วิธีที่มีประสิทธิภาพในการปกป้องท่อส่งก๊าซจากการกัดกร่อน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การป้องกันท่อส่งก๊าซจากการกัดกร่อนทำได้หลายวิธี นี่เป็นเพราะธรรมชาติที่แตกต่างกันของต้นกำเนิดของการเสียรูปซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของตำแหน่งของทางหลวงและสภาพโดยรอบ การกัดกร่อนของลวดโลหะหมายถึงการเสียรูปที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติขององค์ประกอบเหล่านี้อันเนื่องมาจากกระบวนการทางเคมีหรือไฟฟ้าเคมี ประเภทหลักของการเสียรูปคือของเหลว บรรยากาศ ใต้ดิน

เหตุผล

ต่อไปนี้คือคำนิยามสั้นๆ ของความเสียหายที่ระดับโดยการป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่งก๊าซ:

1. การกระทำทางเคมี - การเกิดออกซิเดชันที่เกิดขึ้นเองของชิ้นส่วนโลหะเนื่องจากการแปรสภาพเป็นบริเวณไอออนิกที่เสถียรภายใต้อิทธิพลของสารประกอบที่ไม่นำไฟฟ้า
2. การกัดกร่อนของไฟฟ้าเคมี - โลหะถูกทำลายในอัตราขึ้นอยู่กับการเจาะอิเล็กโทรด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอะตอมแยกตัวเป็นไอออนด้วยการต่ออายุของตัวออกซิไดซ์ในอิเล็กโทรไลต์
3. การกัดกร่อนที่อันตรายที่สุดคือกระแสไฟหลงทาง ปัญหานี้สังเกตได้ใกล้ระบบนำไฟฟ้าเช่นในพื้นที่ทางรถไฟที่มีเครือข่ายการติดต่อ

ข้อมูลทั่วไป

ประเภทหลักของการป้องกันท่อส่งก๊าซต่อการกัดกร่อนประกอบด้วยสามประเภท: ดอกยาง แคโทด และวิธีการระบายน้ำ เพื่อรักษาความปลอดภัยสูงสุดของวัตถุที่ให้บริการ มีการใช้มาตรการที่ซับซ้อน ซึ่งรวมถึง cathodic, tread, การป้องกันการระบายน้ำ สถานีแคโทดกำลังถูกสร้างขึ้นพร้อมช่องระบายน้ำหลายช่องและแอโนดกระจัดกระจายเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากการสื่อสารใต้ดิน

ป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่งก๊าซแบบคาโธดิก

วิธีนี้คือการเชื่อมต่อขั้วบวกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงกับตัวนำของการต่อสายดินแอโนด จากนั้นกระแสน้ำจะเข้าสู่ดินไหลผ่านส่วนที่เสียหายของฉนวนเข้าไปในท่อ พวกเขาผ่านท่อไปยังสถานที่ที่เชื่อมต่อตัวนำแล้วไปยังขอบเขตเชิงลบของแหล่งกำเนิด

หากมีระดับแรงดันไฟเพียงพอ ส่วนที่ทำงานทั้งหมดของท่อส่งก๊าซจะกลายเป็นขั้วลบ ทำให้สามารถป้องกันการก่อตัวของการกัดกร่อนแบบแอคทีฟ ในกรณีนี้ การต่อสายดิน (เศษโลหะ) จะกลายเป็นส่วนของขั้วบวก เป็นผลให้ท่อมีศักยภาพในทางลบเมื่อเทียบกับพื้น

มาตรการป้องกัน

การป้องกันท่อส่งก๊าซจากการกัดกร่อนทำให้เกิดศักยภาพในการปิดกั้นโดยการเชื่อมต่อตัวป้องกันโลหะกับท่อที่มีตัวบ่งชี้เชิงลบมากกว่าพารามิเตอร์ของท่อ โดยใช้วิธีนี้ไม่ได้จัดเตรียมไว้สำหรับแหล่งกระแสภายนอก แต่คุณลักษณะที่ต้องการจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้เซลล์แอโนดแบบกัลวานิก ภายใต้อิทธิพลของตัวป้องกัน โพลาไรเซชันของแคโทดจะทำหน้าที่ในท่อส่งก๊าซ ซึ่งทำให้กระบวนการกัดกร่อนหยุดชะงัก

