Предотвращение коррозии в заглубленных трубопроводах с помощью катодной защиты импульсным током 

Катодная защита импульсным током (ICCP) - это стратегия борьбы с коррозией, которая использует силу электричества для подавления электрохимических реакций, вызывающих коррозию металла. Этот подход широко используется в строительной, морской и нефтегазовой отраслях. Нефтегазовый сектор полагается на катодную защиту с помощью наложенного тока для защиты заглубленных трубопроводов, транспортирующих жизненно важные ресурсы, поскольку они сильно подвержены внешней коррозии из-за постоянного контакта с почвой и водой. 

В предыдущих статьях мы представили обзор катодной защиты и ее важности для защиты металла от коррозии. Теперь мы совершим глубокое погружение в мир катодной защиты на основе импульсных токов. Мы объясним, как работает ICCP, и рассмотрим методы обследования для контроля ее эффективности на заглубленных трубопроводах.  

Коррозия - это естественный процесс, поражающий металл. Степень коррозии зависит от типа металла и окружающей среды. Атомы металла имеют слабо закрепленные электроны, которые они стремятся потерять. Когда металл помещают в электролит, например в морскую воду, эта тенденция приводит к образованию разности электрических потенциалов между анодными и катодными участками на поверхности металла. Коррозия происходит, когда металл теряет электроны с участков, которые действуют как аноды.  

Катодная защита импульсным током (ICCP) применяет низковольтный постоянный ток к металлической конструкции, такой как заглубленный трубопровод или корпус судна, чтобы остановить коррозию. В результате вся поверхность металла становится катодом, что останавливает потерю электронов и предотвращает коррозию.

Система катодной защиты импульсным током (ICCP) состоит из: 

Выпрямитель направляет электрический ток от анода к металлу, превращая его в катод в электрохимической реакции. Таким образом, ток "впечатывается" в металлическую конструкцию, отсюда и название "катодная защита впечатанным током". Импульсный ток создает на металле отрицательный электрический потенциал, который противодействует естественной разности потенциалов между металлической конструкцией и окружающей средой, вызывающей коррозию. Контрольный электрод отслеживает разность потенциалов и обеспечивает обратную связь с выпрямителем, позволяя системе автоматически регулировать ток для поддержания необходимого уровня катодной защиты.  

Без какой-либо антикоррозийной защиты заглубленный металлический трубопровод подвержен электрохимической коррозии из-за разницы электрических потенциалов между трубопроводом и окружающим грунтом или морской водой. Это может привести к постепенному разрушению трубопровода и его окончательному выходу из строя. ICCP защищает трубопровод от коррозии путем подачи низковольтного постоянного тока на внешнюю поверхность заглубленного трубопровода, который становится катодом в электрохимической реакции. Этот ток создает защитный барьер вокруг трубопровода, препятствуя протеканию химических реакций, вызывающих коррозию. 

Понимание принципов катодной защиты током под давлением (ICCP) и применение их к трубопроводам позволяет нефтегазовой отрасли эффективно предотвращать коррозию, увеличивать срок службы трубопроводов и сокращать расходы, связанные с их обслуживанием и заменой.  

Любая коррозия трубопровода может привести к утечкам, загрязнению окружающей среды и перебоям в доставке таких важных ресурсов, как нефть, газ и вода. Поэтому поддержание целостности заглубленных трубопроводов имеет решающее значение, и системы катодной защиты под напряжением (ICCP) играют в этом деле ключевую роль. Однако просто установить систему ICCP недостаточно - для обеспечения ее долгосрочной эффективности в предотвращении коррозии необходимы регулярный мониторинг и техническое обслуживание.  

Лучшие отраслевые практики рекомендуют проводить комплексные обследования систем ICCP не реже одного раза в год. Эти ежегодные оценки позволяют тщательно оценить эффективность работы системы. Они позволяют выявить все области, где защита может быть недостаточной или скомпрометированной. При тщательном проведении таких обследований вы сможете избежать потенциальных проблем и принять обоснованные решения о необходимом ремонте или модернизации системы. 

Это исследование измеряет потенциал между трубопроводом и окружающей почвой/водой, чтобы оценить эффективность системы CP. 

 Есть два основных потенциальных измерения: 

Адекватная защита подтверждается, если либо: 

Если потенциалы не соответствуют этим критериям для эффективной катодной защиты, необходимо внести коррективы в систему КЗ. Исследование потенциалов CP предоставляет критически важные данные о наличии и эффективности системы CP, позволяя операторам трубопроводов убедиться в адекватной защите от коррозии. 

В ходе этого исследования измеряется электрический потенциал вдоль берегового трубопровода через близкие интервалы, как правило, через каждые 1-2 метра. Оно оценивает эффективность защиты CP на всем протяжении трубопровода и помогает локализовать участки с недостаточной защитой.  

При этом измеряется градиент напряжения на поверхности грунта или воды над трубопроводом. Это удобный способ измерения эффективности покрытия и обнаружения дефектов покрытия. Участки с высоким градиентом напряжения указывают на потенциальное повреждение покрытия, которое может привести к коррозии, если его не отремонтировать.  

Цель исследования - выявить проникновение влаги в изоляцию анодов или кабелей ICCP. Оно проводится путем подачи напряжения между анодом или кабелем и трубопроводом. Если ток течет, значит, в изоляции присутствует влага. Это помогает определить места, где изоляция ухудшилась или получила повреждения, что потенциально может снизить эффективность системы ICCP или привести к ее отказу. 

В ходе обследования выпрямительной станции оценивается работа и состояние выпрямителя, питающего систему ICCP. В ходе обследования измеряются входные и выходные напряжения и токи, а также состояние компонентов выпрямителя. 

Цель - убедиться, что выпрямитель работает в пределах своих проектных параметров и обеспечивает необходимый ток для системы ICCP. Любые выявленные проблемы, такие как соединения с высоким сопротивлением или неисправные компоненты, должны быть оперативно устранены для поддержания эффективности системы. 

Системы ICCP играют важнейшую роль в предотвращении коррозии, а данные, собранные в ходе обследований ICCP, бесценны, поскольку их можно использовать для принятия обоснованных решений, сохраняющих целостность заглубленных трубопроводов.  

IMS PLSS (Pipeline and Subsea Systems) компании Cenosco предоставляет операторам трубопроводов комплексную платформу для управления всеми аспектами целостности трубопроводов, включая планирование обследований ICCP и анализ данных. Одной из ключевых особенностей IMS PLSS является возможность составления графиков обследований ICCP, что обеспечивает проведение этих важнейших проверок через соответствующие интервалы времени. После завершения обследований и ввода данных в систему на основе результатов обследований можно также составлять графики ремонта.

Модуль "Внешняя коррозия" в IMS PLSS служит централизованным узлом, где операторы могут консолидировать и изучать данные обследования ICCP наряду с другой информацией о целостности трубопровода. В нем имеется специальный раздел для данных ICCP, где можно легко вводить результаты обследований, выявлять проблемы и отслеживать исторические тенденции. Этот модуль позволяет рассчитать скорость внешней коррозии трубопровода, обеспечивая тем самым беспрепятственное включение данных ICCP в расчеты внешней коррозии, что способствует целостному подходу к целостности трубопровода и предотвращению внешней коррозии. 

Подключайтесь к нам на LinkedIn