Αποτελεσματικές μέθοδοι για την προστασία του αγωγού αερίου από τη διάβρωση

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η προστασία των αγωγών αερίου από τη διάβρωση πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους. Αυτό οφείλεται στη διαφορετική φύση της προέλευσης της ίδιας της παραμόρφωσης, η οποία εξαρτάται από τον τύπο της θέσης του αυτοκινητόδρομου και τις συνθήκες περιβάλλοντος. Διάβρωση μεταλλικών συρμάτων σημαίνει αυθόρμητη παραμόρφωση αυτών των στοιχείων λόγω χημικών ή ηλεκτροχημικών διεργασιών. Οι κύριοι τύποι παραμορφώσεων είναι υγρές, ατμοσφαιρικές, υπόγειες.

Λόγοι

Οι παρακάτω είναι σύντομοι ορισμοί της ζημιάς που ισοπεδώνεται από την αντιδιαβρωτική προστασία των αγωγών αερίου:

1. Χημική δράση - αυθόρμητη οξείδωση μεταλλικών μερών, λόγω μετατροπής της σε σταθερή ιοντική περιοχή, υπό την επίδραση μη αγώγιμων ενώσεων.
2. Ηλεκτροχημική διάβρωση - το μέταλλο καταστρέφεται με ρυθμό που εξαρτάται από τις διεισδύσεις των ηλεκτροδίων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα άτομα ιονίζονται χωριστά, με την ανανέωση του οξειδωτικού παράγοντα στον ηλεκτρολύτη.
3. Η πιο επικίνδυνη διάβρωση είναι η προσβολή αδέσποτου ρεύματος. Αυτό το πρόβλημα παρατηρείται κοντάηλεκτρικά αγώγιμα συστήματα, για παράδειγμα, στην περιοχή των σιδηροδρόμων με δίκτυο επαφής.

Γενικές πληροφορίες

Οι κύριοι τύποι προστασίας των αγωγών αερίου από τη διάβρωση περιλαμβάνουν τρεις τύπους: μεθόδους πέλματος, καθόδου και αποστράγγισης. Για τη μέγιστη ασφάλεια των αντικειμένων που εξυπηρετούνται, χρησιμοποιούνται πολύπλοκα μέτρα, όπως καθοδική προστασία, προστασία πέλματος, αποστράγγιση. Οι καθοδικοί σταθμοί κατασκευάζονται με πολλά διαμερίσματα αποστράγγισης και διάσπαρτες ανόδους για να αποφευχθεί το φαινόμενο θωράκισης των υπόγειων επικοινωνιών.

Καθοδική αντιδιαβρωτική προστασία αγωγών αερίου

Αυτή η μέθοδος είναι να συνδέσετε τον θετικό πόλο της γεννήτριας DC στον αγωγό της γείωσης ανόδου. Από αυτό, τα ρεύματα εισέρχονται στο έδαφος, ρέοντας μέσω κατεστραμμένων τμημάτων μόνωσης στον αγωγό. Περνούν μέσω του σωλήνα στο σημείο όπου είναι συνδεδεμένος ο αγωγός και μετά στο αρνητικό όριο της πηγής.

Εάν υπάρχει επαρκής στάθμη τάσης, ολόκληρο το τμήμα εργασίας του αγωγού αερίου γίνεται αρνητική κάθοδος. Αυτό καθιστά δυνατή την πρόληψη του σχηματισμού ενεργού διάβρωσης. Σε αυτή την περίπτωση, η γείωση (απορρίμματα μετάλλων) γίνεται το τμήμα ανόδου. Ως αποτέλεσμα, ο σωλήνας ενισχύεται αρνητικά σε σχέση με το έδαφος.

Προστατευτικά αντίμετρα

Η προστατευτική προστασία ενός αγωγού αερίου από τη διάβρωση προβλέπει τη δημιουργία δυναμικού μπλοκαρίσματος συνδέοντας μεταλλικά προστατευτικά σε σωλήνες με πιο αρνητικό δείκτη από την παράμετρο του ίδιου του αγωγού. ΧρησιμοποιώνταςΑυτή η μέθοδος δεν προβλέπει εξωτερική πηγή ρεύματος, τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά δημιουργούνται μέσω κυψέλης γαλβανικής ανόδου. Υπό την επίδραση του προστατευτικού, η καθοδική πόλωση δρα στον αγωγό αερίου, η οποία συμβάλλει στην παύση των διεργασιών διάβρωσης.

