناثرة لتجنب تأثير التدريع للاتصالات تحت الأرض.

الحماية من التآكل الكاثودي لأنابيب الغاز

هذه الطريقة هي توصيل القطب الموجب لمولد التيار المستمر بموصل تأريض الأنود. منه ، تدخل التيارات إلى التربة ، وتتدفق عبر الأجزاء التالفة من العزل في خط الأنابيب. يمرون عبر الأنبوب إلى المكان الذي يتم فيه توصيل الموصل ، ثم إلى الحد السلبي للمصدر.

إذا كان هناك مستوى جهد كافي ، فإن الجزء العامل بأكمله من خط أنابيب الغاز يصبح كاثود سالب. هذا يجعل من الممكن منع تكوين التآكل النشط. في هذه الحالة ، يصبح التأريض (نفايات المعدن) هو قسم الأنود. نتيجة لذلك ، يتم تقوية الأنبوب سلبًا فيما يتعلق بالأرض.

الإجراءات الوقائية

توفر الحماية الوقائية لخط أنابيب الغاز ضد التآكل إمكانية حدوث انسداد عن طريق توصيل واقيات معدنية بالأنابيب بمؤشر سلبي أكثر من معلمة خط الأنابيب نفسه. استخداملا توفر هذه الطريقة مصدر تيار خارجي ، يتم إنشاء الخصائص المطلوبة عن طريق خلية الأنود الجلفاني. تحت تأثير الحامي ، يعمل الاستقطاب الكاثودي على خط أنابيب الغاز ، مما يساهم في وقف عمليات التآكل.

يمكن أن تكون مادة العمل من الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم على شكل سبائك خاصة (ML و TsO و Ts1 وما شابه ذلك). هذا النوع من الحماية بسيط قدر الإمكان ، ولا يتطلب صيانة إضافية. هذه الطريقة ، بالاقتران مع طرق أخرى ، مناسبة للتطبيق لحماية الأجزاء الفردية التي لا تتقاطع مع أقسام متجاورة للسلامة الكاثودية. الحماية الواقية لخط أنابيب الغاز ضد التآكل مناسبة للأغلفة الخاصة عند معابر السكك الحديدية والطرق السريعة ، في المرافق ذات الهياكل المتطورة تحت الأرض.

يتم تركيب الواقيات في حزم من عدة عناصر متصلة مباشرة بالأنبوب أو مخرج الكاثود. فيما بينها ، يتم توصيلها باستخدام كابل خاص أو سلك مصنوع من الفولاذ أو النحاس. لزيادة فعالية الحماية ، توجد الواقيات في الحشو ، مما يقلل من مقاومة التلامس. التكوين هو كبريتات المغنيسيوم أو الصوديوم مع الطين. مسافة تركيب الواقيات من خط الأنابيب حوالي 3-6 أمتار.

الصرف الصحي

في كثير من الأحيان ، لا تتمتع قضبان الترام والسكك الحديدية على المسارات المكهربة بموصلية مناسبة ، مما يتسبب في دخول جزء من التيار الكهربائي إلى الأرض. ومن هذا المنطلق ، من الضروري حماية خطوط الأنابيب التي تعمل بالقرب من السكك الحديدية. على العند نقطة دخول التيارات الشاردة في الأنبوب ، يتم تكوين جهد الكاثود ، وعند الخروج ، يتم تشكيل منطقة الأنود. في الأماكن الأخيرة تعرض المعدن للتلف بشكل نشط.

الحماية من التآكل الناتج عن الصرف الصحي لأنابيب الغاز الفولاذية هي وسيلة فعالة لمكافحة التيارات الشاردة. هذا مهم للغاية ، لأنه تحت تأثير هذا التأثير ، يتم تشويه الأنابيب من خلال وعبر في فترة قصيرة جدًا. يتضمن النوع المحدد للحماية إزالة التيارات من خط الأنابيب إلى المصدر الأساسي باستخدام موصل. في الوقت نفسه ، تتناقص إمكانات الأنابيب فيما يتعلق بالأرض ، مما يساهم في القضاء على المقاطع المتناوبة والأنود مع التعليق المتزامن لتسرب التيار إلى التربة.

ميزات الصرف الصحي

يعتمد وضع خطوط الصرف الصحي على موقع التهديد المحتمل. يتم بناء حماية خط أنابيب الغاز الرئيسي ضد التآكل على الناقل السالب لمحطة الجر الفرعية أو على قضبان السكك الحديدية. في الحالة الأولى ، يمكن أن يكون الاتصال مباشرًا أو مستقطبًا.

الصرف المباشر مناسب إذا كانت إمكانات خط الأنابيب أعلى من إمكانات نظام إزالة التيار الضال. عند ترتيب الصرف الكهربائي على القضبان ، يجب أن يكون الاتصال مستقطبًا بشكل حصري. وهي تختلف عن النسخة المباشرة في أن الدائرة توفر إعدادات خاصة لمنع عودة التيارات الكهربائية إلى الأنابيب. خط الصرف متوفر في كابل أو نسخة الغلاف الجوي ، والأجهزة مثبتة عليه.

تآكل خطوط الأنابيب تحت الأرض

يشير النوع المحدد من تلف الأنابيب إلى أحد العوامل الرئيسية لتدميرها بسبب تكوين الشقوق والتمزق. يؤدي التآكل نتيجة تفاعل المعدن مع البيئة إلى تغيرات في هيكله ، مما يؤدي إلى تشوهات مقابلة. تجعل الحماية الكهروكيميائية لخط أنابيب الغاز من التآكل من الممكن منع مثل هذه الأعطال ، لأن معظم التفاعلات تحدث بطريقة مماثلة. وهذا يعني أن مناطق الكاثود والأنود تتشكل في أجزاء مختلفة من الأنبوب.

