способ защиты от коррозии газопроводов и/или газоконденсатопроводов, нефтепроводов и/или нефтепродуктопроводов, водопроводов, их инженерного обустройства и комплекса объектов по добыче и транспортировке газа, нефти и воды импульсным током

Формула изобретения

1. Способ защиты газопроводов и/или газоконденсатопроводов, нефтепроводов и/или нефтепродуктопроводов, водопроводов, их инженерного обустройства и комплекса объектов по добыче и транспортировке газа, нефти и воды, имеющих контакт с землей или любой другой токопроводящей средой, в которой размещены заземлители, отличающийся тем, что для коррозионной защиты вместо постоянного тока используют импульсный ток, причем импульсы отрицательной полярности длительностью 1 мс - 10 с подают на защищаемый объект, а общий провод выдающего отрицательные импульсы импульсного источника питания соединен с заземлителями, при этом отношение временного интервала между импульсами к длительности импульса не должно превышать отношения дрейфовой скорости вызывающих коррозию ионов, движущихся под действием электрического поля, к скорости их диффузии в среде, где находится защищаемый объект.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что импульсы положительной полярности подают на заземлители, а общий провод выдающего импульсы положительной полярности импульсного источника питания соединяют с защищаемым объектом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится преимущественно к добыче, транспортировке и переработке природного газа, нефти и воды.

Известен способ строительства газопроводов и/или газоконденсатопроводов, их инженерного устройства и комплекса объектов по добыче и транспортировке газа и способ эксплуатации и/или ремонта, и/или реконструкции, и/или восстановления газопроводов, и/или газоконденсатопроводов и их инженерного обустройства, где предложена система катодной защиты газопроводов и/или газоконденсатопроводов, их инженерного обустройства и комплекса объектов по добыче и транспортировке газа, в которой используют постоянный ток для создания защитного потенциала (Патент RU 2053432C1 от 27. 01. 1996, Бюл. N 3). Поскольку для создания на удаленных участках трубопровода достаточного защитного потенциала (с учетом возможных утечек во всей трассе трубопровода) требуется значительный ток, то у станции катодной защиты требуется задавать напряжение намного, превышающее потенциал разложения воды, содержащийся в почве вблизи трубопровода. При этом происходит диссоциация воды вблизи участков трубопровода с поврежденной изоляцией и выделения на них водорода. С течением времени водород диффундирует в толщу материала трубы, охрупчивая ее. Кроме того, из сети потребляется большая мощность.

Для уменьшения потребления электроэнергии в несколько раз и устранения эффекта наводораживания предлагается вместо постоянного тока использовать импульсный. Способ основан на том, что скорость направленного движения ионов под действием импульсов электрического поля (тока), отбрасывающих ионы, вызывающих коррозию веществ от металлической поверхности защищаемого объекта, намного больше скорости диффузии этих ионов по направлению к поверхности защищаемого объекта в промежутках между импульсами.

Экономия электроэнергии определяется (в основном) отношением временного промежутка между импульсами Т к периоду следования импульсов длительностью :

= 100%/l+/T

Экономия электроэнергии тем больше, чем меньше отношение длительности импульса к временному промежутку между импульсами, которое, в свою очередь, обратно пропорционально отношению дрейфовой скорости движения ионов под действием поля к скорости их диффузии в обратном направлении после окончания действия импульса электрического поля. Поскольку отношение скорости диффузии к дрейфовой скорости ионов во всем рабочем диапазоне температур не превышает единицы, то экономия электроэнергии при реализации импульсного способа защиты составляет не менее 50%.

Эффект наводораживания устраняют за счет того, что длительность импульса выбирают достаточно короткой, такой, чтобы за время действия импульса ионы различных знаков, образующиеся в результате электролиза воды, содержащейся в почве, не удалялись друг от друга настолько, что между ними прекращалось кулоновское взаимодействие. После окончания действия импульса ионы разного знака, образовавшиеся в результате электролиза во время действия импульса тока, быстро рекомбинируют, образуя молекулы воды. Примером осуществления предложенного способа защиты от коррозии является система защиты от коррозии трубопровода для транспортировки газа, нефти или воды, функциональная схема которой представлена на чертеже.

Импульсный источник питания 1 выдает импульсы тока отрицательной полярности, которые поступают на трубопровод 2. Общий провод импульсного источника соединен с заземлителем (жертвенным электродом) 3. Внешняя цепь импульсного источника тока замыкается через грунт 4 и участки трубопровода с поврежденной изоляцией. В начальный период времени сразу после включения система защиты от коррозии трубопровода импульсным током работает следующим образом: под действием импульса тока отрицательной полярности отрицательные ионы (вызывающие коррозию) отбрасываются от поверхности трубы на участках с поврежденной изоляцией на некоторое расстояние, затем медленно диффундируют обратно к трубе, но не достигают ее, поскольку длительность паузы задается заведомо меньшей, чем время обратной диффузии отрицательных ионов, следующий импульс отбрасывает их еще дальше от трубы; этот циклический процесс повторяется до тех пор, пока вблизи трубы не установится область, обедненная отрицательными ионами, предохраняющая металлическую поверхность трубы от коррозии. В течение продолжительного промежутка времени (от нескольких часов до нескольких дней) поверхность участков трубопроводов с поврежденной изоляцией постепенно поляризуется и в дальнейшем система защиты от коррозии работает так же, как и система катодной защиты от коррозии постоянным током. Импульсы тока лишь поддерживают поляризацию на необходимом уровне.