Το υλικό εργασίας μπορεί να είναι ψευδάργυρος, αλουμίνιο, μαγνήσιο με τη μορφή ειδικών κραμάτων (ML, TsO, Ts1 και παρόμοια). Αυτός ο τύπος προστασίας είναι όσο το δυνατόν απλούστερος, δεν απαιτεί πρόσθετη συντήρηση. Αυτή η μέθοδος, σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους, είναι χρήσιμη για την προστασία μεμονωμένων διαμερισμάτων που δεν τέμνονται από παρακείμενα τμήματα καθοδικής ασφάλειας. Η προστατευτική προστασία του αγωγού αερίου από τη διάβρωση είναι κατάλληλη για ειδικά περιβλήματα σε διαβάσεις σιδηροδρόμων και αυτοκινητοδρόμων, σε εγκαταστάσεις με ανεπτυγμένες υπόγειες κατασκευές.

Τα προστατευτικά τοποθετούνται σε δέσμες πολλών στοιχείων, συνδεδεμένα απευθείας στην έξοδο του σωλήνα ή της καθόδου. Μεταξύ τους, συνδέονται χρησιμοποιώντας ένα ειδικό καλώδιο, σύρμα από χάλυβα ή χαλκό. Για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της προστασίας, τα προστατευτικά βρίσκονται στο πληρωτικό, γεγονός που μειώνει την αντίσταση επαφής. Η σύνθεση είναι θειικό μαγνήσιο ή νάτριο με άργιλο. Η απόσταση εγκατάστασης των προστατευτικών από τον αγωγό είναι περίπου 3-6 μέτρα.

Αποστράγγιση

Πολύ συχνά, οι ράγες του τραμ και των σιδηροδρόμων σε ηλεκτρισμένες γραμμές δεν έχουν σωστή αγωγιμότητα, γεγονός που προκαλεί μέρος του ηλεκτρικού ρεύματος να εισχωρεί στο έδαφος. Από αυτό είναι απαραίτητο να προστατευθούν οι αγωγοί που τρέχουν κοντά σε σιδηροδρόμους. Στοστο σημείο εισόδου των αδέσποτων ρευμάτων στον σωλήνα σχηματίζεται το δυναμικό της καθόδου και στην έξοδο η ζώνη ανόδου. Είναι στα τελευταία σημεία που το μέταλλο είναι ενεργά κατεστραμμένο.

Η αντιδιαβρωτική προστασία των αγωγών αερίου από χάλυβα είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για την καταπολέμηση των αδέσποτων ρευμάτων. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, διότι υπό την επίδραση αυτού του φαινομένου, οι σωλήνες παραμορφώνονται μέσα και μέσα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Ο καθορισμένος τύπος προστασίας περιλαμβάνει την αφαίρεση των ρευμάτων από τον αγωγό προς την κύρια πηγή χρησιμοποιώντας έναν αγωγό. Ταυτόχρονα μειώνεται το δυναμικό των σωλήνων ως προς το έδαφος, γεγονός που συμβάλλει στην εξάλειψη εναλλασσόμενων και ανοδικών τμημάτων με ταυτόχρονη αναστολή της διαρροής ρεύματος στο έδαφος.

Λειτουργίες αποχέτευσης

Η τοποθέτηση των ηλεκτρικών γραμμών αποστράγγισης εξαρτάται από τη θέση της πιθανής απειλής. Η προστασία του κεντρικού αγωγού αερίου από τη διάβρωση κατασκευάζεται στον αρνητικό δίαυλο του υποσταθμού έλξης ή σε σιδηροδρομικές σιδηροτροχιές. Στην πρώτη περίπτωση, η σύνδεση μπορεί να είναι άμεση ή πολωμένη.

