Méthodes efficaces pour protéger le gazoduc de la corrosion

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

La protection des gazoducs contre la corrosion est réalisée de plusieurs manières. Cela est dû à la nature différente de l'origine de la déformation elle-même, qui dépend du type d'emplacement de l'autoroute et des conditions environnantes. La corrosion des fils métalliques signifie une déformation spontanée de ces éléments due à des processus chimiques ou électrochimiques. Les principaux types de déformations sont liquides, atmosphériques, souterraines.

Raisons

Voici de brèves définitions des dommages qui sont nivelés par la protection contre la corrosion des gazoducs:

1. Action chimique - oxydation spontanée des pièces métalliques, en raison de sa transformation en une région ionique stable, sous l'influence de composés non conducteurs.
2. Corrosion électrochimique - le métal est détruit à un rythme dépendant des pénétrations des électrodes. Cela est dû au fait que les atomes sont ionisés séparément, avec le renouvellement de l'agent oxydant dans l'électrolyte.
3. La corrosion la plus dangereuse est l'attaque par courant vagabond. Ce problème est observé prèssystèmes électriquement conducteurs, par exemple, dans le domaine des chemins de fer avec un réseau de contact.

Informations générales

Les principaux types de protection des gazoducs contre la corrosion comprennent trois types: la bande de roulement, la cathode et les méthodes de drainage. Afin de sécuriser au maximum les objets desservis, des mesures complexes sont utilisées, y compris la protection cathodique, la bande de roulement, le drainage. Des stations cathodiques sont construites avec plusieurs compartiments de drainage et des anodes dispersées pour éviter l'effet de blindage des communications souterraines.

Protection cathodique contre la corrosion des gazoducs

Cette méthode consiste à connecter le pôle positif du générateur de courant continu au conducteur de mise à la terre de l'anode. De là, les courants pénètrent dans le sol, traversant les sections endommagées de l'isolant dans le pipeline. Ils traversent le tuyau jusqu'à l'endroit où le conducteur est connecté, puis jusqu'à la limite négative de la source.

S'il y a un niveau de tension suffisant, toute la partie active du gazoduc devient une cathode négative. Cela permet d'éviter la formation de corrosion active. Dans ce cas, la mise à la terre (déchets métalliques) devient la section anodique. En conséquence, le tuyau est potentialisé négativement par rapport au sol.

Contre-mesures de protection

La protection protectrice d'un gazoduc contre la corrosion prévoit la création d'un potentiel de blocage en connectant des protecteurs métalliques aux tuyaux avec un indicateur plus négatif que le paramètre du pipeline lui-même. UtilisantCette méthode ne prévoit pas de source de courant externe, les caractéristiques requises sont créées au moyen d'une cellule anodique galvanique. Sous l'influence du protecteur, la polarisation cathodique agit sur le gazoduc, ce qui contribue à l'arrêt des processus de corrosion.

Le matériau de travail peut être du zinc, de l'aluminium, du magnésium sous forme d'alliages spéciaux (ML, TsO, Ts1 et similaires). Ce type de protection est le plus simple possible, ne nécessite pas d'entretien supplémentaire. Cette méthode, en combinaison avec d'autres méthodes, est pertinente à appliquer pour protéger les compartiments individuels qui ne sont pas coupés par des sections adjacentes de sécurité cathodique. La protection protectrice du gazoduc contre la corrosion est appropriée pour les enveloppes spéciales aux passages à niveau ferroviaires et routiers, dans les installations avec des structures souterraines développées.

Les protecteurs sont montés en faisceaux de plusieurs éléments, connectés directement à la sortie du tuyau ou de la cathode. Entre eux, ils sont reliés à l'aide d'un câble spécial, un fil en acier ou en cuivre. Pour augmenter l'efficacité de la protection, les protecteurs sont situés dans le mastic, ce qui réduit la résistance de contact. La composition est du sulfate de magnésium ou du sodium avec de l'argile. La distance d'installation des protecteurs du pipeline est d'environ 3 à 6 mètres.

Drainage

Très souvent, les rails de tramway et de chemin de fer sur les voies électrifiées n'ont pas une bonne conductivité, ce qui fait qu'une partie du courant électrique pénètre dans le sol. C'est à partir de là qu'il est nécessaire de protéger les canalisations passant à proximité des voies ferrées. Sur leau point d'entrée des courants vagabonds dans le tuyau, le potentiel cathodique se forme, et à la sortie, la zone anodique. C'est dans les derniers endroits que le métal est activement endommagé.

La protection contre la corrosion par drainage des conduites de gaz en acier est un moyen efficace de lutter contre les courants vagabonds. Ceci est très important, car sous l'influence de cet effet, les tuyaux se déforment de part en part en très peu de temps. Le type de protection spécifié implique la suppression des courants du pipeline à la source primaire à l'aide d'un conducteur. Dans le même temps, le potentiel des tuyaux par rapport au sol diminue, ce qui contribue à l'élimination des sections alternatives et anodiques avec suspension simultanée des fuites de courant dans le sol.

Caractéristiques de drainage

L'emplacement des lignes de drainage électriques dépend de l'emplacement de la menace potentielle. La protection du gazoduc principal contre la corrosion est en cours de construction sur le bus négatif de la sous-station de traction ou sur les rails de chemin de fer. Dans le premier cas, la connexion peut être directe ou polarisée.

