Спосіб катодного захисту трубопроводу від корозії

Спосіб катодного захисту трубопроводу від корозії, що включає подачу від джерела постійного струму негативного потенціалу на поверхню, що захищається, а позитивного потенціалу на анодний заземлювач, який відрізняється тим, що введений контроль стану анодного заземлювача шляхом періодичного виміру значень напруги джерела постійного струму - U, струм у катодного захисту - І і робочої різниці потенціалів "труба - грунт" - Up, запам'ятовування отриманих у першому циклі контролю стану анодного заземлювача значень напруги джерела постійного струму, струм у катодного захисту і робочої різниці потенціалів "труба грунт" як значень U1, I1, Up1 і як значень Ui-1, Iі-1, Upi1 відповідно, обчислення, починаючи з другого циклу контролю поточного збільшення опору анодного заземлювача - DRai по формулі: 38276 a ³ 5D , b+ D де і - індекс поточного циклу контролю, і-1 - індекс попереднього циклу контролю, Uп - природна різниця потенціалів "труба - гр унт", і інтегрального збільшення опору анодного заземлювача - -DRaiнт по формулі: p П p П U i - Ui + U U1 - U1 + U a DRiнт = , Ii I1 порівняння отриманих значень поточного і інтегрального збільшення опору анодного заземлювача з установленим для кожного з них граничним значенням і, якщо отримані поточне і інтегральне значення збільшення опору анодного заземлювача менше відповідних, установлених для них граничних значень, то запам'ятовування отриманих в даному циклі контролю значень напруги джерела постійного струму, стр уму катодного захисту і робочої різниці потенціалів "труба - гр унт" у якості значень Ui-1, Ii-1, Uрi-1 відповідно і перехід до наступного циклу виміру параметрів через встановлений інтервал часу, якщо ж поточне значення збільшення опору анодного заземлювача більше або дорівнює встановленому для нього значенню, то видається сигнал «Ушкодження», а, якщо інтегральне значення збільшення опору анодного заземлювача більше або дорівнює встановленому для нього значенню, то видається сигнал «Знос». Введення контролю етану анодного заземлювача шляхом періодичного виміру значень напруги джерела постійного струму, струму катодного захисту і робочої різниці потенціалів "тр уба -гр унт", запам'ятовування отриманих у першому циклі контролю стану анодного заземлювача значень напруги джерела постійного струму, струм у катодного захисту і робочої різниці потенціалів "труба грунт" у якості значень U1, І1, Uр1 і в якості значень Ui-1, Іi-1, Uрі-1 відповідно, обчислення, починаючи з другого циклу контролю, поточного і інтегрального збільшень опору анодного заземлювача по приведених формулах, порівняння отриманих значень поточного і інтегрального збільшень опору анодного заземлювача з установленим для кожного з них граничним значенням і, якщо отримані поточне й інтегральне значення збільшення опору анодного заземлювача менше відповідних, установлених для них граничних значень, то запам'ятовування отриманих в даному циклі контролю значень напруги джерела постійного струму, струм у катодного захисту і робочої різниці потенціалів "труба грунт" у якості значень Ui-1, Іi-1, Uрі-1 відповідно і переходу до наступного циклу виміру параметрів через встановлений інтервал часу, якщо ж поточне значення збільшення опору анодного заземлювача більше або дорівнює встановленому для нього значенню, то видача сигналу «Ушкодження», а, якщо інтегральне значення збільшення опору анодного заземлювача більше або дорівнює встановленому для нього значенню, то видача сигналу «Знос» дозволяє, постійно контролюючи розмір збільшення опору анодного заземлювача, стежити за зносом анодного заземлювача і, з одного боку, чітко планувати регламентні роботи, а, з іншого боку, вчасно виявляти його ушкодження і вихід із ладу. На кресленні приведені: £3 a+ D де а, b - відповідно найменша і найбільша відстань заземлювача від об'єкта, D – максимальний лінійний розмір об'єкта в напрямку перпендикулярному осі електроду. При цьому джерело постійного струму до об'єкту, що захи щається, і до заземлювача підключають періодично з інтервалом, рівним: aa.0³ Arcth1, 5 aa.0 де аа,a0 -постійні поширення струму відповідно анода й об'єкта, при цьому забезпечують aa £ 10a0 Даний спосіб катодного захисту протяжних металевих об'єктів від корозії в електролітичному середовищі також, як і спосіб катодного захисту трубопроводу від корозії, що пропонується, включає подачу від джерела постійного струму негативного потенціалу на поверхню, що захи щається, а позитивного потенціалу на анодний заземлювач. Однак, відсутність контролю стану анодного заземлювача шляхом періодичного визначення поточного і інтегрального. збільшень опору анодного заземлювача і контролю порушення заданих значень величинами збільшень опору анодного заземлювача істотно знижує надійність даного способу, тому що не контролюються зноси та вихід із ладу одного з найбільш ненадійних елементів катодного