Публикации

Евгения Никитина, научный сотрудник лаборатории коррозии Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН, к.х.н., nikitina@ihte.uran.ru

– Что такое катодная защита трубопровода?

– Проблема коррозии – разрушения металлических материалов по химическому, электрохимическому, биологическому механизмам – это, прежде всего, проблема повышения эксплуатационно-технической надежности и долговечности металлоконструкций как в естественных условиях (атмосферная, подземная, морская коррозия), так и в агрессивных средах. Способов защиты металлов от коррозии на первый взгляд много, но все сводится к изменению (легированию) свойств металла, либо созданию защитного покрытия, либо понижению коррозионной активности среды. При коррозии по электрохимическому механизму, которая и поражает трубопроводы, эффективна электрохимическая защита.

Анодная защита имеет ограниченное применение, требует тщательного контроля и используется для металлов и сплавов, способных пассивироваться – например, углеродистой и нержавеющей сталей. А вот катодная защита широко применяется для борьбы с коррозией трубопроводов, газопроводов в грунте как дополнительное средство защиты к изоляционному покрытию путем присоединения защищаемой конструкции к отрицательному полюсу внешнего источника тока. Покрытие может иметь нарушение сплошности, разрывы и трещины, т.к. защитный ток в основном протекает по обнаженным участкам металла, которые и нуждаются в защите. При этом искусственно снижается переходное сопротивление «почва-анод» (что увеличивает электропроводность почвы рядом с анодом) путем добавления в почву гипса и поваренной соли. При катодной защите «катод-трубопровод» не разрушается, а аноды, в качестве которых применяют чугун, сталь, уголь, графит, отработанный металлический лом, напротив, разрушаются очень активно.

Александр Мамедов, нач. отдела нестандартизированного и специального оборудования ОАО «УзЛИТИнефтегаз» (Ташкент), mamedov_46@mail.ru

– Есть ли альтернатива применяемым сейчас для защиты газопроводов источникам энергии?

– Станции катодной защиты трубопровода необходим автономный источник электроэнергии, который мог бы надежно работать в жестких погодных условиях, причем без обслуживания. Имеющиеся на рынке страдают многими недостатками, даже знаменитый источник фирмы Ormat (к тому же баснословно дорогой). По просьбам газовиков мною были сконструированы и изготовлены несколько вариантов автономных источников, которые использовали энергию текущего по трубе газа. При этом было применено несколько решений изобретателей из НПО «Ветроен» (Истра), Алексея Ренкеля (Москва) и др. В итоге появился автономный источник с шестеренным пневмодвигателем серийного производства и генератором, сконструированным из обычного асинхронного электродвигателя. Конструкция автономного источника  выполнена с учетом требований безопасности, в герметичной оболочке, способной выдержать рабочее давление газа. Вместе с пневмодвигателем внутри оболочки установлен электрогенератор, вал которого через муфту соединен с валом пневмодвигателя. Кабель от генератора подведен к клеммам герметичного разъема. Наружная сторона разъема имеет вид стандартной клеммной коробки взрывозащищенного электродвигателя серии АИМ. Далее клеммы коробки соединены с блоком автоматического регулирования и защиты (САРЗ). Блок САРЗ служит для поддержания в рамках стандартов выходных параметров тока при колебаниях величины полезной нагрузки и пульсациях потока газа.

– Реально ли использовать кинетическую энергию газового потока?

– Например, можно применить возможности шаровых кранов фирмы Itag (рис. 1), которые нужны для запуска очистных поршней. Эти шаровые имеют шлюзовые люки, через которые, не снижая давления газа, можно «вставлять» в трубопровод очистные поршни. Используя их, можно очень просто размещать вместо поршней в трубопроводе рабочую часть турбины или пневмодвигателя на любое необходимое время. Электроэнергия будет поступать по кабелю, через герметичный разъем на штоке шара. Достаточно оборудовать трассу в нужных местах такими кранами, и получим источники энергии вплоть для питания сварочных агрегатов.

Можно также использовать энергию потока для питания снарядов-дефектоскопов, которые сейчас работают от аккумуляторов. Идея в следующем: в дефектоскопе, движущемся в трубопроводе как поршень под действием силы давления, устанавливается автономный источник энергии, который пропускает через себя небольшую часть газа. При этом вырабатывается электроэнергия, которая расходуется для поддержания в рабочем состоянии систем дефектоскопии – а главное, питает систему, отслеживающую положение поршня. При аварийной остановке поршня источник может длительное время работать и поддерживать все системы снаряда в действии.  

Олег Никитин

Рис. 1. Шаровой кран с очистным поршнем (разделительным шаром)