Η άμεση αποστράγγιση είναι κατάλληλη εάν το δυναμικό του αγωγού είναι υψηλότερο από αυτό του συστήματος αφαίρεσης αδέσποτου ρεύματος. Κατά τη διευθέτηση ηλεκτρικής αποστράγγισης σε ράγες, η σύνδεση πρέπει να είναι αποκλειστικά πολωμένη. Διαφέρει από την άμεση έκδοση στο ότι το κύκλωμα προβλέπει ειδικές ρυθμίσεις για την πρόληψη της επιστροφής ηλεκτρικών ρευμάτων στους σωλήνες. Η γραμμή αποχέτευσης διατίθεται σε καλωδιακή ή ατμοσφαιρική έκδοση και πάνω της είναι τοποθετημένα όργανα.

Διάβρωση υπόγειων αγωγών

Ο καθορισμένος τύπος βλάβης σωλήνων αναφέρεται σε έναν από τους κύριους παράγοντες της καταστροφής τους λόγω του σχηματισμού ρωγμών και ρωγμών. Η διάβρωση ως αποτέλεσμα της αντίδρασης του μετάλλου με το περιβάλλον προκαλεί αλλαγές στη δομή του, γεγονός που οδηγεί σε αντίστοιχες παραμορφώσεις. Η ηλεκτροχημική προστασία του αγωγού αερίου από τη διάβρωση καθιστά δυνατή την αποτροπή τέτοιων δυσλειτουργιών, καθώς οι περισσότερες αντιδράσεις προκαλούνται με παρόμοιο τρόπο. Δηλαδή, ζώνες καθόδου και ανόδου σχηματίζονται σε διαφορετικά μέρη του σωλήνα.

Υπό την επίδραση της ηλεκτροκινητικής ροής ενός γαλβανικού ζεύγους, τα ηλεκτρόνια μέσω των μεταλλικών στοιχείων εισέρχονται στο διαμέρισμα της καθόδου, ρέουν στο έδαφος και δημιουργούν μια αντίδραση με έναν οξειδωτικό ηλεκτρολύτη, προκαλώντας το σχηματισμό ιόντων οξυγόνου και υδρογόνου. Η ηλεκτρολυτική ισορροπία διαταράσσεται, στη θέση της ανόδου, θετικά σωματίδια σιδήρου εισέρχονται στο έδαφος, γεγονός που προκαλεί γαλβανική βλάβη λόγω απώλειας μεταλλικής μάζας.

Προστασία υπόγειων αγωγών αερίου από διάβρωση

Υπάρχουν δύο τρόποι προστασίας προς αυτή την κατεύθυνση: ενεργητικός και παθητικός. Στη δεύτερη περίπτωση, υποτίθεται ότι δημιουργεί ένα αεροστεγές φράγμα μεταξύ του μετάλλου του σωλήνα και του εδάφους που τον περιβάλλει. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε διάφορες επικαλύψεις όπως ταινίες πολυμερούς, πίσσα, ρητίνες.

Όλες οι μονωτικές επικαλύψεις για παθητική αντιδιαβρωτική προστασία αγωγών αερίου πρέπει να πληρούν ορισμένα πρότυπα και απαιτήσεις. Μεταξύ αυτών:

• χημική αντοχή;
• υψηλή ηλεκτρική αντίσταση;
• αποδεκτό ποσοστόπρόσφυση σε μεταλλική επιφάνεια;
• υψηλή μηχανική αντοχή;
• μη ευαισθησία σε κλιματικούς παράγοντες;
• διατήρηση των ιδιοτήτων του όταν εκτίθεται σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες;
• δεν υπάρχουν μηχανικά ή εργοστασιακά ελαττώματα;
• η σύνθεση δεν πρέπει να περιέχει συστατικά που έχουν διαβρωτικό αποτέλεσμα στο μέταλλο.
• αντίσταση στην επίθεση διαφόρων ειδών βακτηρίων.

