روشهای موثر برای محافظت از خط لوله گاز در برابر خوردگی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

محافظت از خطوط لوله گاز در برابر خوردگی به روش های مختلفی انجام می شود. این به دلیل ماهیت متفاوت منشاء تغییر شکل است که به نوع موقعیت بزرگراه و شرایط اطراف بستگی دارد. خوردگی سیم های فلزی به معنای تغییر شکل خود به خودی این عناصر در اثر فرآیندهای شیمیایی یا الکتروشیمیایی است. انواع اصلی تغییر شکل ها مایع، جوی، زیرزمینی هستند.

دلایل

در زیر تعاریف مختصری از آسیبی که با حفاظت در برابر خوردگی خطوط لوله گاز تسطیح می شود آورده شده است:

1. عمل شیمیایی - اکسیداسیون خود به خودی قطعات فلزی، به دلیل تبدیل آن به یک منطقه یونی پایدار، تحت تأثیر ترکیبات نارسانا.
2. خوردگی الکتروشیمیایی - فلز با سرعتی بسته به نفوذ الکترود از بین می رود. این به دلیل این واقعیت است که اتم ها به طور جداگانه با تجدید عامل اکسید کننده در الکترولیت یونیزه می شوند.
3. خطرناک ترین خوردگی حمله جریان سرگردان است. این مشکل در نزدیکی مشاهده می شودسیستم های رسانای الکتریکی، به عنوان مثال، در منطقه راه آهن با یک شبکه تماس.

اطلاعات عمومی

انواع اصلی حفاظت خطوط لوله گاز در برابر خوردگی شامل سه نوع روش آج، کاتد و زهکشی است. به منظور ایمن سازی حداکثری اشیاء سرویس شده، از اقدامات پیچیده ای از جمله حفاظت کاتدی، آج، زهکشی استفاده می شود. ایستگاه های کاتدی با چندین محفظه زهکشی و آندهای پراکنده ساخته می شوند تا از اثر محافظتی ارتباطات زیرزمینی جلوگیری شود.

محافظت در برابر خوردگی کاتدی خطوط لوله گاز

این روش برای اتصال قطب مثبت ژنراتور DC به هادی آند-ارتینگ است. از آن، جریان ها وارد خاک می شوند و از طریق بخش های آسیب دیده عایق به خط لوله می ریزند. آنها از طریق لوله به محل اتصال هادی و سپس به مرز منفی منبع می روند.

اگر سطح ولتاژ کافی وجود داشته باشد، کل قسمت کاری خط لوله گاز به کاتد منفی تبدیل می شود. این امکان جلوگیری از تشکیل خوردگی فعال را فراهم می کند. در این حالت، زمین (فلز زائد) به بخش آند تبدیل می شود. در نتیجه، لوله نسبت به زمین به طور منفی تقویت می شود.

اقدامات متقابل حفاظتی

حفاظت حفاظتی خط لوله گاز در برابر خوردگی با اتصال محافظ های فلزی به لوله هایی با شاخص منفی تر از پارامتر خود خط لوله، ایجاد پتانسیل مسدود کننده را فراهم می کند. استفاده كردناین روش منبع جریان خارجی را فراهم نمی کند، ویژگی های مورد نیاز با استفاده از یک سلول آند گالوانیکی ایجاد می شود. تحت تأثیر محافظ، پلاریزاسیون کاتدی روی خط لوله گاز عمل می کند که به توقف فرآیندهای خوردگی کمک می کند.

ماده کار می تواند روی، آلومینیوم، منیزیم به شکل آلیاژهای خاص (ML، TsO، Ts1 و مانند آن) باشد. این نوع حفاظت تا حد امکان ساده است، نیازی به نگهداری اضافی ندارد. این روش، در ترکیب با روش‌های دیگر، برای محافظت از محفظه‌های فردی که توسط بخش‌های مجاور ایمنی کاتدی قطع نمی‌شوند، مرتبط است. محافظ خط لوله گاز در برابر خوردگی برای پوشش های ویژه در تقاطع راه آهن و بزرگراه، در تاسیسات با سازه های زیرزمینی توسعه یافته مناسب است.

