СПОСОБ КОРРОЗИОННОГО МОНИТОРИНГА МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА С УСТРОЙСТВОМ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ
PROCEDURE FOR MONITORING CORROSION OF MAIN WITH DEVICE OF CATHODE PROTECTION

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для проведения коррозионного мониторинга магистрального трубопровода (МТ).
Известны способы аналогичного назначения, реализуемые в системах перехода МТ через дороги /Патент РФ №2349824, кл. F16L 7/00, 2009; Патент РФ №2264578, кл. F16L 7/00, 58/00, F1705/02, 2005/.
В известных решениях коррозионное состояние МТ контролируется в одной точке. Однако не нарушая существа реализуемого в известных системах способа, последний можно распространить на несколько контрольных точек МТ. Поэтому одно из известных технических решений, например последнее, можно принять за прототип.
n
Тогда прототип способа заключается в измерении величин защитных потенциалов U МТ относительно соответствующих электродов сравнения в контрольных точках, где n=2, 3 …, расположенных вдоль МТ с заданным пространственным шагом, по которым судят о коррозионном состоянии МТ.
В прототипе на стр.5 описания отмечается то, что снимают информацию о коррозионной активности грунта в месте прокладки МТ. Но подобную информацию можно получить только путем осуществления указанного выше действия /ГОСТ 51162-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии»/.
Недостатком прототипа является недостаточно надежный контроль коррозионной активности грунта, связанный с однократным изменением абсолютных величин скоростей коррозии в различных зонах пролегания МТ.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение надежности контроля коррозионной активности грунта в местах пролегания МТ.
n
n
n
n
n
n
n
вn
нn
вn
нn
n
пор
Данный технический результат достигают за счет того, что в известном способе коррозионного мониторинга магистрального трубопровода с устройством катодной защиты, заключающемся в измерении величин защитных потенциалов U трубопровода относительно соответствующих электродов сравнения в n контрольных точках, расположенных вдоль трубопровода с заданным пространственным шагом, по которым судят о коррозионном состоянии магистрального трубопровода, величины защитных потенциалов U на контролируемом участке трубопровода измеряют многократно m раз, где m≥10, в каждой контрольной точке n через заданный интервал времени с последующим определением гистограмм распределения измеренных значений U в каждой контрольной точке, затем, используя построенные гистограммы, определяют процентное отношение ε значений защитного потенциала к общему числу m проведенных измерений для значений U, после чего строят гистограммы процентных отношений ε для каждой точки n, затем определяют значения ε, вышедшие за пределы заданного интервала (U…U) допустимых значений, где U и U - верхнее и нижнее допустимые значения заданного интервала допустимых значений в точке n, и при превышении в какой-либо контрольной точке значения ε заданного порогового значения ε диагностируют наличие коррозионной опасности магистрального трубопровода в данной контрольной точке.
Многократно через заданный интервал времени измеряют значения защитного поляризационного потенциала относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения.
Интервал допустимых значений защитного поляризационного потенциала относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения задают равным (минус 0,15 - минус 0,85) В.
Многократно через заданный интервал времени измеряют значения защитного потенциала с омической составляющей, относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения.
Интервал допустимых значений защитного потенциала с омической составляющей относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения задают (минус 3,5 - минус 0,9) В.
пор
Величину порогового значения ε задают равной (10-20)%.
Величину пространственного шага между контрольными точками магистрального трубопровода уменьшают в местах повышенной опасности, преимущественно при переходах трубопровода через дороги или в местах пересечения трубопроводов.
Величину пространственного шага между контрольными точками магистрального трубопровода уменьшают на участках высокой коррозионной опасности, преимущественно на участках, где скорость коррозии более 0,3 мм в год.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема системы реализации способа, на фиг.2 - гистограмма, поясняющая существо способа.
1
n
1
n
1
n
1
n
Схема системы для реализации способа (фиг.1) содержит электроды 1…1, приваренные к МТ2, и электроды 3…3 сравнения. Электроды 1, 3 подключены к вольтметрам 4…4, соединенным выходами с радиомодемами 5…5. Последние связаны по радиоканалу с центром 6 коррозионного мониторинга, имеющего выход на сигнализатор 7 угрозы опасного состояния МТ2.
Трубопровод 2 подключают к установкам катодной защиты (УКЗ), в которых могут быть использованы катодные станции или другие внешние источники защитного тока (на чертеже не показаны).
Элементы и блоки 1, 3, 4, 5 образуют контрольно-измерительные пункты (КИП). Их устанавливают над осью трубопровода 2 со смещением от нее не далее 0,2 м от точки подключения электрода 1.
В случае расположения МТ2 на участке, где эксплуатация КИП затруднена, последние могут быть установлены в ближайших удобных для эксплуатации местах, но не далее 50 м от электрода 1.
1
n
Электроды 3…3 сравнения могут быть выполнены согласно ГОСТ Р51164-98 в виде медно-сульфатных электродов.
Величину пространственного шага между контрольными точками МТ2 уменьшают в местах повышения технологической опасности, например при переходах МТ2 через дороги или в местах пересечения трубопроводов.
Величину пространственного шага между контрольными точками МТ2 уменьшают также на участках высокой коррозионной опасности, например в болотистой местности, где скорость коррозии более 0,3 мм в год.
В связи с этим КИП обычно подключают к МТ2 на каждом километре, а в опасных местах через 500 м.
Способ реализуется следующим образом.
1
n
Периодически, например через 1 секунду, на КИП с помощью вольтметров 4…4 измеряют величины защитных потенциалов МТ2 относительно соответствующих электродов сравнения в n контрольных точках, расположенных вдоль контролируемого участка трубопровода. Число измерений m задают порядка сотни или тысячи.
nm
Затем в каждой контрольной точке строят гистограммы распределения измеренных значений напряжений U.
После этого, приняв общее количество проведенных измерений m в каждой контрольной точке за 100%, строят гистограммы распределения измеренных значений защитного потенциала в процентных соотношениях.
На фиг.2 представлена одна из гистограмм процентного распределения защитного потенциала по различным его значениям в одной из контрольных точек. Пунктирными вертикальными линиями отмечены пределы интервала допустимых значений защитного потенциала, в данном случае заданного (минус 3,5 - минус 0,9) В.
В штатном режиме процентное соотношение значений величин защитного потенциала, выходящих за границы интервала допустимых значений, не должно превышать 20%.
пор
Величина порогового значения ε=(10-20)% задается исходя из многолетних наблюдений за повреждениями МТ в условиях эксплуатации при его электрохимической защите.
Конкретные значения минимального защитного потенциала относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения задаются исходя из реальных условий прокладки и эксплуатации МТ, а также исходя из требований ГОСТ Р51164.
n
вn
нn
пор
В случае если в гистограмме распределений измеренных значений защитного потенциала процентное отношение ε значений, вышедших за пределы заданного интервала (U…U), превышает значение ε, в центре 6 коррозионного мониторинга, в который по радиоканалам направляется с КИП вся информация, формируется предупредительный сигнал об угрозе опасного состояния МТ.
Таким образом в данном способе проводится объективный коррозионный мониторинг МТ, что повышает надежность контроля коррозионной активности грунта в месте прокладки и эксплуатации трубопровода.