Le drainage direct est approprié si le potentiel de la canalisation est supérieur à celui du système d'évacuation des courants vagabonds. Lors de la réalisation d'un drainage électrique sur rails, la connexion doit être exclusivement polarisée. Il diffère de la version directe en ce que le circuit prévoit des réglages spéciaux pour empêcher le retour des courants électriques dans les tuyaux. La ligne de drainage est disponible en version câble ou atmosphérique, et l'instrumentation est montée dessus.

Corrosion des canalisations souterraines

Le type de dommage aux tuyaux spécifié fait référence à l'un des principaux facteurs de leur destruction en raison de la formation de fissures et de ruptures. La corrosion résultant de la réaction du métal avec l'environnement provoque des modifications de sa structure, ce qui entraîne des déformations correspondantes. La protection électrochimique du gazoduc contre la corrosion permet d'éviter de tels dysfonctionnements, la plupart des réactions étant provoquées de manière similaire. C'est-à-dire que les zones de cathode et d'anode sont formées dans différentes parties du tuyau.

Sous l'influence du flux électromoteur d'une paire galvanique, les électrons à travers les éléments métalliques pénètrent dans le compartiment cathodique, s'écoulent dans le sol et créent une réaction avec un électrolyte oxydant, provoquant la formation d'ions oxygène et hydrogène. L'équilibre électrolytique est perturbé, au niveau de l'anode, des particules de fer positives pénètrent dans le sol, ce qui provoque des dommages galvaniques dus à la perte de masse métallique.

Protection des gazoducs souterrains contre la corrosion

Il existe deux modes de protection dans ce sens: actif et passif. Dans le second cas, il est censé créer une barrière étanche entre le métal du tuyau et le sol qui l'entoure. Pour ce faire, utilisez divers revêtements tels que des rubans polymères, du bitume, des résines.

Tous les revêtements isolants pour la protection passive contre la corrosion des gazoducs doivent répondre à certaines normes et exigences. Parmi eux:

• résistance chimique;
• résistance électrique élevée;
• tarif acceptableadhérence à la surface métallique;
• haute résistance mécanique;
• insensibilité aux facteurs climatiques;
• préservation de ses propriétés lorsqu'il est exposé à des températures élevées et basses;
• aucun défaut mécanique ou d'usine;
• la composition ne doit pas contenir de composants ayant un effet corrosif sur le métal;
• résistance à l'attaque de divers types de bactéries.

Efficacité

Comme le montre la pratique, il est presque impossible d'obtenir une couche continue optimale en appliquant un revêtement isolant. Différents types de matériaux ont une perméabilité diffuse différente, ce qui entraîne une qualité différente du traitement du pipeline par rapport à l'environnement. De plus, pendant le processus de construction et de pose, des bosses, des fissures et d'autres défauts se forment sur le revêtement. Les dommages causés à la protection passive sont les plus dangereux, car dans ces endroits, le processus de corrosion du sol se poursuit activement.

Étant donné que cette méthode est inefficace pour la sécurité totale des canalisations, une protection active du gazoduc contre la corrosion est également utilisée. Il est basé sur le contrôle des processus électrochimiques se déroulant à la frontière entre le métal du tuyau et l'électrolyte du sol. Cette approche est appelée protection intégrale. Dans la phase active, une polarisation cathodique est fournie, ce qui contribue à une diminution de la vitesse de dissolution du métal lorsque le potentiel de corrosion se déplace vers un indicateur négatif, vers le haut à partir du paramètre naturel.

Principe de polarisation cathodique

La protection cathodique des canalisations souterraines est réalisée à l'aide d'anodes sacrificielles ou par polarisation à partir d'une source de courant continu. Dans le premier cas, le calcul est basé sur le fait que différents métaux dans l'électrolyte ont des potentiels différents. Par conséquent, lors de la création d'une paire galvanique de deux matériaux et de leur immersion dans un électrolyte, le métal, dont le potentiel a un grand indicateur négatif, sera l'anode. En conséquence, le matériel opposé est soumis à moins de destruction.

Concrètement, les cellules galvaniques sacrificielles sont constituées de protecteurs en magnésium, aluminium ou zinc. Une telle protection est efficace dans les sols à faible résistivité (jusqu'à 50 Ohm m).

Sources externes

La protection cathodique des gazoducs contre les processus corrosifs à l'aide de sources externes est plus compliquée. Malgré la complexité de l'organisation du processus, un tel système ne dépend pas de la résistance spécifique du sol et dispose d'une ressource énergétique illimitée. Le rôle des sources de courant continu est joué par des convertisseurs de différentes configurations et conceptions, qui sont alimentés par un réseau électrique variable.

Les éléments de conversion permettent de régler le courant de la direction de protection dans une large plage. Dans le même temps, la protection du gazoduc est garantie, quelles que soient les conditions environnantes. Sources d'alimentation principales:

• lignes électriques aériennes 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• générateurs diesel;
• thermique, gaz et autres analogues.

Les flux de courant de protection agissant sur les tuyaux créent une différence de potentiel entre le métal et le sol et sont répartis de manière inégale sur la longueur du gazoduc.