Устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов

Полезная модель относится к области защиты от коррозии манифольдов, шлейфов добывающих скважин и линейной части подземных продуктопроводов и нефтепроводов путем их катодной и анодной поляризацией. Устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов заключающийся в катодной поляризации защищаемого оборудования путем подключения постоянного источника тока (станция катодной защиты) и вспомогательного электрода (анода), причем вспомогательный электрод предварительно размещается внутри защищаемого оборудования (нефтепровода) в его максимально низкой части, а отрицательный полюс источника питания подсоединяется к защищаемому оборудованию (нефтепроводу).

Полезная модель относится к области защиты от коррозии манифольдов, шлейфов добывающих скважин и линейной части подземных продуктопроводов и нефтепроводов путем их катодной и анодной поляризацией.

Известно устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов путем создания крупных гальванических элементов, в которых катодом является защищаемое сооружение (1). Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику: Под ред. A.M.Сухотина. - Л. 6 Химия, 1989, - Пер. изд. США., 1985. - 456 с.

Недостатком известного устройство является ограниченный срок службы протектора, малая зона действия защиты и недостаточная эффективность.

Частично эти недостатки устранены в устройстве катодной защиты с использованием наземного источника питания постоянного тока и вспомогательного электрода. Положительный полюс источника питания подключают к вспомогательному электроду, а отрицательный - к защищаемому сооружению (нефтепроводу), внешний ток прилагают к коррозирующему металлу, на поверхности которого действуют локальные элементы. Ток течет от вспомогательного анода (электрода) к катодным и анодным участкам коррозионных элементов на поверхности защищаемого металла и возвращается в источник тока. Как только поляризация катодных участков внешним током достигает потенциала анода, на всей поверхности металла устанавливается одинаковый потенциал и локальный (разрушающий) ток больше не протекает. Таким образом, пока к металлу приложен внешний ток, он не может коррозировать. (2) Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов, - М.: Металлургия, 1976. - 472 с.

Недостатком этого устройства является сниженная эффективность в условиях высокого электрического сопротивления грунтов и как следствие, сниженных значений плотности тока, также отмечено, что даже применение устройства катодной защиты не повышает усталостную прочность металла труб, в частности канавочное разрушение по нижней образующей в трехфазной расслоившейся системе газ-нефть-водный электролит.

Цель полезной модели повысить эффективность защиты и комплексность воздействия на внутренние поверхностные свойства продуктопровода.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве катодной защиты включающем источник постоянного тока и вспомогательный электрод (анод), располагается внутри трубопровода и в максимально низкой его части.

Достижение положительного эффекта в предложенном устройстве обеспечивается, во первых, повышенной плотностью тока, вследствие использования в качестве электролита самой перекачиваемой жидкости (воды эмульгированой в нефти) и во вторых эффекта «катодной пассивности» так как внутренняя и наружная поверхность покрывается прочной пленкой Fe₃O₄ (магнетит), дополнительно обеспечивая иммунитет от коррозии и устранение дефектных зон вдоль трубопровода.

Устройство работает следующим образом.

Под действием внешнего источника электрического тока, протекающего через транспортируемую минерализованную жидкость, происходит электролиз воды эмульгированой в нефти и за счет электрохимических реакций катодная защита обеспечивает условия для образования защитных пленок магнетита по выражению:

3Fe ⁺²+4OH^-1=Fe₃O₄+2Н ₂

и известковых отложений большей плотности и с меньшим числом пропусков (дефектов), с максимальной эффективностью воздействия и расходования тока катодной защиты.

На фиг. изображена часть трубопровода 1 с предварительно размещенным электродом 2 изолированным от защищаемого трубопровода, уплотнительное устройство 3, изоляторы 4 и станцию катодной защиты 5. Вещества, способствующие возникновению на металле защитной пленки, носят название пассивирующих агентов. Для железа хорошим пассивирующим агентом служат также ионы ОН. В результате электролиза на поверхности металла образуется тончайшая пленка слоя окиси, препятствующая дальнейшему окислению. Существование таких «оксидных пленок» доказано различными методами; поляризацией отраженного света, рентгенографическим путем и др. При некоторых условиях возможно образование пленок магнетита и известковых отложений в таком сочетании, что дефекты трубопровода будут полностью заблокированы. Блокировка этих дефектов означает, что нет доступа электролита к защищаемому сооружению, а следовательно, нет условий для развития коррозии.

Литература:

1. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику: Под ред. A.M.Сухотина. - Л. 6 Химия, 1989, - Пер. изд. США., 1985. - 456 с.

2. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов, - М.: Металлургия, 1976. - 472 с.

Устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов, заключающееся в катодной поляризации защищаемого оборудования путем подключения постоянного источника тока (станция катодной защиты) и вспомогательного электрода (анода), отличающееся тем, что вспомогательный электрод предварительно размещается внутри защищаемого оборудования (нефтепровода) и в его максимально низкой части, а отрицательный полюс источника питания подсоединяется к защищаемому оборудованию (нефтепроводу).