Современная система катодной защиты от коррозии.

Надежная работа многониточных газопроводов большого диаметра рассчитанных на многолетний срок эксплуатации, определяется в основном степенью защищенности от почвенной коррозии. Установки катодной защиты от коррозии стали неотъемлемой частью всех газотранспортных систем, где основными элементами являются преобразователь (станция катодной защиты) и анодное заземление.

В настоящее время на газопроводах Российской Федерации (РФ) эксплуатируется около 1 9 тыс. преобразователей (СКЗ) различной модификация. Более 70% территории РФ относится к холодной зоне, где температура зимой достигает минус 20° С и ниже. В этих условиях эксплуатация оборудования средств катодной защиты важную роль играет фактор климатической надежности каждого элемента установки катодной защиты.

Природно-климатические условия севера оказывают решающее влияние на эффективность работы средств электрохимической защиты от коррозии.
Полярные ночи, туманы, высокая обводненность, сильное обледенение и снежные заносы затрудняют обслуживание и профилактический ремонт установок катодной защиты и высоковольтные линии электропередачи.

Таким образом, эти специфические особенности легли в основу как анализа отказов в системе катодной защиты, так и разработки новых средств катодной защиты и проектировании систем катодной защиты многониточных газопроводов большого диаметра.

Виды отказов в работе системы катодной защиты разделены на следующие группы:

1. неисправности линии снабжения электроэнергией до 30% повреждение кабеля или воздушного провода, обеспечивающего снабжение преобразователя электроэнергией неисправность электрической сети 380 В, 6-10 кВ (в том числе перебои в электроснабжении),
2. неисправность преобразователей до 25 % электрическая (пробои или перегорание предохранителей, тиристоров, диодных мостов и других радиокомпонентов)

Высокая надежность СКЗ типа Минерва-3000 достигнута за счет оригинального схемного решения, качества комплектующих элементов и высокой технологии изготовления. Стендовые испытания проведены в ОТЦ Газ де Франс (г. Компьень) и г. Москва (Газавтоматика - отдел испытаний)

Опыт эксплуатации пилотных образцов Минерва-3000 на газопроводах Средней Азии и Крайнего Севера в течении 5 лет показывает высокую надежность работы всех узлов и блоков преобразователя.

Технические характеристики Минерва-3000.

Дополнительные технические данные:

1. Устойчивость к помехам 50-100 Гц ;
2. Уровень радиопомех - Евростандарт
3. Уровень шума - отсутствует
4. Класс силовых тиристоров - 12
5. Защита от несанкционированного доступа
6. Время необслуживаемой работы - 1 год
7. Удобство и простота обслуживания
8. Система подогрева.

По совокупности технических параметров, выполняемых функций и качества исполнения станция Минерва-3000 не имеет аналогов в мировой практике.

Вторым важным элементом в установке катодной защиты является анодный заземлитель. От качества и долговременной работы, которого зависит эффективность и надежность работы системы катодной защиты. Срок эксплуатации анодного заземлителя определяется материалом, из которого изготовлен анод, надежностью контактного узла и типом изоляции соединительного провода.

Вопрос повышения надежности анода решался одновременно с учетом экологического влияния на окружающую среду в следующих направлениях:

• уменьшение растворимости материала под воздействием анодного тока; обеспечение химико-механической прочности элементов анода (материала анода, изоляция провода, компаунд);
• обеспечение прочности и герметичности контактного узла; выбор конструкции анода с учетом скорости растворения материала.

Исследованию перед разработкой нового типа анода подвергались различные типы АЗМ в части стойкости материала анода к растворению при различных плотностях тока (до 10 А на один анод), надежности контакта соединения тела анода с проводом и изоляция
соединительного провода.

В качестве материала анода выбран ферросилид, в состав легирующих элементов которого введен хром, что значительно снизило растворимость материала анода в агрессивных низкоомных грунтах. Анодные заземлители отличаются от аналогичных заземлителей, прошедших испытания следующими показателями:
полное и равномерное растворение обеспечивается оптимальной формой электрода уменьшение растворимости электрода в агрессивных грунтах за счет увеличения процентного содержания кремния и введения хрома в состав легирующих элементов надежность контактного узла за счет специальной конструкции, герметизации и применения соединительного провода с изоляцией стойкой к хлору.

Третьим элементом в комплексной системе катодной защиты используется блок совместной защиты типа БРТ.

БРТ предназначен для распределения и регулирования тока при защите нескольких сооружений от одного преобразователя. В системе катодной защиты много ниточного газопровода блок БРТ включен на 3 нитки газопровода с питанием от одной станции Минерва-3000.Регулирование тока осуществляется резистором в каждом канале. Для исключения электрической связи между защищаемыми объектами (трубами) применены кремниевые диоды. Для резервирования УКЗ по линии электроснабжения в систему катодной защиты включен блок аварийного ввода резерва (БАВР), который автоматически подключает станцию катодной защиты к резервному источнику питания или включает резервную СКЗ №2 при выходе из строя одного из элементов основной УКЗ обрыв провода к блоку совместной защиты БСЗ.

Созданное совместное Российко-Французское предприятие ЗАО «КАТОДЪ» организовало производство по изготовлению комплекса оборудования для систем катодной защиты. механическая (обрывы подводящих проводов, нарушение контактов в разъемных соединениях), неисправность анодного заземлителя до 17 % - обрыв анодного магистрального кабеля обрыв провода от анода к магистральному кабелю нарушение контакта в узле подключения провода к аноду.

Анализ отказов работы средств катодной защиты на магистральных газопроводах в экстремальных условиях и требования эксплуатации позволил разработать и внедрить на объектах Тюментрансгаза качественно новую систему катодной защиты, позволяющую в значительной мере снизить количество отказов и простоев в работе всей системы.

Указанные условия эксплуатации потребовали разработки комплексной системы катодной защиты, которая должна включать в себя преобразователи (СКЗ) повышенной надежности: анодные заземлители малорастворимые с кабелем стойким к хлору, блока автоматического ввода резерва по энергоснабжению преобразователя блока совместной защиты.