محافظ ها در بسته هایی از چندین عنصر نصب می شوند که مستقیماً به خروجی لوله یا کاتد متصل می شوند. بین خودشان، آنها با استفاده از یک کابل مخصوص، سیم ساخته شده از فولاد یا مس متصل می شوند. برای افزایش اثربخشی حفاظت، محافظ ها در پرکننده قرار می گیرند که باعث کاهش مقاومت تماس می شود. ترکیب سولفات منیزیم یا سدیم با خاک رس است. فاصله نصب محافظ ها از خط لوله حدود 3-6 متر است.

زهکشی

خیلی اوقات ریل های تراموا و راه آهن در مسیرهای برق دار رسانایی مناسبی ندارند که باعث می شود بخشی از جریان الکتریکی وارد زمین شود. از این رو لازم است از خطوط لوله ای که در نزدیکی راه آهن هستند محافظت شود. دردر نقطه ورود جریان های سرگردان به لوله، پتانسیل کاتد و در خروجی، ناحیه آند تشکیل می شود. در آخرین مکان ها است که فلز به طور فعال آسیب می بیند.

حفاظت در برابر خوردگی زهکشی خطوط لوله گاز فولادی یک راه موثر برای مبارزه با جریان های سرگردان است. این بسیار مهم است، زیرا تحت تأثیر این اثر، لوله ها در یک دوره بسیار کوتاه تغییر شکل می دهند. نوع حفاظت مشخص شده شامل حذف جریان از خط لوله به منبع اولیه با استفاده از یک هادی است. در عین حال، پتانسیل لوله ها نسبت به زمین کاهش می یابد که به حذف مقاطع متناوب و آندی با تعلیق همزمان نشتی جریان به خاک کمک می کند.

ویژگی های زهکشی

استقرار خطوط زهکشی الکتریکی به محل تهدید بالقوه بستگی دارد. حفاظت از خط لوله اصلی گاز در برابر خوردگی بر روی باس منفی پست کششی یا روی ریل راه آهن ساخته می شود. در حالت اول، اتصال می تواند مستقیم یا قطبی باشد.

زهکشی مستقیم اگر پتانسیل خط لوله بالاتر از سیستم حذف جریان سرگردان باشد، مناسب است. هنگام تنظیم زهکشی الکتریکی روی ریل، اتصال باید منحصراً پلاریزه شود. تفاوت آن با نسخه مستقیم این است که مدار تنظیمات خاصی را برای جلوگیری از بازگشت جریان الکتریکی به لوله ها فراهم می کند. خط زهکشی به صورت کابلی یا اتمسفریک موجود است و ابزار دقیق روی آن نصب شده است.

خوردگی خطوط لوله زیرزمینی

نوع مشخص شده آسیب لوله به یکی از عوامل اصلی تخریب آنها در اثر ایجاد ترک و پارگی اشاره دارد. خوردگی در نتیجه واکنش فلز با محیط باعث ایجاد تغییراتی در ساختار آن می شود که منجر به تغییر شکل های مربوطه می شود. حفاظت الکتروشیمیایی خط لوله گاز در برابر خوردگی، جلوگیری از چنین نقص هایی را ممکن می سازد، زیرا اکثر واکنش ها به روشی مشابه ایجاد می شوند. یعنی زون های کاتد و آند در قسمت های مختلف لوله تشکیل می شوند.

تحت تأثیر جریان الکتروموتور یک جفت گالوانیکی، الکترونها از طریق عناصر فلزی وارد محفظه کاتد می شوند، به داخل زمین جریان می یابند و با یک الکترولیت اکسید کننده واکنش ایجاد می کنند و تشکیل یون های اکسیژن و هیدروژن را تحریک می کنند. تعادل الکترولیتی مختل می شود، در محل آند، ذرات آهن مثبت وارد خاک می شوند که به دلیل از دست دادن جرم فلز باعث آسیب گالوانیکی می شود.

محافظت از خطوط لوله گاز زیرزمینی در برابر خوردگی

دو راه حفاظت در این جهت وجود دارد: فعال و غیرفعال. در حالت دوم، قرار است یک مانع هواگیر بین فلز لوله و خاک اطراف آن ایجاد شود. برای این کار از پوشش های مختلف مانند نوار پلیمری، قیر، رزین استفاده کنید.

