О повышении эффективности средств химической защиты трубопроводов термических сетей от внешней коррозии

Защита от внешней коррозии трубопроводов термических сетей в текущее время является одной из основных задач, от решения которой почти во всем зависит увеличение надежности централизованного теплоснабжения, в каком термические сети являются более уязвимым звеном.

Долговечность подземных железных коммуникаций обоснована приемущественно их коррозионной стойкостью, что показал долголетний опыт их эксплуатации. В особенности подвержены коррозионным разрушениям трубопроводы термических сетей (с используемыми по сей день изоляционными конструкциями), срок службы которых в 1,5-2,0 раза ниже расчетной. При средней удельной повреждаемости 0,35-0,4 повреждения в год на 1 км трассы средний срок службы даже магистральных теплопроводов канальной прокладки составляет 12-15 лет.

Разъясняется это сначала слабенькими защитными качествами изоляционных конструкций, очень неблагоприятными температурно-влажностными критериями эксплуатации (в отличие от «холодных» трубопроводов), конструктивными особенностями теплопроводов, также в ряде всевозможных случаев низким уровнем проектирования, строительства и эксплуатации термических сетей, формальным внедрением средств химической защиты (ЭХЗ).

Исследования механизма внешней коррозии трубопроводов термических сетей в контакте с влажной термоизоляцией проявили, что интенсивность коррозионных процессов с ростом температуры возрастает, достигая максимума при 70-80 °С. При всем этом опыт эксплуатации термических сетей свидетельствует, что почти всегда подвержены внешней коррозии подающие теплопроводы, работающие в более небезопасном температурном режиме выше 70% времени в течение года. Разумеется, что для вновь строящихся и реконструируемых термических сетей более конструктивным методом решения трудности увеличения коррозионной стойкости теплопроводов является применение надежных и долговременных изоляционных конструкций и противокоррозионных покрытий. Беря во внимание неперспективность этого направления в ряде регионов РФ, в том числе в Термических сетях АО «Мосэнерго», начато применение теплогидроизоляционных конструкций с термоизоляцией на базе жесткого теплостойкого пенополиуретана и водоизоляционной оболочки из полиэтиленовой трубы (конструкция «труба в трубе»), обширно используемых в мировой практике.

Совместно с тем просит решения неувязка защиты от коррозии многих тыщ км теплопроводов, находящихся в эксплуатации, в особенности магистральных теплопроводов.

Долголетний опыт борьбы с внешней коррозией на «холодных» трубопроводах указывает, что наибольшая эффективность антикоррозионной защиты достигается методом внедрения надежной изоляции трубопроводов и в нужных случаях средств ЭХЗ.

В 1996 г. введены в действие «Типовая аннотация по защите термических сетей от внешней коррозии» (РД 34.20.518-95), а в 1998 г. — «Правила и нормы по защите трубопроводов термических сетей от химической коррозии» (РД 34.20.520-96). Оба документа утверждены «РАО ЕЭС России». В обоих документах верно сформулированы аспекты угрозы внешней коррозии трубопроводов термических сетей зависимо от метода их прокладки.

Аспекты внешней коррозии для термических сетей:

бесканальной прокладки — высочайшая коррозионная злость грунтов и опасное воздействие неизменного и переменного блуждающих токов;

канальной прокладки — наличие воды в канале либо занос канала грунтом, когда вода либо грунт добиваются изоляционной конструкции, также увлажнение теплоизоляционной конструкции капельной влагой, достигающей поверхности труб. Обозначено также, что опасное действие блуждающих токов при наличии воды либо грунта в канале только наращивает скорость коррозии внешней поверхности трубопроводов, контактирующей с водой либо грунтом в канале.

В обозначенных критериях теплопроводы нуждаются в применении средств ЭХЗ. Не считая того, на базе долголетнего опыта эксплуатации термических сетей признано целесообразным предугадывать средства ЭХЗ также и для теплопроводов на участках их прокладки в футлярах под стальными и авто дорогами, уличными проездами и трамвайными способами.

По сей день преобладала тенденция к осуществлению совместной ЭХЗ всех подземных сооружений в данной зоне с применением массивных защитных установок с целью охвата очень вероятной зоны защиты. Уже не один раз отмечалось, что в этих зонах, обычно, протяженность защищенных термических сетей оказывается малой, в особенности при их канальной прокладке, что разъясняется существенно наименьшим по величине их переходным электронным сопротивлением (Rпер) в сопоставлении с другими сооружениями. Связано это сначала с отсутствием на теплопроводах электроизоляции опорных конструкций, низким качеством противокоррозионного покрытия и недостаточной «долей» защитного тока от общего его значения. Последнее было доказано плодами проведенных нами исследовательских работ эффективности ЭХЗ на термических сетях Мосэнерго, включенных в систему совместной защиты с газопроводами.

