Автоматизация и телеконтроль электрохимической защиты магистральных газопроводов

Эффективность работы электрохимической защиты зависит от множества факторов и прежде всего от того, насколько качественно выполнены ее проект, строительно-монтажные и наладочные работы, насколько высок уровень обслуживания МГ при эксплуатации, от состояния изоляционного покрытия газопровода. При некачественной изоляции резко нарушается характер распределе­ния защитных токов по поверхности газопроводов, создаются локальные участки с перезащитой, в то же время имеются зоны, где защита в полной мере не достигается. Поэтому при эксплуата­ции необходимо осуществлять постоянный контроль за состоянием изоляции. Основной прибор контроля изоляции газопровода - ис­катель повреждений изоляции типа ИП-60. В настоящее время разработано несколько конструкций приборов для определения повреждений изоляционного покрытия без вскрытия грунта (табл. 3.2.). Наибольшими возможностями контроля - максималь­ной дальностью действия, минимальным размером выявляемого дефекта, максимальной чувствительностью приемника, высоким входным сопротивлением, возможностью интегральной оценки изоляционного покрытия обладает УДИП-1.

Прибор УДИП-1 позволяет не только определять расположе­ние дефектов и изоляции по длине газопровода, но и проводить количественную оценку размера этих повреждений и их располо­жения по окружности газопровода (сверху, сбоку или снизу трубы). Он может работать в двух вариантах: с использованием двумя операторами переносного приемника и штыревых электродов; механизированным способом на автомашине с использованием катящихся токосъемных электродов. Во втором случае достигается наибольшая точность определения размеров дефектов в изоляции благодаря более достоверному определению разности потенциалов «газопровод - земля».

Таблица 3.2.

Техническая характеристика приборов для определения повреждений

Изоляционного покрытия газопровода без вскрытия грунта

Показатели	УДИП - 1	Пеленг - 1
Условия применения	Везде, кроме мерзлых	В грунтах с ρ < 100 Ом · м
	грунтов
Наименьший размер дефекта, мм2
Длина контролируемого участка, км	Не менее защитной зоны	≥3
	катодной станции
Рабочий диапазон температур, ° С	-10 - 40	- 10 - 40

 

Состояние изоляционного покрытия и металла трубы при эксплуатации контролируется визуальным осмотром путем вскрытия отдельных участков газопровода методом шурфования. Такие осмотры обычно проводят в летнее время в соответствии с графиками, утверждаемыми газотранспортными объединениями. При осмотре газопровода определяют состояние изоляционного покрытия (толщину, адгезию, наличие и характер повреждений) и металла трубы (наличие и размер раковин, каверн и т. п.). По данным осмотра на каждый участок (шурф) составляют акт, который является основополагающим документом для принятия решения о ремонте изоляции и усилении средств электрохими­ческой защиты участков газопровода.

Для производства замеров защитной разности потенциалов «газопровод - земля», всегда предусматривается сооружение контрольно-измерительных пунктов (КИП). КИП располагают следующим порядком:

· через каждый километр вдоль всей трассы газопровода;

· совмещают их с кило­метровыми указателями;

· в местах подключения средств электро­защиты;

· в местах изменения типов изоляционного покрытия;

· в местах установки изолирующих вставок и врезки отводов;

· на переходах под автомобильными и железными дорогами;

· на перехо­дах через водные преграды;

· на пересечениях с металлическими трубопроводами и кабелями.

 

Конструкции противокоррозионного покрытия

Изоляционные материалы линейной части

Коррозионное разрушение металла снижается при уве­личении омического сопротивления в цепи микрокорро­зионного элемента. Изоляция, наносимая на газопровод, является достаточно большим омическим сопротивлени­ем, отделяющим поверхность газопровода от почвенного электролита. Нанесение изоляции обеспечивает увеличение поляри­зационного сопротивления катода и снижение силы тока от внешнего источника с одновременным снижением за­трат на электроэнергию.

К изоляционным покрытиям, наносимым на трубо­провод, предъявляются следующие основные требова­ния:

· сплошность, обеспечивающая надежность покрытия (в противном случае возникают коррозионные элементы);

· водонепроницаемость, обеспечивающая невозможность насыщения пор покрытия почвенной влагой, что устраняет контакт электролита с металлом;

· прилипаемость (адгезия) покрытия к металлу - один из основных показателей качества изоляционного покрытия (при нарушении адгезии снижается сопротивляемость покрытия механическим воздействиям, а также проникновению под него электролита);

· химическая стойкость, обеспечивающая длительную работу покрытия в условиях наиболее агрессивных грунтов;

· электрохимическая нейтральность - отдельные составляющие покрытия не должны участвовать в катодном процессе, в противном случае это может привести к разрушению изоляции газопровода при электрохимической защите;

· механическая прочность, достаточная для проведения изоляционно-укладочных работ газопровода;

· термостойкость, определяемая необходимой температурой размягчения, что важно для изоляции горячих участков газопровода, и температурой наступления хрупкости, что важно при проведении изоляционных работ в зимнее время;

· диэлектрические свойства, определяющие сопротивление возникновению коррозионных элементов на поверхности газопровода и обуславливающие экономический эффект от применения электрохимической защиты;

· возможность механизации процесса нанесения изоляционного покрытия;

· недефицитность;

· экономичность (стоимость покрытий должна быть во много раз меньше стоимости сооружения).

· В зависимости от защитной способности покрытий для конкретных условий эксплуатации различают 2 типа изоляции - нормальный и усиленный, а в зависимости от используемых материалов - мастичные (битумные и ка­менноугольные), полимерные (экструдированные из рас­плава, сплавляемые на трубах из порошков, накатывае­мые на трубы; из эмалей; из изоляционных лент).

 

Битумные покрытия

Материалы для покрытия должны иметь относительно простую технологию процесса их нанесения на металличе­скую поверхность, быть недефицитными, недорогими, дол­говечными и экологически безвредными.

Битумные покрытия различаются по исходному сырью: природные и нефтяные; по консистенции при 15°С - твер­дые, полутвердые, жидкие; по назначению - дорожные, строительные, кровельные, изоляционные для трубопро­водов; по способу переработки: битумы нефтяные, оста­точные; гудроны - окисленные, крекинговые и экстракт­ные.

Основными показателями физико-механических свойств битумов является пенетрация глубины проникновения иглы в битум, характеризующая его плотность; темпера­тура размягчения - по методу К и Ш (кольцо и шар); водопоглощаемость за 24 ч. Эти и другие характеристики наиболее применяемых битумов приведены в табл. 3.3.

Битум - твердая, плавкая или вязкожидкая смесь угле­водородов и их производных. Они хорошо растворяются в органических растворителях (сероводороде, хлоро­форме и т. д.).

По групповому составу в битуме содержатся: мине­ральные масла - 28-52%, смолы - 18-30%, асфальтены, карбоны, карбонаты - 18-52%, асфальтеновые кислоты и их ангидриды - 1,25%. В составе битума присутствуют парафин, сера, минеральные остатки. Если в битуме бо­лее 2% серы, его хрупкость увеличивается, если парафина более 4%, уменьшается сила сцепления битума с защи­щаемым металлом и повышается хрупкость при отрица­тельных температурах. Свойства битума в значительной степени зависят от наличия водорастворимых соедине­ний, так как они вымываются грунтовыми водами, на­рушая тем самым сплошность покрытия.

Битумы служат основой для изготовления мастик, грунтовок, рулонных оберток для изоляции линейной час­ти. Изоляционные мастики - это смесь битума с наполни­телями и пластификаторами.

 

 

Таблица 3.3.