В статье рассмотрены электрохимическая защита газонефтепроводов от коррозий, методы снижение агрессивности окружающей среды, а также в основные особенности построения электрической сети с диапазоном 6–35 кВ.
Ключевые слова: электрохимическая коррозия, катод, гальваническая.
1.1. Газ және мұнай құбырларын электрохимиялық қорғау.
Электрохимиялық коррозия (ECC) - қоршаған электролиттік ортамен электрохимиялық әрекеттесу нәтижесінде металдардың Фарадей заңы бойынша өздігінен бұзылуы. Бұл электролиттер су, тұздардың, қышқылдар мен сілтілердің судағы ерітінділері және т. б. Электрохимиялық коррозия кең тараған, әртүрлі тәсілдермен көрінеді және көптеген сорттары бар. Оның пайда болуының негізгі себебі — осы электролиттердегі металдардың термодинамикалық тұрақсыздығы және олардың иондық күйге өту тенденциясы.
Электролиттердегі коррозия немесе ECC — бұл топырақтың электролитімен жанасатын металл (болат) бетінде пайда болатын микроскопиялық қысқа тұйықталған гальваникалық элементтердің үлкен санының нәтижесі. Олар металдың немесе қоршаған ортаның гетерогенділігіне байланысты пайда болады. Сондықтан электрохимиялық коррозия коррозия процесі кезінде пайда болатын электр тогының болуын қамтиды. Әртүрлі табиғи және жасанды ағындар түріндегі сыртқы себептер болған кезде коррозия әдетте артады.
Электрохимиялық қорғаудың белгілі белсенді әдістері ЭКК-дан қорғау үшін қолданылады. Катодтық қорғаныс — бұл металдан бос коррозия потенциалына (табиғи потенциал) қарағанда құбыр желісінің потенциалын теріс мәндерге ауыстыру арқылы ЭКК тежелу процесі.
Катодтық қорғаныс кезінде тұрақты ток көзінің теріс полюсі (катодтық қорғаныс станциясы — КПС) электр тізбегі жердегі электролит арқылы өтеді және оқшаулау зақымдалған жерлерде құбырдың ашық зақымдалған учаскелерінде катодтық поляризация процесі басталады. Катодтық қорғаныс барлық магистральдық құбырларда топырақтың тоттану және адасу тұрақты немесе ауыспалы токтардың коррозиясының бір мезгілде қаупіне байланысты олардың бүкіл ұзындығы бойынша қолданылады.
Қорғаныс қорғанысы. Құбырлардың қорғанысы гальваникалық жұптардың жұмыс принципі бойынша қолданылады, бұл ретте протектор құбырға қосылған, т.б. болатқа қарағанда электрохимиялық потенциалы төмен анодты электрод. Осылайша, құбыр катод ретінде, ал электрод — қорғаушы анод ретінде әрекет еткенде жағдайлар жасалады, нәтижесінде протектордың қарқынды бұзылуына байланысты құбырдың коррозиялық бұзылуы тоқтайды. Гальваникалық анодтармен және магний қорғағыштарымен құбырларды қорғауды қысқа ұзындықтағы құбырлардың жеке учаскелері үшін басқа объектілермен электрлік байланыстар болмаған кезде, адасу токтары болмаған кезде немесе олардың болуы кезінде, егер орташа потенциал стационарлықтан ығысаса, қолданылуы мүмкін. олардан туындаған 0,3 В-тан аспайды, сондай-ақ жағдайларда:
Дегенмен, көп жағдайда протекторды қорғау жолдар мен темір жолдар арқылы өтетін жерлерде топырақтың коррозиясынан қорғау үшін қолданылады.
Мұндай қорғаушылар анодтық аймақтарды жою, металл резервуарлар мен жер асты резервуарларын қорғау үшін оқшаулағыш фланецтерге және электрлік секіргіштерге орнатылады. Қорғаушылардың қызмет ету мерзімі 4–10 жыл.
Электрлік қорғаныс. Құбырлар үшін ең үлкен қауіп анодтық аймақтарда қарқынды бұзылуды тудыратын электрлендірілген темір жолдардан адасатын токтар болып табылады. Ағынды токтардан қорғаудың негізгі әдісі электрлік дренажды қорғау болып табылады. Жұмыс принципі рельстерге адасқан токтарды төгу арқылы анодтық аймақтарды жою болып табылады.
Тікелей, поляризацияланған және күшейтілген дренаждар бар.
Тікелей электрлік дренажға мыналар кіреді: ажыратқыш, сақтандырғыш, дабыл релесі және реостат реостат арқылы реттелетін құбыр-рельс тізбегіндегі ток күшін реттейтін реостат.
Мұндай дренажды құбырдың әлеуеті әрқашан рельстік желінің потенциалынан жоғары болатын жағдайларда қолданылады. Поляризацияланған дренаж бір жақты өткізгіштікке ие, яғни. ток тек құбырдан рельске өтеді.
Күшейтілген дренаж құбырдан адасқан токтарды бұру қажет болғанда қолданылады, бірақ сонымен бірге қажетті катодтық потенциалды қамтамасыз етеді. Бұл электрлендірілген темір жол көлігінің рельстеріне теріс полюсі құбырға қосылған, ал оң полюсі бар катодтық қорғаныс станциясы.
1.2. Қоршаған ортаның агрессивтілігін төмендету.
