|
Электроды анодного заземления из электропроводного эластомера серии «ЭР» для систем катодной защиты от коррозии - один из показательных примеров, когда новая продукция существенным образом изменяет качество всего технологического процесса ее применения: от проектирования до эксплуатации. Основанием для подобного утверждения служит 12-ти летний опыт производства предприятиями Ассоциации ООО «МТМ» - ЗАО «ЭХЗ» и практического применения этих электродов суммарной длиной более 1 500 км. в системе ОАО «ГАЗПРОМ» и нефтяного комплекса: «Тюментрансгаз», «Ямбурггаздобыча», «Ямалгазпром», «Лентрансгаз», «Уралтрансгаз», «Надымгазпром», «Уренгойгазпром», «Белтрансгаз», «Кубаньгазпром», «Югтрансгаз», «Кавказтрансгаз», «ЛУКойл», «Балтийская трубопроводная система», «Сибнефтепровод», газопроводы «Ямал – Европа», «Голубой поток», «СРТО – Торжок», «Заполярное – Уренгой», «Находкинское месторождение – ГКС-1,2 «Ямбургская» и т.д.
Технические решения отечественной науки, имеющие мировой приоритет и закрепленные в патентах РФ № 1353161, № 951885, № 2225420, основаны на использовании в качестве рабочего материала углеродсодержащих компонентов, размещенных в эластомерной матрице, и конструктивном исполнении в виде линейного протяженного электрода, имеющего одну или несколько эластомерных оболочек, внутри которых расположен металлический сердечник, выполняющий функцию токопровода. Причем, одна из оболочек определяет заданную в процессе производства величину переходного электросопротивления электрода, которая соответствует оптимальному режиму стекания тока с электрода в конкретных условиях, определяемых электропроводностью среды и состоянием изоляционного покрытия объекта защиты. Такой рабочий материал позволяет обеспечить отсутствие саморастворения, хорошую электрохимическую активность электрода и низкий коэффициент анодного растворения. Кроме того, эластичность эластомера исключает какие-либо потери, связанные с транспортированием и монтажными работами. Конструкция же электрода решает главную проблему, присущую всем электродам анодного заземления так называемого «точечного типа», т.е. электродам, размеры которых несопоставимо малы по отношению к размерам объекта защиты. Источник тока «точечного типа» создает вокруг себя электрическое поле сферической формы, которое не поддается управлению и самоформируется по случайным закономерностям изменения электропроводности среды и изоляционного покрытия объекта защиты. Оно также подвержено значительному влиянию посторонних токопотребителей, оказавшихся в зоне действия защитного поля, но не включенных в общую схему защиты. В результате КПД катодной защиты на магистралях редко превышает 40%, а на площадках компрессорных, нефтеперекачивающих станций, резервуарных парков, промысловых объектов и т.п. достигает лишь 10 – 15%. Кроме того, неравномерность распределения защитного потенциала по длине зоны защиты приводит либо к избыточной поляризации в точке дренажа, либо к недостаточной поляризации на краях защитной зоны. В отличие от вышеописанной ситуации, при использовании протяженных эластомерных электродов, размещенных в непосредственной близости и параллельно объекту защиты (независимо от сложности его пространственной конфигурации), формируется принципиально другая форма защитного электрического поля – так называемое «плоскопараллельное». Силовые линии тока в нем на 90 – 95 % замыкаются только в объеме среды между объектом защиты и электродом. В результате практически полностью исключается любой нежелательный эффект экранирования и появляется возможность целенаправленного управления токоотдачей электрода путем изменения его электрических характеристик в нужном месте и обеспечивается равномерное распределение защитного потенциала по всей длине защитной зоны. Благодаря этому КПД катодной защиты с протяженными электродами на любых объектах не снижается менее 80 %.
Возможность задавать на стадии проектирования требуемые электрические характеристики анодного заземления, определяющие достаточность и эффективность противокоррозионной защиты с учетом реальных, конкретных электрических характеристик среды и объекта защиты, снимает все ограничения в работе конструктора. Если при проектировании катодной защиты с традиционными «точечными» типами электродов анодного заземления конструктор вынужден искать компромисс между жестко фиксированными электрическими характеристиками этих электродов и полученными расчетом величинами, то используя протяженную конструкцию эластомерного электрода, он сам задает требуемые характеристики этого электрода, которые будут реализованы при его производстве.
Основными характеристиками, определяющими принцип действия и эффективность применения протяженных электродов серии «ЭР», являются:
- постоянная затухания тока α = 0,0001 – 0,01 (1/м);
- волновое сопротивление Z = 0,001 – 0,55 (Ом);
- нормативная плотность токоотдачи J = 20 – 250 (мА/пог.м.) без коксовой засыпки, 50 – 800 (мА/пог.м.) в коксовой засыпке;
- скорость анодного растворения Q < 0,5 (кг/А*год);
- срок службы в номинальном режиме Т – не менее 15 лет.
Такие электроды с успехом применяются для катодной защиты от подземной, речной и морской коррозии:
- магистральных, промысловых и иных трубопроводов, включая многониточные системы, в средах с любым электросопротивлением, включая скальные и высокоомные грунты;
- разветвленных коммуникаций компрессорных, нефтеперекачивающих, газораспределительных станций, теплоэлектростанций и промплощадок любого назначения;
- подводных переходов и переходов под автомобильными и железными дорогами однониточных трубопроводов и их систем;
- портовых и причальных конструкций, морских платформ и иных гидротехнических сооружений;
- технологических резервуаров любого назначения, в т.ч. и внутренней поверхности.
Системы защиты с применением протяженных эластомерных электродов позволяют:
- обеспечить минимальное сопротивление анодной цепи в любых грунтах;
- обеспечить равномерное распределение защитного потенциала по всей длине защищаемого сооружения, начиная от точки дренажа, на минимально необходимом уровне. Это сохраняет изоляционные покрытия, резко снижает энергозатраты на защиту и вероятность возникновения «стресс-коррозии»;
- исключить образование блуждающих токов (за счет короткозамкнутых электрических полей), а, значит, и несанкционированное влияние системы на соседние сооружения, не включенные в общую схему;
- исключить специальный отвод земельной площади под сооружение анодного заземления, т.к. электроды этого типа размещаются в зоне самого объекта защиты (в т.ч. в одной траншее);
- повысить надежность и долговечность работы анодного заземления за счет полного исключения контактных соединений в рабочей среде.
С 1999 г. электроды серии «ЭР» аттестованы Межведомственной комиссией ОАО «ГАЗПРОМ» к серийному производству и промышленной эксплуатации и имеют постоянную сертификацию в системе «ТЭКСЕРТ». Применение электродов серии «ЭР» регламентировано «Правилами применения протяженных гибких анодов в системах катодной защиты и контурах защитных заземлений. РД – 106*-00», согласованных с ВНИИСТ и ВНИИГАЗ и утвержденных ОАО «ГАЗПРОМ».
|
|