همه پوشش های عایق برای محافظت در برابر خوردگی غیرفعال خطوط لوله گاز باید استانداردها و الزامات خاصی را رعایت کنند. از جمله:

• مقاومت شیمیایی؛
• مقاومت الکتریکی بالا؛
• نرخ قابل قبولچسبندگی به سطح فلز؛
• مقاومت مکانیکی بالا؛
• عدم حساسیت به عوامل اقلیمی؛
• حفظ خواص آن هنگام قرار گرفتن در معرض دماهای بالا و پایین؛
• بدون عیب مکانیکی یا کارخانه ای؛
• ترکیب نباید حاوی اجزایی باشد که اثر خورندگی بر روی فلز داشته باشد؛
• مقاومت در برابر حمله انواع باکتری ها.

کارایی

همانطور که تمرین نشان می دهد، دستیابی به یک لایه پیوسته بهینه با اعمال یک پوشش عایق تقریبا غیرممکن است. انواع مختلف مواد دارای نفوذپذیری انتشار متفاوتی هستند که باعث می شود کیفیت پردازش خط لوله با محیط متفاوت باشد. علاوه بر این، در طول فرآیند ساخت و ساز، فرورفتگی، ترک و سایر عیوب روی پوشش ایجاد می شود. از طریق آسیب به حفاظت غیرفعال خطرناک ترین است، زیرا در این مکان ها فرآیند خوردگی زمین به طور فعال در حال انجام است.

از آنجایی که این روش برای ایمنی کامل لوله ها ناکارآمد است، حفاظت فعال خط لوله گاز در برابر خوردگی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این مبتنی بر کنترل فرآیندهای الکتروشیمیایی است که در مرز بین فلز لوله و الکترولیت زمین انجام می شود. این رویکرد حفاظت جامع نامیده می شود. در فاز فعال، پلاریزاسیون کاتدی ارائه می شود، که به کاهش سرعت انحلال فلز کمک می کند، زیرا پتانسیل خوردگی به سمت یک شاخص منفی حرکت می کند، از پارامتر طبیعی به سمت بالا.

اصل پلاریزاسیون کاتدی

حفاظت کاتدی خطوط لوله زیرزمینی با استفاده از آندهای قربانی یا از طریق قطبش از منبع جریان مستقیم انجام می شود. در مورد اول، محاسبه بر این واقعیت است که فلزات مختلف در الکترولیت دارای پتانسیل های مختلف هستند. بنابراین، هنگام ایجاد یک جفت گالوانیکی از دو ماده و فرو بردن آنها در یک الکترولیت، فلزی که پتانسیل آن دارای یک نشانگر منفی بزرگ است، آند خواهد بود. در نتیجه، مواد مقابل در معرض تخریب کمتری قرار می‌گیرند.

از نظر عملی، سلول های گالوانیکی قربانی از محافظ های منیزیم، آلومینیوم یا روی تشکیل شده است. چنین حفاظتی در خاک هایی با مقاومت کم (تا 50 اهم متر) موثر است.

منابع خارجی

حفاظت کاتدی خطوط لوله گاز در برابر فرآیندهای خورنده با کمک منابع خارجی پیچیده تر است. با وجود پیچیدگی سازماندهی فرآیند، چنین سیستمی به مقاومت خاص خاک بستگی ندارد و منبع انرژی نامحدودی دارد. نقش منابع جریان مستقیم توسط مبدل هایی با پیکربندی ها و طرح های مختلف ایفا می شود که توسط یک شبکه الکتریکی متغیر تغذیه می شوند.

عناصر تبدیلامکان تنظیم جریان جهت حفاظتی را در محدوده وسیعی فراهم می کند. در عین حال، حفاظت از خط لوله گاز بدون توجه به شرایط اطراف تضمین می شود. منابع اصلی برق:

• خطوط برق هوایی 0، 4/6، 0/10، 0 کیلووات؛
• دیزل ژنراتور;
• گرمایی، گاز و سایر آنالوگها.

جریانهای حفاظتی که بر روی لوله‌ها اثر می‌گذارند، اختلاف پتانسیلی از فلز به زمین ایجاد می‌کنند و به طور ناهموار در طول خط لوله گاز توزیع می‌شوند.