Устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии

Авторы патента:

C23F13/04 - управление или регулирование требуемыми параметрами

Владельцы патента RU 2677569:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) (RU)

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для катодной защиты магистральных газовых трубопроводов. Устройство содержит источник питания, измерительный электрод, вспомогательный электрод-анод, при этом оно снабжено сеткой рабица, выполненной в виде изоляционного слоя газопровода, датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, при этом измерительный электрод последовательно связан с датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом источника питания, а изоляционный слой соединен с вспомогательным электрод-анодом. Технический результат: повышение безопасности эксплуатации и эффективности управления электрохимической защитой от коррозии газопроводов. 1 ил.

Техническое решение относится к устройствам катодной защиты, конкретно магистральных газовых и нефтяных трубопроводов от коррозии, вызванной блуждающими в Земле токами, путем их катодной и анодной поляризацией.

Известно устройство защиты от коррозии поверхностей нефтепроводов, путем создания крупных гальванических элементов, в которых катодом является защищаемое сооружение (Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику: Под ред. А.М. Сухотина. - Л.: Химия, 1999, - Пер. Изд. США., 1985. - 456 с.)

Недостатком известного устройства является ограниченный срок службы протектора, малая зона действия защиты и недостаточная эффективность.

Наиболее близким техническим решением является устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов (патент РФ №94975, МПК⁸ C23F 13/00, Бюл. №16, 2009 г.). Устройство защиты от коррозии внутренней поверхности нефтепроводов, заключающееся в катодной поляризации защищаемого оборудования путем подключения постоянного источника тока (станция катодной защиты) и вспомогательного электрода (анода), причем вспомогательный электрод предварительно размещается внутри защищаемого оборудования (нефтепровода) и в его максимально низкой части, а отрицательный полюс источника питания подсоединяется к защищаемому оборудованию (нефтепроводу).

Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточная эффективность защиты и комплексность воздействия на внешние поверхностные свойства газопровода, приводящие к опасности эксплуатации.

Задачей предложенного технического решения является повышение безопасности эксплуатации и эффективности управления электрохимической защитой от коррозии газопроводов.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии содержит источник питания, измерительный электрод, вспомогательный электрод-анод, причем в него дополнительно введены усилительная-скрепляющая сетка «рабица» - дублер являющаяся изоляционным слоем газопровода защищая от коррозии, датчик контроля внешнего катодного тока, аналого-цифровой преобразователь, интерфейс, компьютер, причем выход источника питания связан с первым входом усилительной-скрепляющей сетки «рабица», соединенной с вспомогательным электрод-анодом, второй вход усилительной-скрепляющей сетки «рабица» связан с первым выходом измерительного электрода, выход которого последовательно связан с датчиком контроля внешнего катодного тока, с аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом, компьютером, а выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом источника питания.

На Фиг. изображена схема устройства для электрохимической защиты газопровода от коррозии.

Устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии содержит источник питания 1, выход которого связан с первым входом усилительной-скрепляющей сетки «рабица» 2, выполненной в виде изоляционного слоя газопровода соединенного с вспомогательным электрод-анодом 3, второй вход усилительной-скрепляющей сетки «рабица» 2 связан с первым выходом измерительного электрода 4, выход которого последовательно связан с датчиком контроля 5 катодного тока, с аналого-цифровым преобразователем 6, интерфейсом 7 и компьютером 8, а второй выход аналого-цифрового преобразователя 6 связан с входом источника питания 1.

Работает устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии следующим образом. Поскольку электрохимическая защита основана на том, что сдвигая потенциал металла пропусканием внешнего тока, можно изменять скорость его коррозии. Увеличение внешнего катодного тока до величины обеспечивающей достижение равновесного потенциала полностью подавляет коррозионный процесс как в дублере - сетке «рабице» 2 изоляции стального газопровода, так и в самом газопроводе. Изменение внешнего катодного тока обеспечивают источником питания 1, обеспечивающим формирование управления наложением внешнего катодного тока для повышения эффективного функционирования катодной электрохимической защиты. Для контроля фактической величины катодного тока используется датчик контроля 5 внешнего катодного тока, соединенный через измерительный электрод 4 с сеткой - «рабицей» 2 и с аналогово-цифровым преобразователем 6 с микропроцессором, который управляет регулируемым источником питания 1, соединенным с сеткой - «рабицей» 2, образующими измерительно-управляющую цепь, регулирующую изменение внешнего катодного тока. Причем измерительный электрод 4, соединенный через датчик контроля 5 и аналогово-цифровой преобразователь 6 подключен к минусу источника питания 1, плюс которого со вспомогательным электродом - анодом 3 через дублер - сетку «рабицу» 2 изоляции стального газопровода, чтобы стекающий с него ток натекал на катод достаточно равномерно.

Помимо этого, аналогово-цифровой преобразователь 6 с микропроцессором информацию о процессе регулирования величины внешнего катодного тока передает через интерфейс 7 на компьютер 8.