วัสดุที่ใช้อาจเป็นสังกะสี อะลูมิเนียม แมกนีเซียม ในรูปของโลหะผสมพิเศษ (ML, TsO, Ts1 และอื่นๆ ในทำนองเดียวกัน) การป้องกันประเภทนี้ทำได้ง่ายที่สุด ไม่ต้องการการบำรุงรักษาเพิ่มเติม วิธีนี้เมื่อใช้ร่วมกับวิธีอื่นๆ จะใช้เพื่อป้องกันช่องแต่ละส่วนที่ไม่ได้ตัดกันโดยส่วนที่อยู่ติดกันของความปลอดภัยแบบขั้วลบ ตัวป้องกันท่อส่งก๊าซป้องกันการกัดกร่อนเหมาะสำหรับปลอกพิเศษที่ทางข้ามทางรถไฟและทางหลวง ที่สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีโครงสร้างใต้ดินที่พัฒนาแล้ว

อุปกรณ์ป้องกันถูกติดตั้งเป็นกลุ่มขององค์ประกอบต่างๆ ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับท่อหรือเต้ารับแคโทด พวกเขาเชื่อมต่อกันโดยใช้สายเคเบิลพิเศษลวดที่ทำจากเหล็กหรือทองแดง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการป้องกัน ตัวป้องกันจะอยู่ในฟิลเลอร์ ซึ่งช่วยลดความต้านทานการสัมผัส องค์ประกอบคือแมกนีเซียมซัลเฟตหรือโซเดียมกับดินเหนียว ระยะการติดตั้งตัวป้องกันจากท่อประมาณ 3-6 เมตร

การระบายน้ำ

บ่อยครั้งมากที่รางรถรางและรางรถไฟบนรางไฟฟ้าไม่มีการนำไฟฟ้าที่เหมาะสม ซึ่งทำให้ส่วนหนึ่งของกระแสไฟฟ้าไหลลงสู่พื้น จากนี้ไปจำเป็นต้องป้องกันท่อที่วิ่งใกล้ทางรถไฟ บนที่จุดเข้าของกระแสหลงทางเข้าสู่ท่อศักย์ของแคโทดจะเกิดขึ้นและที่ทางออกโซนแอโนด มันอยู่ในสถานที่สุดท้ายที่โลหะได้รับความเสียหายอย่างแข็งขัน

การป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่งก๊าซเหล็กเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับกระแสน้ำที่ไหลหลง นี่เป็นสิ่งสำคัญมาก เนื่องจากภายใต้อิทธิพลของผลกระทบนี้ ท่อจะเสียรูปตลอดและผ่านในระยะเวลาอันสั้น ประเภทการป้องกันที่ระบุเกี่ยวข้องกับการกำจัดกระแสจากไปป์ไลน์ไปยังแหล่งหลักโดยใช้ตัวนำ ในขณะเดียวกัน ศักยภาพของท่อที่เกี่ยวกับพื้นจะลดลง ซึ่งช่วยขจัดส่วนที่เป็นกระแสสลับและขั้วบวกด้วยการระงับกระแสรั่วไหลลงสู่ดินพร้อมกัน

คุณสมบัติการระบายน้ำ

การวางท่อระบายน้ำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับตำแหน่งของภัยคุกคาม การป้องกันท่อส่งก๊าซหลักจากการกัดกร่อนถูกสร้างขึ้นบนบัสเชิงลบของสถานีย่อยฉุดหรือบนรางรถไฟ ในกรณีแรก การเชื่อมต่อโดยตรงหรือโพลาไรซ์