Αποτελεσματικότητα

Όπως δείχνει η πρακτική, είναι σχεδόν αδύνατο να επιτευχθεί μια βέλτιστη συνεχής στρώση με την εφαρμογή μιας μονωτικής επίστρωσης. Διαφορετικοί τύποι υλικών έχουν διαφορετική διαπερατότητα διάχυσης, η οποία προκαλεί διαφορετική ποιότητα επεξεργασίας αγωγών από το περιβάλλον. Επιπλέον, κατά τη διαδικασία κατασκευής και τοποθέτησης, σχηματίζονται βαθουλώματα, ρωγμές και άλλα ελαττώματα στην επίστρωση. Μέσω της βλάβης στην παθητική προστασία είναι η πιο επικίνδυνη, αφού σε αυτά τα μέρη η διαδικασία διάβρωσης του εδάφους συνεχίζεται ενεργά.

Δεδομένου ότι αυτή η μέθοδος είναι αναποτελεσματική για την πλήρη ασφάλεια των σωλήνων, χρησιμοποιείται επιπλέον ενεργητική προστασία του αγωγού αερίου από τη διάβρωση. Βασίζεται στον έλεγχο των ηλεκτροχημικών διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο όριο μεταξύ μετάλλου σωλήνα και ηλεκτρολύτη γείωσης. Αυτή η προσέγγιση ονομάζεται ολοκληρωμένη προστασία. Στην ενεργό φάση, παρέχεται καθοδική πόλωση, η οποία συμβάλλει στη μείωση του ρυθμού διάλυσης του μετάλλου καθώς το δυναμικό διάβρωσης μετακινείται σε αρνητικό δείκτη, προς τα πάνω από τη φυσική παράμετρο.

Αρχή καθοδικής πόλωσης

Η καθοδική προστασία των υπόγειων αγωγών πραγματοποιείται με χρήση θυσιαζόμενων ανοδίων ή μέσω πόλωσης από πηγή συνεχούς ρεύματος. Στην πρώτη περίπτωση, ο υπολογισμός λαμβάνεται από το γεγονός ότι διαφορετικά μέταλλα στον ηλεκτρολύτη έχουν διαφορετικά δυναμικά. Επομένως, κατά τη δημιουργία ενός γαλβανικού ζεύγους δύο υλικών και τη βύθισή τους σε έναν ηλεκτρολύτη, το μέταλλο, του οποίου το δυναμικό έχει μεγάλο αρνητικό δείκτη, θα είναι η άνοδος. Ως αποτέλεσμα, το αντίθετο υλικό υπόκειται σε λιγότερη καταστροφή.

Πρακτικά, οι θυσιαζόμενες γαλβανικές κυψέλες αποτελούνται από προστατευτικά μαγνησίου, αλουμινίου ή ψευδαργύρου. Αυτή η προστασία είναι αποτελεσματική σε εδάφη με χαμηλή ειδική αντίσταση (έως 50 Ohm m).

Εξωτερικές πηγές

Η καθοδική προστασία των αγωγών αερίου από διαβρωτικές διεργασίες με τη βοήθεια εξωτερικών πηγών είναι πιο περίπλοκη. Παρά την πολυπλοκότητα της οργάνωσης της διαδικασίας, ένα τέτοιο σύστημα δεν εξαρτάται από τη συγκεκριμένη αντίσταση του εδάφους και έχει απεριόριστο ενεργειακό πόρο. Ο ρόλος των πηγών συνεχούς ρεύματος διαδραματίζεται από μετατροπείς διαφόρων διαμορφώσεων και σχεδίων, οι οποίοι τροφοδοτούνται από ένα μεταβλητό ηλεκτρικό δίκτυο.

Τα στοιχεία μετατροπής καθιστούν δυνατή τη ρύθμιση του ρεύματος της κατεύθυνσης προστασίας σε μεγάλο εύρος. Ταυτόχρονα, η προστασία του αγωγού αερίου είναι εγγυημένη, ανεξάρτητα από τις συνθήκες περιβάλλοντος. Κύριες πηγές ενέργειας:

• εναέρια καλώδια ρεύματος 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• γεννήτριες ντίζελ;
• θερμικά, αέρια και άλλα ανάλογα.

Οι προστατευτικές ροές ρεύματος που δρουν στους σωλήνες δημιουργούν μια διαφορά δυναμικού από το μέταλλο στο έδαφος και κατανέμονται άνισα σε όλο το μήκος του αγωγού αερίου.