تحت تأثير التدفق الكهربائي للزوج الجلفاني ، تدخل الإلكترونات من خلال العناصر المعدنية حجرة الكاثود ، وتتدفق إلى الأرض وتحدث تفاعلًا مع إلكتروليت مؤكسد ، مما يؤدي إلى تكوين أيونات الأكسجين والهيدروجين. التوازن الإلكتروليتي مضطرب ، في موقع الأنود ، تدخل جزيئات الحديد الموجبة إلى التربة ، مما يتسبب في تلف كلفاني بسبب فقدان الكتلة المعدنية.

حماية خطوط أنابيب الغاز تحت الأرض من التآكل

هناك طريقتان للحماية في هذا الاتجاه: النشطة والسلبية. في الحالة الثانية ، من المفترض إنشاء حاجز محكم بين معدن الأنبوب والتربة المحيطة به. للقيام بذلك ، استخدم الطلاءات المختلفة مثل أشرطة البوليمر ، البيتومين ، الراتنجات.

يجب أن تفي جميع الطلاءات العازلة للحماية السلبية من التآكل لأنابيب الغاز بمعايير ومتطلبات معينة. من بينها:

• مقاومة كيميائية ؛
• مقاومة كهربائية عالية
• معدل مقبولالتصاق السطح المعدني ؛
• قوة ميكانيكية عالية
• عدم القابلية للتأثر بالعوامل المناخية ؛
• الحفاظ على خصائصه عند تعرضه لدرجات حرارة عالية ومنخفضة ؛
• لا توجد عيوب ميكانيكية أو مصنع ؛
• يجب ألا تحتوي التركيبة على مكونات لها تأثير أكالة على المعدن ؛
• مقاومة هجوم أنواع مختلفة من البكتيريا.

كفاءة

كما تظهر الممارسة ، يكاد يكون من المستحيل تحقيق طبقة مستمرة مثالية من خلال تطبيق طلاء عازل. أنواع مختلفة من المواد لها نفاذية منتشرة مختلفة ، مما يؤدي إلى اختلاف جودة معالجة خطوط الأنابيب عن البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء عملية البناء والتمديد ، تتشكل الخدوش والشقوق والعيوب الأخرى على الطلاء. من خلال الضرر الذي يلحق بالحماية السلبية هو الأكثر خطورة ، حيث أن عملية تآكل الأرض في هذه الأماكن مستمرة بشكل نشط.

نظرًا لأن هذه الطريقة غير فعالة للسلامة الكاملة للأنابيب ، يتم أيضًا استخدام الحماية النشطة لخط أنابيب الغاز ضد التآكل. يعتمد على التحكم في العمليات الكهروكيميائية التي تحدث عند الحدود بين الأنابيب المعدنية والإلكتروليت الأرضي. هذا النهج يسمى الحماية الشاملة. في المرحلة النشطة ، يتم توفير الاستقطاب الكاثودي ، مما يساهم في تقليل معدل انحلال المعدن حيث تنتقل إمكانية التآكل إلى مؤشر سلبي ، صعودًا من المعلمة الطبيعية.

مبدأ الاستقطاب الكاثودي

يتم تنفيذ الحماية الكاثودية لخطوط الأنابيب تحت الأرض باستخدام الأنودات الذبيحة أو من خلال الاستقطاب من مصدر تيار مباشر. في الحالة الأولى ، يتم الحساب على حقيقة أن المعادن المختلفة في المنحل بالكهرباء لها إمكانات مختلفة. لذلك ، عند إنشاء زوج كلفاني من مادتين وغمرهما في إلكتروليت ، سيكون المعدن ، الذي تحتوي إمكاناته على مؤشر سلبي كبير ، هو الأنود. ونتيجة لذلك فإن المادة المعاكسة معرضة لتدمير أقل.

من الناحية العملية ، تتكون الخلايا الجلفانية القربانية من واقيات المغنيسيوم أو الألومنيوم أو الزنك. هذه الحماية فعالة في التربة ذات المقاومة المنخفضة (حتى 50 أوم م).

مصادر خارجية

الحماية الكاثودية لأنابيب الغاز من العمليات المسببة للتآكل بمساعدة المصادر الخارجية أكثر تعقيدًا. على الرغم من تعقيد تنظيم العملية ، فإن مثل هذا النظام لا يعتمد على مقاومة التربة المحددة ولديه موارد طاقة غير محدودة. يتم لعب دور مصادر التيار المباشر بواسطة محولات ذات تكوينات وتصميمات مختلفة ، والتي يتم تشغيلها بواسطة شبكة كهربائية متغيرة.

تحويل العناصر يجعل من الممكن ضبط تيار اتجاه الحماية في نطاق واسع. في الوقت نفسه ، يتم ضمان حماية خط أنابيب الغاز ، بغض النظر عن الظروف المحيطة. مصادر الطاقة الرئيسية:

• خطوط الكهرباء العلوية 0 ، 4/6 ، 0/10 ، 0 كيلوواط ؛
• مولدات الديزل
• نظائرها الحرارية والغازية وغيرها.

تدفقات التيار الواقي التي تعمل على الأنابيب تخلق فرقًا محتملاً من المعدن إلى الأرض ويتم توزيعها بشكل غير متساو على طول خط أنابيب الغاز.