การระบายน้ำโดยตรงนั้นเหมาะสมหากศักยภาพของท่อส่งน้ำสูงกว่าระบบกำจัดกระแสไฟหลงทาง เมื่อจัดเตรียมการระบายน้ำไฟฟ้าบนราง การเชื่อมต่อจะต้องเป็นแบบโพลาไรซ์เท่านั้น มันแตกต่างจากรุ่นตรงตรงที่วงจรมีการตั้งค่าพิเศษเพื่อป้องกันการส่งคืนกระแสไฟฟ้าไปยังท่อ ท่อระบายน้ำมีอยู่ในสายเคเบิลหรือรุ่นบรรยากาศ และติดตั้งเครื่องมือวัด

การกัดกร่อนของท่อใต้ดิน

ความเสียหายของท่อที่ระบุหมายถึงหนึ่งในปัจจัยหลักของการทำลายเนื่องจากการก่อตัวของรอยแตกและรอยแตก การกัดกร่อนอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของโลหะกับสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้าง ซึ่งนำไปสู่การเสียรูปที่สอดคล้องกัน การป้องกันทางไฟฟ้าเคมีของท่อส่งก๊าซจากการกัดกร่อนทำให้สามารถป้องกันการทำงานผิดปกติดังกล่าวได้ เนื่องจากปฏิกิริยาส่วนใหญ่เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกัน นั่นคือโซนแคโทดและแอโนดจะเกิดขึ้นในส่วนต่างๆ ของท่อ

ภายใต้อิทธิพลของการไหลของไฟฟ้าของคู่กัลวานิก อิเล็กตรอนผ่านองค์ประกอบโลหะเข้าสู่ช่องแคโทด ไหลลงสู่พื้นและสร้างปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ออกซิไดซ์ กระตุ้นการก่อตัวของออกซิเจนและไฮโดรเจนไอออน ความสมดุลของอิเล็กโทรไลต์ถูกรบกวนที่ไซต์แอโนด อนุภาคเหล็กที่เป็นบวกจะเข้าไปในดิน ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายทางไฟฟ้าเนื่องจากการสูญเสียมวลโลหะ

ป้องกันท่อส่งก๊าซใต้ดินจากการกัดกร่อน

มีการป้องกันสองวิธีในทิศทางนี้: แอ็คทีฟและพาสซีฟ ในกรณีที่สอง ควรสร้างกำแพงกั้นระหว่างโลหะของท่อกับดินโดยรอบ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ใช้สารเคลือบต่างๆ เช่น เทปโพลีเมอร์ น้ำมันดิน เรซิน

สารเคลือบฉนวนทั้งหมดสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนแบบพาสซีฟของท่อส่งก๊าซต้องเป็นไปตามมาตรฐานและข้อกำหนดบางประการ ในหมู่พวกเขา:

• ทนต่อสารเคมี;
• ต้านทานไฟฟ้าสูง
• อัตราที่ยอมรับได้การยึดติดกับพื้นผิวโลหะ
• ความแข็งแรงทางกลสูง
• ไม่ไวต่อปัจจัยภูมิอากาศ
• รักษาคุณสมบัติเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและต่ำ
• ไม่มีข้อบกพร่องทางกลไกหรือโรงงาน
• องค์ประกอบไม่ควรมีส่วนประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนบนโลหะ
• ต่อต้านการโจมตีของแบคทีเรียชนิดต่างๆ

ประสิทธิภาพ

จากการฝึกฝนแสดงให้เห็นว่า แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้ชั้นต่อเนื่องที่เหมาะสมที่สุดด้วยการเคลือบฉนวน วัสดุประเภทต่าง ๆ มีการซึมผ่านแบบกระจายที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้คุณภาพของการประมวลผลไปป์ไลน์แตกต่างจากสิ่งแวดล้อมต่างกัน นอกจากนี้ ระหว่างการก่อสร้างและกระบวนการเคลือบ รอยบุบ รอยแตก และข้อบกพร่องอื่นๆ ก่อตัวขึ้นบนผิวเคลือบ ความเสียหายต่อการป้องกันแบบพาสซีฟเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุด เนื่องจากในสถานที่เหล่านี้กระบวนการกัดกร่อนของพื้นดินกำลังเกิดขึ้นอย่างแข็งขัน

