Métodos eficazes para proteger o gasoduto da corrosão

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

A proteção dos gasodutos contra a corrosão é realizada de várias maneiras. Isso se deve à natureza diferente da origem da própria deformação, que depende do tipo de localização da rodovia e das condições do entorno. A corrosão de fios metálicos significa deformação espontânea desses elementos devido a processos químicos ou eletroquímicos. Os principais tipos de deformações são líquidas, atmosféricas, subterrâneas.

Razões

As seguintes são breves definições de danos que são nivelados pela proteção contra corrosão de gasodutos:

1. Ação química - oxidação espontânea de peças metálicas, devido à sua transformação em região iônica estável, sob influência de compostos não condutores.
2. Corrosão eletroquímica - o metal é destruído em uma taxa que depende das penetrações do eletrodo. Isso se deve ao fato dos átomos serem ionizados separadamente, com a renovação do agente oxidante no eletrólito.
3. A corrosão mais perigosa é o ataque por corrente parasita. Este problema é observado próximosistemas eletricamente condutivos, por exemplo, na área de brailways com uma rede de contatos.

Informações gerais

Os principais tipos de proteção dos gasodutos contra a corrosão incluem três tipos: piso, cátodo e métodos de drenagem. A fim de proteger ao máximo os objetos atendidos, são usadas medidas complexas, incluindo proteção catódica, de piso e drenagem. As estações catódicas estão sendo construídas com vários compartimentos de drenagem e ânodos dispersos para evitar o efeito de blindagem das comunicações subterrâneas.

Proteção contra corrosão catódica de gasodutos

Este método consiste em conectar o pólo positivo do gerador CC ao condutor do ânodo-terra. A partir dele, as correntes entram no solo, fluindo através de seções danificadas de isolamento para o duto. Eles passam pela tubulação até o local onde o condutor está conectado, depois até o limite negativo da fonte.

Se houver um nível de tensão suficiente, toda a parte de trabalho do gasoduto se torna catodo negativo. Isso torna possível evitar a formação de corrosão ativa. Nesse caso, o aterramento (resíduos de metal) torna-se a seção do ânodo. Como resultado, o tubo é potencializado negativamente em relação ao solo.

Medidas de proteção

A proteção protetora de um gasoduto contra a corrosão prevê a criação de um potencial de bloqueio ao conectar protetores metálicos a tubulações com um indicador mais negativo do que o parâmetro do próprio gasoduto. UsandoEste método não prevê uma fonte de corrente externa, as características necessárias são criadas por meio de uma célula de ânodo galvânico. Sob a influência do protetor, a polarização catódica atua no gasoduto, o que contribui para a cessação dos processos de corrosão.

O material de trabalho pode ser zinco, alumínio, magnésio na forma de ligas especiais (ML, TsO, Ts1 e similares). Este tipo de proteção é o mais simples possível, não requer manutenção adicional. Este método, em combinação com outros métodos, é relevante para aplicar para proteger compartimentos individuais que não são intersectados por seções adjacentes de segurança catódica. A proteção protetora do gasoduto contra corrosão é adequada para carcaças especiais em cruzamentos ferroviários e rodoviários, em instalações com estruturas subterrâneas desenvolvidas.

Protetores são montados em feixes de vários elementos, conectados diretamente ao tubo ou à saída do cátodo. Entre si, eles são conectados usando um cabo especial, fio de aço ou cobre. Para aumentar a eficácia da proteção, os protetores estão localizados no enchimento, o que reduz a resistência de contato. A composição é sulfato de magnésio ou sódio com argila. A distância de instalação dos protetores da tubulação é de cerca de 3-6 metros.

Drenagem

Muitas vezes, trilhos de bondes e ferrovias em trilhos eletrificados não têm condutividade adequada, o que faz com que parte da corrente elétrica penetre no solo. É a partir disso que é necessário proteger os dutos que passam perto das ferrovias. Nono ponto de entrada de correntes parasitas no tubo, o potencial do cátodo é formado e, na saída, a zona do ânodo. É nos últimos lugares que o metal é ativamente danificado.

A proteção contra corrosão por drenagem de gasodutos de aço é uma forma eficaz de combater correntes parasitas. Isso é muito importante, porque sob a influência desse efeito, os tubos são deformados por completo em um período muito curto. O tipo de proteção especificado envolve a remoção de correntes da tubulação para a fonte primária usando um condutor. Ao mesmo tempo, o potencial das tubulações em relação ao solo diminui, o que contribui para a eliminação de seções alternadas e anódicas com a suspensão simultânea da fuga de corrente para o solo.

Recursos de Drenagem

A colocação das linhas de drenagem elétrica depende da localização da ameaça potencial. A proteção do gasoduto principal contra a corrosão está sendo construída no barramento negativo da subestação de tração ou nos trilhos da ferrovia. No primeiro caso, a conexão pode ser direta ou polarizada.