захисту - анодного заземлювача, що може привести до посиленої корозії трубопроводу при погіршенні стану або зносі анодного заземлювача. У основу цього винаходу поставлена задача удосконалення способу катодного захисту тр убопроводу від корозії шляхом підвищення його надійності за рахунок контролю стану анодного заземлювача шляхом періодичного визначення поточного і інтегрального збільшень опору анодного заземлювача і контролю порушення заданих значень величинами збільшень опору анодного заземлювача. Поставлена задача вирішується тим, що у відомий спосіб катодного захисту тр убопроводу від корозії, що включає подачу від джерела постійного струму негативного потенціалу на поверхню, що захищається, а позитивного потенціалу на анодний заземлювач, відповідно до винаходу введений контроль стану анодного заземлювача шляхом періодичного виміру значень напруги джерела постійного струму - U, стр уму катодного захисту Іі, робочої різниці потенціалів “труба – грунт” - Up, запам’ятовування отриманих у першому циклі контролю стану анодного заземлювача значень напруги , струм у катодного захисту і робочої різниці потенціалів “труба – грунт” у якості значень U1, І1, Uр1 і в якості значень Uі-1, Іi-1, Upi-1 відповідно, обчислення, починаючи з другого циклу контролю, поточного збільшення опору анодного заземлювача DRai по формулі: p П p П Ui - U i + U Ui -1 - Ui -1 + U a DR i = Іі Ii -1 2 38276 Фіг. 1 - схема підключення станції катодного захисту для пояснення реалізації запропонованого способу; Фіг. 2 - алгоритм реалізації запропонованого способу. На фіг. 1 показаний трубопровід 1 з ізоляційним покриттям 2, точка підключення (точка дренажу) 3 станції катодного захисту, що містить джерело постійного струму 4, перший сполучний провід 5, яким негативний полюс джерела постійного струму 4 підключений до трубопроводу 1 у точці підключення 3, другий сполучний провід 6, амперметр 7, анодний заземлювач 8, що з'єднаний проводом 6 із позитивним полюсом джерела постійного струму З через амперметр 7. На кресленні показаний також перший вольтметр 9,підключений паралельно джерелу постійного струму 3 і використовуваний для виміру його напруги і другий вольтметр 10, включений між точкою підключення З і електродом порівняння 11, що встановлюється над трубопроводом, що захищається. На фіг. 2, крім описаних вище, позначень використані ще наступні: Dt - встановлений інтервал часу між циклами виміру значень параметрів; DRa1 - установлений граничний розмір поточного збільшення опору анодного заземлювача; DRa2 - установлений граничний розмір інтегрального збільшення опору анодного заземлювача; Для приведеної на фіг. 1 схеми підключення станції катодного захисту cп a U = Izвх + IR + IR (1) сп де zвх - вхідний опір трубопроводу, R - опір сполучних проводів (проводів 5 і 6), Rа - опір анодного заземлювача, при цьому: p Ir г р = Izвх + +U p П p П Ui -1 - U i -1 + U a Ui - U i + U DRi = , (7) Ii Ii -1 По рівнянню (7) визначається поточне збільшення опору анодного заземлювача, тобто розмір, до якого збільшився опір анодного заземлювача з моменту попередньою визначення, якщо ж у рівняння (7) підставити замість Ui-1, Іi-1, Uрі-1 значення U1, І1 , Uр1 , те одержимо збільшення опору анодного заземлювача з моменту пуску станції, тобто інтегральне значення: p П p П U i - Ui + U U1 - U1 + U a DRiнт = , (8) Ii I i -1 Розмір природної різниці потенціалів "труба грунт" вимірюється при монтажі станції катодного захисту при відключеному джерелі постійного струму або приймається рівним встановленому стандартом значенню. Розмір робочої різниці потенціалів "труба - гр унт" вимірюється при роботі станції катодного захисту, тобто при включеному джерелі постійного струму. Значення природної і робочої різниць потенціалів "труба - гр унт" вимірюються між точкою підключення 3 і електродом порівняння 11, установлюваним над трубопроводом 1. Встановлені граничні значення поточного і інтегрального збільшень опору анодного заземлювача визначають, виходячи з технічних норм на опір анодного заземлювача станції катодного захисту, терміну експлуатації і інтервалу часу між циклами контролю стана анодного заземлювача. Спосіб катодного захист)' трубопроводу від корозії реалізують таким чином. Попередньо при підключенні кожної станції катодного захисту трубопроводу перед її умиканням вимірюють природну різницю потенціалів "труба грунт" (за допомогою вольтметра 10), значення якої запам'ятовують. Після вмикання станції в першому циклі контролю вимірюють і запам'ятовують значення напруги джерела постійного струму 4 (за допомогою вольтметра 9), струму катодного захисту (за допомогою амперметра 7) і робочої різниці потенціалів "труба - грунт" (за допомогою вольтметра 10), що також запам'ятовують у якості значень Ui-1, Іi-1, Uрі-1 і значень U1, І1, U р1. Далі, при роботі станцій катодного захисту, у другому і наступних циклах контролю, по кожній із станцій