เนื่องจากวิธีนี้ใช้ไม่ได้ผลสำหรับการรักษาความปลอดภัยของท่อโดยสมบูรณ์ จึงใช้การป้องกันท่อส่งก๊าซจากการกัดกร่อนเพิ่มเติม มันขึ้นอยู่กับการควบคุมของกระบวนการไฟฟ้าเคมีที่เกิดขึ้นที่ขอบเขตระหว่างท่อโลหะและอิเล็กโทรไลต์กราวด์ แนวทางนี้เรียกว่าการป้องกันที่ครอบคลุม ในระยะแอคทีฟ จะมีการจัดเตรียมโพลาไรเซชันแบบขั้วลบ ซึ่งทำให้อัตราการละลายของโลหะลดลงเนื่องจากศักยภาพในการกัดกร่อนจะเคลื่อนไปยังตัวบ่งชี้เชิงลบ ขึ้นจากค่าพารามิเตอร์ทางธรรมชาติ

หลักการโพลาไรเซชันแบบคาโทดิก

การป้องกัน Cathodic ของท่อใต้ดินดำเนินการโดยใช้แอโนดบูชายัญหรือผ่านโพลาไรเซชันจากแหล่งกระแสตรง ในกรณีแรก การคำนวณจะใช้ข้อเท็จจริงที่ว่าโลหะต่าง ๆ ในอิเล็กโทรไลต์มีศักยภาพต่างกัน ดังนั้นเมื่อสร้างคู่กัลวานิกของวัสดุสองชนิดและแช่ไว้ในอิเล็กโทรไลต์ โลหะที่มีศักยภาพซึ่งมีตัวบ่งชี้เชิงลบขนาดใหญ่จะเป็นขั้วบวก ส่งผลให้วัสดุตรงข้ามถูกทำลายน้อยลง

ในทางปฏิบัติ เซลล์กัลวานิกบูชายัญประกอบด้วยตัวป้องกันแมกนีเซียม อะลูมิเนียม หรือสังกะสี การป้องกันดังกล่าวมีประสิทธิภาพในดินที่มีความต้านทานต่ำ (สูงถึง 50 โอห์ม ม.)

แหล่งภายนอก

การป้องกัน Cathodic ของท่อส่งก๊าซจากกระบวนการกัดกร่อนด้วยความช่วยเหลือจากแหล่งภายนอกนั้นซับซ้อนกว่า แม้จะมีความซับซ้อนในการจัดกระบวนการ แต่ระบบดังกล่าวไม่ได้ขึ้นอยู่กับความต้านทานของดินโดยเฉพาะและมีแหล่งพลังงานที่ไม่จำกัด บทบาทของแหล่งจ่ายกระแสตรงนั้นเล่นโดยตัวแปลงของการกำหนดค่าและการออกแบบต่างๆ ซึ่งขับเคลื่อนโดยเครือข่ายไฟฟ้าที่ปรับเปลี่ยนได้

การแปลงองค์ประกอบทำให้สามารถปรับกระแสของทิศทางการป้องกันในช่วงกว้าง ในขณะเดียวกันก็รับประกันการปกป้องท่อส่งก๊าซโดยไม่คำนึงถึงสภาพโดยรอบ แหล่งพลังงานหลัก:

• สายไฟเหนือศีรษะ 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล;
• ความร้อน แก๊ส และอะนาลอกอื่นๆ

กระแสป้องกันที่กระทำบนท่อสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นจากโลหะกับพื้นและกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอตามความยาวของท่อส่งก๊าซ