Електрическа защита на газопроводи

Пасивната защита на подземните газопроводи с изолационни покрития се допълва от електрическа защита. Задачите на електрическата защита са както следва.

1. Отстраняване на блуждаещи електрически токове от защитения газопровод и организираното им връщане към електрически инсталации и постояннотокови мрежи, които са източник на тези токове.
2. Потискане на токове, протичащи през газопровода в точките на изхода им към земята (анодни зони) от токове от външен източник, както и токове, възникващи поради електрохимична корозия на почвата, чрез създаване на галванична верига и защитен електрически потенциал върху тръбите на газопровода.
3. Предотвратяване на разпространението на електрически токове през газопроводи чрез секциониране на последните с изолационни фланци.

Проблемът с отклоняването на блуждаещи течения може да бъде решен чрез създаване на:

1. допълнително заземяване за отвеждане на токове към земята. Недостатък - възможността за вредно въздействие върху съседни тръбопроводи на токове, протичащи от защитения газопровод;
2. проста или директна дренажна защита, т.е. електрическа връзка на защитения газопровод с релсите на трамвай или електрическа железница с цел връщане на токове през тях към източника им. Простият дренаж има двустранна проводимост, т.е. може да предава ток напред-назад и следователно се използва в стабилни анодни зони. Недостатъкът на тази защита е необходимостта от изключване на дренажа, ако полярността на тока се е променила или ако потенциалът на газопровода е станал по-нисък, отколкото на релсите;
3. поляризирана дренажна защита, т.е. дренаж с едностранна проводимост, който изключва обратния поток на ток от релсите към защитения газопровод;
4. засилена дренажна защита, т.е. такава защита, в чиято верига е включен външен източник на ток за повишаване на ефективността. По този начин подобреният дренаж е комбинация от поляризиран дренаж с катодна защита.

Задачата за потискане на теченията, протичащи през защитения газопровод, може да бъде решена с помощта на:

1. Катодна защита чрез външен ток (електрическа защита), т.е. чрез свързване на защитения газопровод към външен източник на ток - към отрицателния му полюс като катод. Положителният полюс на източника на ток е свързан към земята - анода. Създава се затворена верига, в която токът протича от анода през земята към защитения газопровод и след това към отрицателния полюс на външния източник на ток. В този случай анодното заземяване постепенно се разрушава, но защитата на газопровода се осигурява поради катодната му поляризация и предотвратяването на протичането на тока от тръбите към земята. Като външен източник могат да се използват станции за катодна защита (CPS);
2. Защитна защита, т.е. защита чрез използване в електрическата верига на протектори, изработени от метали, които имат по-отрицателен потенциал в корозивна среда от метала на тръбопровода. В системата за защита на протектора, както и в галваничния елемент, възниква електрически ток, като електролитът е почвата, съдържаща влага, а електродите са газопроводът и металът на протектора. Полученият защитен ток потиска електрохимичните корозионни токове и осигурява създаването на защитен електрически потенциал на газопровода.

Схематична схема на катодна защита на подземен газопровод

1 - анодно заземяване; 2.4 - дренажни кабели; 3 - външен източник на електрически ток; 5 - точка на закрепване на дренажния кабел; 6 - защитен газопровод

Схематична диаграма на протектора на протектора на подземен газопровод

1 - защитен газопровод; 2 - изолирани кабели; 3 - контролен изход; 4 - протектор; 5 - пълнител на протектора

Проблемът с електрическото сечение на тръбопроводите се решава чрез монтиране на изолационни фланци с паронитови или текстолитови уплътнения, текстолитови втулки и шайби. Пример за дизайна на изолационни фланци е показан на фигурата по-долу.

Монтаж на изолационни фланци

1 - изолационна текстолитна или паронитна втулка; 2 - изолационна шайба от текстолит, каучук или винилхлорид; 3 - стоманена шайба; 4 - оловни шайби; 5 - текстолитен пръстен-уплътнение

Основните фактори, характеризиращи степента на корозионно въздействие върху подземните стоманени газопроводи са:

• величина и посока на блуждаещите течения в почвата;
• големината и полярността на потенциала на газопровода спрямо други метални подземни съоръжения и релси на електрифициран транспорт;
• посока и сила на токовете, протичащи през газопровода;
• състояние на антикорозионна защита на газопроводи;
• стойността на електрическото съпротивление на паунда.

Всички тези фактори подлежат на периодично наблюдение.

Честотата на електрическите измервания е както следва:

• в районите на електрозащитните инсталации на газопроводи и други защитени конструкции, както и в близост до тягови подстанции и депа на електротранспорт, в близост до фемвей и електрифицирани железници и на местата, където газопроводите се пресичат с тях - най-малко веднъж на 3 месеца , както и при смяна на режими на монтаж - иновации в електрическата защита, защитени конструкции или източници на блуждаещи токове;
• в неопасни зони от гледна точка на електрическата защита - поне веднъж годишно през лятото, както и при всякакви промени в условията, които биха могли да предизвикат електрическа корозия.

За защита на протектора се използват протектори от цветни метали – обикновено магнезий, цинк, алуминий и техните сплави.

Контролът на работата на електрозащитните инсталации и измерването на потенциалите на контактите се извършват (най-малко): при дренажни инсталации - 4 пъти месечно; на катодни инсталации - 2 пъти месечно; при монтаж на протектора - 1 път месечно.