періодично з встановленим інтервалом часу (що задається регламентом контролю станцій катодного захисту), наприклад 1 раз на добу, проводять виміри напруги джерела постійного струму 4, стр уму катодного захисту (за допомогою амперметра 7), робочої різниці потенціалів "труба грунт" (за допомогою вольтметра 10), значення яких запам'ятовують і обчислюють щораз поточне й інтегральне збільшення опору анодного заземлювача 8. Розміри збільшень запам'ятовують і виводять для аналізу процесу зносу анодного заземлювача. Якщо розміри поточних і інтегрального збільшень опору анодного заземлювача 8 менше встановлених для кожного з них розмірів, то вважають, що йде природний знос анодного заземлювача і переходять до наступного циклу виміру параметрів через встановлений інтервал часу, ніякі сигнали при цьому не видаються. Якщо ж на стан п (2) 2p y де r гр - питомий опір грунту, у - відстань від точки підключення джерела постійного струму (точки дренажу) до анодного заземлювача, p - число "пи". Віднімаючи з рівняння (1) рівняння (2) одержимо: U U -U p = IR сп rгр a п + IR - I -U 2p y (3) Звідки: a = U -U p +U п -R сп + rгр (4) I 2py Тому що виміри U, Uр, і І робляться періодично, то при двох послідовних вимірах (і-1)-ом і і-ом одержимо: p п U i -1 - Ui -1 + U a сп r г р Ri -1 = -R + (5) І і -1 2p y R p п a U - Ui + U сп r г р Ri = i -R + (6) Іі 2p y Далі, віднімаючи з рівняння (6) рівняння (5) одержимо: 3 38276 ції катодного захисту поточне збільшення опору анодного заземлювача дорівнює або більше заданого розміру, то видається сигнал «Ушкодження». Якщо ж на станції катодного захисту інтегральне збільшення опору анодного заземлювача дорівнює або більше заданого розміру, то видається сигнал «Знос». При одержанні сигналу «Ушкодження» або «Знос» оперативний персонал уживає заходів по усуненню ушкодження або установці нового анодного заземлювача. У процесі контролю по інтегральних значеннях збільшення опору анодного заземлювача плануються заходи для підтримки заземлювача в робочому стані, зокрема, ремонти. Після ремонту, усунення ушкодження або установки нового анодного заземлювача введення контролю робиться також як при пуску станції катодного захисту. Фіг. 1. 4 38276 Реферат Спосіб катодного захисту трубопроводу від корозії. 1. Об'єкт винаходу: Способи катодного захисту тр убопроводів від корозії 2. Галузь використання: Будь-які галузі народного господарства, зокрема, газова, нафтова і хімічна промисловості для захисту протяжних підземних і підводних об'єктів від корозії. 3. Суть винаходу: Спосіб катодного захисту від корозії, що включає подачу від джерела постійного струму негативного потенціалу на поверхню, що захищається, а позитивного потенціалу на анодний заземлювач, і контроль стану анодного заземлювача шляхом періодичного виміру значень напруги джерела постійного струму - U, струму катодного захисту - І, робочої різниці потенціалів "труба - гр унт" – Uр, запам'ятовування отриманих у першому циклі контролю значень напруги джерела постійного струму, стр уму катодного захисту і робочої різниці потенціалів "труба Фіг. 2. - грунт" у якості значень U1, І1, Uр 1і в якості значень Uі-1, Іі-1, Uрі-1 і відповідно, обчислення, починаючи з другого циклу поточного контролю збільшення опору анодного заземлювача - DRаі, по формулі: p П p П Ui -1 - U i -1 + U a Ui - U i + U DRi = , Ii Ii -1 де і - індекс поточного циклу контролю, і -1 - індекс попереднього циклу контролю, Uп - природна різниця потенціалів "тр уба - гр унт", і інтегрального збільшення опору анодного заземлювачу - DRаінт по формулі: p П p П U - Ui + U U - U1 + U a DRiнт = i - 1 , Ii I1 порівняння отриманих значень збільшення опору анодного заземлювачу з установленим для кожного з них граничним значенням і, якщо отри 5 38276 мане поточні й інтегральне значення збільшення опору анодного заземлювачу менше відповідних, установлених для них граничних значень, то запам'ятовування отриманих у даному циклі контролю значень напруги джерела постійного струму, стр уму катодного захисту і робочої різниці потенціалів "труба - грунт" у якості значень Uі-1, Іір 1, U і-1 відповідно і переходу до наступного циклу виміру параметрів через установлений інтервал часу, якщо ж поточне значення збільшення опору анодного заземлювачу більше або дорівнює встановленому для нього значенню, то видається сигнал «Пошкодження», а, якщо інтегральне зна чення збільшення опору анодного заземлювача більше або дорівнює встановленому для нього значенню, то видається сигнал «Знос». 4. Технічний результат: Спосіб катодного захисту трубопроводу від корозії дозволяє підвищити надійність катодного захисту за рахунок контролю стану анодного заземлювача шляхом періодичного визначення поточного і інтегрального збільшень опору анодного заземлювачу і контролю порушень заданих значень розмірами збільшень опору анодного заземлювача. 2 іл. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6