Из этого следует, что при проектировании ЭХЗ действующих термических сетей канальной прокладки, беря во внимание разбросанность участков теплопроводов, требующих защиты, было бы более целесообразным применение персональной защиты с обеспечением ее в границах узнаваемых небезопасных зон (участки термических сетей с заносом каналов грунтом либо затопленные водой).

ЭХЗ металлов способом катодной поляризации (катодная защита) базирована на закономерном понижении скорости растворения металлов по мере смешения их потенциалов в сторону отрицательных значений относительно потенциала коррозии. При всем этом смещение потенциала предусматривается до значений защитного потенциала при помощи наружного источника неизменного тока (катодной станции) либо при помощи гальванического электрода (протектора), имеющего более отрицательный потенциал по сопоставлению с потенциалом защищаемого сооружения.

Одним из главных частей системы ЭХЗ при помощи станций катодной защиты (СКЗ), в значимой мере обуславливающих эффективность защиты, является конструкция анодного заземлителя (АЗ) и метод его размещения. По сей день для ЭХЗ подземных сооружений применялись, обычно, сосредоточенные АЗ. Их геометрические размеры в плане, обычно, много меньше, чем данная зона защиты. Этот фактор определяет нрав рассредотачивания токов и потенциалов повдоль защищаемого сооружения. При всем этом наибольший потенциал имеет точка сооружения, более близкая к АЗ, в периферийных же точках потенциал понижается по экспоненциальному закону. В связи с этим для обеспечения нужного уровня защитных потенциалов на концевых участках зоны защиты смещение потенциала в пт подключения к трубопроводу катодной станции в 2-3 раза должно превосходить мало допустимое его значение. Чем ниже Rпер сооружения, тем паче резок спад защитного потенциала. Это положение более верно выслеживается при ЭХЗ теплопроводов, где, как проявили наши исследования [1], зона защиты от одной установки ЭХЗ составляет всего несколько 10-ов метров (против нескольких сот метров на газопроводах) при очень значимых издержек электроэнергии.

Анализ результатов обследования действующих установок ЭХЗ и причин, влияющих на эффективность ЭХЗ, показал, что применение обычных сосредоточенных АЗ в городских критериях в почти всех случаях не обеспечивает нужную эффективность ЭХЗ на участках теплопроводов, требующих защиты, приводя, не считая того, к неоправданному повышению издержек электроэнергии как вследствие неравномерного рассредотачивания тока защиты, так и из-за растекания тока по участкам, не требующим защиты. Из этого следует, что при выборе конструкции и расположения АЗ следует учесть локальный нрав затопления либо заносов каналов грунтом магистральных теплопроводов, т.е. АЗ должны быть приближены к этим участкам и установлены повдоль их для обеспечения равномерного и целенаправленного рассредотачивания тока защиты, что употребляется в мировой практике [2].

Применение распределенных (протяженных) A3 позволит обеспечить:

— равномерное рассредотачивание тока защиты повдоль требующего защиты участка теплопровода;

— понижение употребления электроэнергии на единицу длины защищаемой теплосети и возможность использования катодных станций малой мощности;

— локализацию образования дополнительных полей блуждающих токов и совместно в этим вредного воздействия на смежные подземные сооружения вследствие короткозамкнутости электронного поля меж анодом и катодом;

— исключение необходимости в отводе земляной площади для установки АЗ.

Перечисленные достоинства полностью удовлетворяют требованиям защиты подземных сооружений, опасность коррозии на которых имеется на локальных участках, что сначала касается теплопроводов канальной прокладки, где имеется возможность расположения АЗ конкретно в каналах. При всем этом могут применяться: протяженные аноды кабельного либо стержневого типа из материала на базе каучука с углеродосодержащими наполнителями (токопроводящие эластомеры); железные трубопроводы вышедшие из потребления поперечником 100-150 мм; стержневые аноды из железокремнистых сплавов.

Для ЭХЗ трубопроводов термических сетей на участках их прокладки в футлярах в Термических сетях АО «Мосэнерго» уже в течение пары лет используются гальванические аноды (протекторы) стержневого типа из магниевых сплавов, устанавливаемые конкретно на поверхности трубопроводов либо изоляционной конструкции. Количество протекторов в сечении трубопровода обосновано его поперечником и уровнем затопления трубопровода.