Мониторингом физико-химических характеристик почвы и формирования блуждающих токов устанавливают наиболее опасные участки по фактору коррозии, требующие для каждого из них своего формирования изменения внешнего катодного тока. Поэтому в данном случае аналогово - цифровой преобразователь 6 с микропроцессором, интерфейсом 7 и компьютером 8 работают также в режиме маршрутизатора для передачи управляющего воздействия на соответствующий источник питания 1, обеспечивающий формирование управления наложением внешнего катодного тока для повышения эффективности функционирования катодной электрохимической защиты по данным участкам.

Предложенное техническое решение разработано на уровне опытного образца, испытания которого показали его работоспособность, возможность контроля и повышения эффективности управления устройством для электрохимической защиты газопровода от коррозии определились возможности своевременного прогнозирования аварийных ситуаций, путем повышения безопасности эксплуатации.

Устройство для электрохимической защиты газопровода от коррозии, содержащее источник питания, измерительный электрод, вспомогательный электрод-анод, отличающееся тем, что оно снабжено сеткой рабица, выполненной в виде изоляционного слоя газопровода, датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, при этом измерительный электрод последовательно связан с датчиком контроля катодного тока, аналого-цифровым преобразователем, интерфейсом и компьютером, выход аналого-цифрового преобразователя связан с входом источника питания, а изоляционный слой соединен с вспомогательным электрод-анодом.

Изобретение относится к восстановлению изолирующей поверхности катодно-поляризуемых металлических конструкций и сооружений. Способ восстановления включает насыщение пристеночного почвенного пространства на участке с поврежденной сплошностью изоляции путем закачивания в почву на глубину залегания химического реагента.

Система автоматической коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты // 2660539

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты.

Способ регулирования параметров катодной защиты подземных трубопроводов // 2659543

Изобретение относится к области защиты подземных сооружений от коррозии, в частности, к регулированию потенциалов катодной защиты участков защищаемого сооружения.

Способ защиты стали от коррозии в хлороводородной кислоте // 2650655

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислотах и может быть использовано в травильных ваннах и при кислотных очистках оборудования. Способ защиты стали от коррозии в хлороводородной кислоте включает введение ингибитора, содержащего органические соединения, в агрессивную среду, при этом в качестве ингибитора используют водный экстракт листьев чистотела большого, который вводят в количестве 3-6 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды.

Способ защиты промышленных объектов сгорания углеводородного топлива от грозовых разрядов и электрохимической коррозии подводящих стальных подземных сооружений для углеводородного топлива на промышленных объектах // 2650551

Изобретение может быть использовано на промышленных объектах сгорания углеводородного топлива для защиты от грозовых разрядов и электрохимической коррозии подземных стальных сооружений для углеводородного топлива.

Устройство для питания и автоматического регулирования выходного тока системы катодной защиты от коррозии металлоконструкций // 2618968

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлоконструкций и может быть использовано для защиты корпуса корабля, находящегося в морской воде. Система катодной защиты от коррозии корпуса корабля содержит источник эталонного напряжения, отрицательный выход которого соединен с корпусом корабля, электрод сравнения и аноды, при этом источник эталонного напряжения соединен с одним входом дифференциального операционного усилителя (ОУ), второй вход которого соединен с электродом сравнения, а выход соединен первым входом измерительного ОУ, второй вход которого соединен с выходом опорного напряжения фазосдвигающего ШИМ-конвертора, вход которого соединен с выходом измерительного ОУ, выходы которого через последовательно включенный разделительный конденсатор соединены с первичной обмоткой высокочастотного трансформатора, вторичная обмотка которого через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр соединена положительным выводом с анодами, а отрицательным выводом - с корпусом корабля.

Способ катодной защиты // 2596571

Изобретение относится к области катодной защиты металлической поверхности от коррозии в грунте или другой токопроводящей среде и может быть использовано в системе трубопроводного транспорта.

Способ совместной защиты металлических сооружений от грозовых разрядов и электрохимической коррозии // 2584834

Изобретение относится к области защиты металлических сооружений от электрохимической коррозии и грозовых разрядов. Способ включает использование системы катодной защиты от коррозии, содержащей источник постоянного тока и углеграфитовое анодное заземление, с системой молниезащиты, содержащей стержневой молниеприемник и токоотвод, посредством контактного устройства и стального электрода сравнения, при этом углеграфитовое анодное заземление системы катодной защиты используют в качестве контура заземления молниезащиты, устанавливают режимы работы «режим без грозы» и «режим гроза», причем катодную поляризацию металлических объектов обеспечивают в постоянном режиме, а режим грозоотведения подключают к системе катодной защиты в период опасности грозовых разрядов, при этом обеспечивают отведение грозовых разрядов от защищаемого объекта путем наведения на систему молниезащиты положительного электрохимического потенциала, величина которого не превышает 90 В относительно стального электрода сравнения.

Способ регулирования параметров катодной защиты сложноразветвленных подземных трубопроводов // 2555301

Изобретение относится к области защиты подземных трубопроводов от коррозии и может быть использовано для защиты трубопроводов, проложенных на территории компрессорных и насосных станций.

Адаптивная активная катодная защита // 2550467

Изобретение относится к области катодной защиты металлических объектов от коррозии и может быть использовано для объектов, находящихся в контакте с электропроводной жидкостью.