Қоршаған ортаның агрессивтілігін төмендетудің бірнеше әдістері бар.
Коррозия ингибиторларын енгізу ең кең тараған. Олардың әрекеті коррозияны тежейтін металл бетіндегі ингибитор молекулаларының немесе иондардың адсорбциясына дейін төмендейді.
Топырақ электролитінің деаэрациясы катодтық және анодтық реакцияларға қатысатын агрессивті реагент ретінде еріген оттегінің концентрациясын төмендетеді.
Биокоррозия қаупін азайту үшін топыраққа әртүрлі қоспалар қосылады, мысалы, әк. Бұл сульфатты төмендететін бактериялардың өсуін тоқтатады. Кейде қоспалар құбырдың жанында жоғары рН мәндерін жасау үшін қолданылады. Топырақты гидрофобизациялау құбырдың оқшаулауын зақымданудан қорғауға, оның қартаю процесін бәсеңдетуге арналған [1]. Мұндай топырақтар байланыстырғыштармен өңделеді және суға төзімді, коррозияға төзімділігі төмен және ауа өткізгіштігі бар. Топырақты қышқылдармен немесе сілтілермен бейтараптандыру, сондай-ақ топырақты агрессивтілігі азырақпен ауыстыру оның коррозиялық белсенділігін төмендету үшін жүргізіледі.
1.3. 6–35 кВ диапазондағы электр желісін салудың негізгі ерекшеліктері
Қолданыстағы 6–35 кВ желілері кез келген учаскедегі қысқа тұйықталу бүкіл секцияны өшіру қаупін тудыратындай етіп салынған, оған бір уақытта көптеген тұтынушылар қосылуы мүмкін. Және осы кернеу кластары үшін әуе желілерін төсеу мен құрылғысының ерекшелігі оларда қысқа тұйықталу ықтималдығы айтарлықтай жоғары. Мұндай электр беру желілері ағаш құрылымының радиалды құрылымына ие. Бұрын бұл желілерді қайта құру мен дамытуға инвестицияның жеткіліксіздігінен тұтынушыларды электр орталығынан электрмен жабдықтау радиусының ұлғаюы байқалады. Қолмен айырғыштар арқылы орындалатын көптеген артық қосылымдар бар.
Сонымен қатар, мұндай желілер тұтынушыға электр энергиясын жеткізу жолындағы соңғы кезең болып табылады және олардың ұзындығы (атап айтқанда, 6 (10) кВ әуе желілері) 1,5 миллион км-ден астам — барлық 0,4 жалпы ұзындығының 45 % дерлік -110 кВ желілер. Ал барлық бұзылулардың 70 %-ы осы желілерде болады. Тұтынушылардың тоқтау ұзақтығы жылына шамамен 70–100 сағатты құрайды, бұл техникалық дамыған Батыс елдерімен салыстырғанда әлдеқайда жоғары. Жоғарыда аталған желілерде электрмен жабдықтау сенімділігін арттыру міндеті туындады.
Қорытынды
Талдау негізінде магистрлік диссертацияны жазу аясында болат жерасты газ және мұнай құбырларын коррозиядан қорғау әдістерінің классификациясы жасалып, белсенді қорғаныс жүйелерін (катодтық қорғаныс) жетілдіру қажеттілігі көрсетілді.
Осы мәселені зерттеу аясында алынған ақпарат үш қайта жабатын құрылғыны пайдаланып желіні есептеу үшін пайдаланылады, бұл барлық тұтынушыларға мүмкін болатын зиянның көлемін айтарлықтай азайтады.
Әдебиет:
- Мұстафин, Ф. М. Гидрофобталған топырақты қолданатын құбырларды салу және жөндеу. — М.: Недра, 2003. 234 б.
- Вэй, Б. Оқшаулағыш жабындардың өтпелі кедергісін төмендетуді эксперименттік зерттеу / Вэй Бей, Ф. М. Мұстафин // Мұнай және мұнай өнімдерін жинау, дайындау және тасымалдау мәселелері. 2015. № 2. С.159 169.
- Вей, Б. Құбырлардың қорғаныш жабындарының қалдық мерзімін анықтау әдісі / Вэй Бей, Ф. М. Мұстафин // Мұнай және мұнай өнімдерін жинау, дайындау және тасымалдау мәселелері. — 2015. — No 2. — Б.151–158.
- Мұстафин, Ф.М. Құбырларды коррозиядан қорғау: 2-том: оқу құралы / Ф. М. Мұстафин, Л. И. Быков, А. Г. Гумеров және басқалар — Санкт-Петербург: Недра ЖШҚ, 2007. — 708 б.
- Машиналарды, жабдықтарды және конструкцияларды коррозиядан, ескіруден және биозақымданудан қорғау. Каталог. 1, 2-том. / Бас. Герасименко А. А. М. — Машиностроения, 1987. 688 б.
- Флорианович Г. М., Реформацкая И. И. Металдарды пассивациялау және репассивациялау олардың коррозиялық зақымдануын болдырмаудың негізгі жолы болып табылады. — Металдарды қорғау. 2001. V. 37. No 5. С. 531 536.
7. ГОСТ 31448–2012 Магистральдық газ және мұнай құбырларына арналған сыртқы қорғаныс жабындары бар болат құбырлар. Техникалық талаптар. — М.: Стандартинформ, 2013. — 19 б.