A drenagem direta é adequada se o potencial da tubulação for superior ao do sistema de remoção de correntes parasitas. Ao dispor a drenagem elétrica em trilhos, a conexão deve ser exclusivamente polarizada. Difere da versão direta, pois o circuito prevê configurações especiais para evitar o retorno de correntes elétricas aos tubos. A linha de drenagem está disponível na versão cabo ou atmosférica, e a instrumentação é montada nela.

Corrosão de tubulações subterrâneas

O tipo de dano de tubulação especificado refere-se a um dos principais fatores de sua destruição devido à formação de trincas e rupturas. A corrosão como resultado da reação do metal com o meio ambiente causa mudanças em sua estrutura, o que leva a deformações correspondentes. A proteção eletroquímica do gasoduto contra a corrosão permite evitar tais avarias, pois a maioria das reações é causada de maneira semelhante. Ou seja, as zonas de cátodo e ânodo são formadas em diferentes partes do tubo.

Sob a influência do fluxo eletromotriz de um par galvânico, os elétrons através dos elementos metálicos entram no compartimento catódico, fluindo para o solo e criando uma reação com um eletrólito oxidante, provocando a formação de íons oxigênio e hidrogênio. O equilíbrio eletrolítico é perturbado, no local do ânodo, partículas positivas de ferro vão para o solo, o que causa danos galvânicos devido à perda de massa metálica.

Proteção de gasodutos subterrâneos contra corrosão

Existem duas formas de proteção nesse sentido: ativa e passiva. No segundo caso, deve-se criar uma barreira hermética entre o metal do tubo e o solo ao seu redor. Para fazer isso, use vários revestimentos, como fitas poliméricas, betume, resinas.

Todos os revestimentos isolantes para proteção passiva contra corrosão de gasodutos devem atender a determinados padrões e requisitos. Entre eles:

• resistência química;
• alta resistência elétrica;
• taxa aceitáveladesão à superfície do metal;
• alta resistência mecânica;
• não suscetibilidade a fatores climáticos;
• preservação de suas propriedades quando exposto a altas e baixas temperaturas;
• sem defeitos mecânicos ou de fábrica;
• a composição não deve conter componentes que tenham efeito corrosivo sobre o metal;
• resistência ao ataque de vários tipos de bactérias.

Eficiência

Como mostra a prática, é quase impossível obter uma camada contínua ideal aplicando um revestimento isolante. Diferentes tipos de materiais têm diferentes permeabilidades difusas, o que faz com que a qualidade do processamento do duto seja diferente do ambiente. Além disso, durante o processo de construção e assentamento, amassados, rachaduras e outros defeitos se formam no revestimento. O dano à proteção passiva é o mais perigoso, pois nesses locais o processo de corrosão do solo ocorre ativamente.

Como este método é ineficaz para a segurança completa das tubulações, é adicionalmente utilizada a proteção ativa do gasoduto contra a corrosão. Baseia-se no controle de processos eletroquímicos que ocorrem na fronteira entre o metal do tubo e o eletrólito do solo. Essa abordagem é chamada de proteção abrangente. Na fase ativa, a polarização catódica é fornecida, o que contribui para uma diminuição na taxa de dissolução do metal à medida que o potencial de corrosão se move para um indicador negativo, acima do parâmetro natural.

Princípio da polarização catódica

A proteção catódica de tubulações subterrâneas é realizada por anodos de sacrifício ou por polarização de uma fonte de corrente contínua. No primeiro caso, o cálculo é feito com base no fato de que diferentes metais no eletrólito têm diferentes potenciais. Portanto, ao criar um par galvânico de dois materiais e mergulhá-los em um eletrólito, o metal, cujo potencial possui um grande indicador negativo, será o ânodo. Como resultado, o material oposto está sujeito a menos destruição.

Em termos práticos, as células galvânicas de sacrifício consistem em protetores de magnésio, alumínio ou zinco. Tal proteção é efetiva em solos com baixa resistividade (até 50 Ohm m).

Fontes externas

A proteção catódica de gasodutos de processos corrosivos com a ajuda de fontes externas é mais complicada. Apesar da complexidade de organização do processo, tal sistema não depende da resistência específica do solo e possui um recurso energético ilimitado. O papel das fontes de corrente contínua é desempenhado por conversores de várias configurações e designs, que são alimentados por uma rede elétrica variável.

Os elementos de conversão permitem ajustar a corrente da direção de proteção em uma ampla faixa. Ao mesmo tempo, é garantida a proteção do gasoduto, independentemente das condições do entorno. Principais fontes de energia:

• linhas elétricas aéreas 0, 4/6, 0/10, 0 kW;
• geradores a diesel;
• térmica, gás e outros análogos.

Os fluxos de corrente de proteção que atuam nos tubos criam uma diferença de potencial do metal para o solo e são distribuídos de forma desigual ao longo do comprimento do gasoduto.