На теплопроводах канальной прокладки, подвергающихся затоплению на участках длиной до 50-60 м, также применяется протекторная защита при помощи протекторов, укладываемых на деньке канала и устанавливаемых конкретно на поверхности трубопровода либо изоляционной конструкции.

На термических сетях АО «Мосэнерго» в текущее время действуют более 60 СКЗ с расположением АЗ конкретно в теплофикационных каналах, на 50 участках термических сетей действует ЭХЗ теплопроводов при помощи протекторов.

Канальная поляризация трубопроводов термических сетей при канальной прокладке при расположении АЗ в канале (в согласовании с требованиями НТД) должна обеспечивать смещение разности потенциалов меж трубопроводом и измерительным электродом сопоставления в сторону отрицательных значений в границах от 0,3 до 0,8 В.

Разработана методика проектирования ЭХЗ теплопроводов от внешней коррозии (при расположении АЗ и протекторов конкретно в канале), подвергающихся неизменному либо повторяющемуся затоплению.

В процессе внедрения новых способов ЭХЗ теплопроводов канальной прокладки появлялись отягощения, не позволявшие резвого обеспечения средствами ЭХЗ ряд участков термических сетей, нуждавшихся в защите от внешней коррозии. Основная причина этого заключалась в не оперативности принятия проектного решения и его дизайна в виде проекта для каждого определенного варианта. Это в особенности типично для маленьких объектов, на которых строительно-монтажные (ремонтные) работы производятся в относительно недлинные сроки. Разумеется, что в таких случаях трудности были бы сняты при наличии типовых проектных решений для ЭХЗ теплопроводов на локальных участках.

В связи с изложенным в конце 1995 г. СКТБ ВКТ АО «Мосэнерго» при участии АКХ им. К.Д.Памфилова был разработан «Типовой проект химической защиты трубопроводов термических сетей от внешней коррозии на локальных участках», а в 1998 г. дополнения к нему.

ЭХЗ способом катодной поляризации внешней поверхности трубопроводов канальной прокладки вероятна только в этом случае, если защищаемая поверхность металла и АЗ (либо проектор) находятся в электрическом и электролитическом контактах. 1-ое обеспечивается при помощи железных проводников, 2-ое — при наличии электронной среды (воды либо увлажненного грунта), в которую погружены трубопровод и АЗ (либо протектор).

Одна из основных особенностей эксплуатации средств ЭХЗ теплопроводов канальной прокладки при расположении АЗ конкретно в канале — периодическое отсутствие электролитического контакта меж поверхностью трубопровода и АЗ при уровне затопления канала, не достигающем нижней образующей трубопровода. При затоплении канала только до уровня прокладки АЗ появляются узкополосные либо точечные контакты A3 с электролитом (водой), что может быть предпосылкой образования локальных участков АЗ, где плотность тока утечки будет неоднократно превосходить номинальную (допустимую) плотность тока АЗ, что в особенности небезопасно для АЗ из токопроводящих эластомеров.

Из этого следует, что для исключения либо уменьшения числа локальных участков вероятного раннего разрушения АЗ кабельного топа из токопроводящих эластомеров более отлично применение устройств для автоматического включения и выключения станций катодной защиты зависимо от уровня затопления канала.

В СКТБ ВКТ АО «Мосэнерго» разработаны устройства, при помощи которых автоматом врубается либо отключается одно либо два плеча в зоне защиты теплопровода от одной СКЗ. В текущее время в Термических сетях АО «Мосэнерго» уже начато внедрение обозначенных устройств.

Для контроля эффективности химической защиты трубопроводов термических сетей канальной прокладки при расположении АЗ в каналах используются измерительные электроды, установленные на поверхности изоляционной конструкции. Начато также применение особых блоков пластин-индикаторов (БПИ) для конкретного инструментального контроля эффективности ЭХЗ БПИ устанавливают на поверхности трубопроводов.

В заключение следует указать на необходимость разработки одного нормативного документа по защите трубопроводов термических сетей всех ведомств. Целенаправлено также поручить СКТБ ВКТ АО «Мосэнерго» приготовить типовой проект по ЭХЗ теплопроводов с учетом последних разработок в этой области.

ЛИТЕРАТУРА

1.Сурис М.А., Липовских В.М., Прядко Б.М. и др. Об эффективности химической защиты трубопроводов термических сетей от внешней коррозии. М., Энергетик, 1994 г., № 1.

2.Зуев А.В., Ягмур И.Д., Притула В.В. и др. Новые технологические системы. М., Газовая индустрия, 1989, № 9.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru