ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ повреждений и условия работы подземных трубопроводов из "Защита подземных трубопроводов антикоррозионными покрытиями" Анализ данных эксплуатации подземных трубопроводов показывает, что основной причиной их повреждений является коррозия наружной поверхности труб. Повреждаемость водопроводов во много раз ниже, чем газопроводов и теплопроводов. Это объясняется тем, что для водопроводов характерно использование чугунных труб, протяженность которых в 4 раза больше, чем стальных, а относительное количество повреждений во мною раз меньше. Следует отметить, что причиной дефектов, обнаруженных на чугунных трубах, во всех случаях являлась коррозия вследствие действия блуждающих токов, а на стальных трубах — главным образом почвенная коррозия. [c.4] Наибольшее число повреждений имеет место на теплопроводах это объясняется особенностями их конструкции и спецификой эксплуатационного режима. Многочисленные вскрытия шурфов, выполненные Государственным трестом по организации и рационализации районных электростанций и сетей (ОРГРЭС) на тепловых сетях основных энергетических систем Советского Союза (Москва, Ленинград, Ярославль и т. п.), позволили выявить, что уже после двух лет эксплуатации коррозия обнаруживается на 33% труб, а после 5 и 10 лет — соответственно на 50 и 70% труб. [c.4] На число и характер коррозионных повреждений влияет способ прокладки теплопроводов. В табл. 1 приведены обобщенные результаты вскрытий шурфов, из которых видно, что при одинаковом проценте повреждений коррозия на теплопроводах бесканальной прокладки интенсивнее, чем на трубах, проложенных в каналах. [c.4] Из опыта эксплуатации теплосети Мосэнерго известно, что 40% повреждений происходит из-за наружной коррозии труб. Анализ дефектов, выявленных на теплосети в Ленинграде, также показывает, что одной из основных причин повреждений является наружная коррозия теплопроводов, особенно интенсивная на участках прохода подающих труб из камеры в грунт (в стенках камер и в грунте на расстоянии до 1,5 м от стен). Значительное число коррозионных повреждений теплопроводов наблюдается как при канальных, так и при бесканальных прокладках там, где в качестве теплоизоляции использованы фрезерный торф, шлаковата, пенобетонная крошка и т. п. После 10—15 лет эксплуатации 75 /о таких теплопроводов оказались пораженными интенсивной коррозией. Из-за наружной коррозии только в Москве ежегодно заменяют около 9 тыс. м труб, что составляет 3,7% от длины вновь строящихся лирий. [c.5] Анализ причин, вызывающих разрушение подземных трубопроводов, следует начать с рассмотрения конструктивных особенностей последних и режима их эксплуатации. [c.5] Теплопроводы существенно отличаются от газо-, нефте- и водопроводов по конструкции и режиму работы. Они, как правило, представляют собой двухтрубные линии, проложенные в каналах или бесканально. При бесканальной прокладке изоляционная конструкция на теплопроводах состоит из четырех сяоев антикоррозионного, теплоизоляционного, гидроизоляционного и защитно-механического. Однако возможны и отклонения от такой схемы.-Например, в засыпных изоляциях функции всех четырех слоев-изоляционной конструкции выполняются одним материалом при диаметре труб более 300 мм теплопровод иногда прокладывают без теплоизоляции. [c.6] При прокладке теплопроводов в каналах с подвесной изоляцией последняя состоит из трех слоев антикоррозионного, теплоизоляционного и защитно-механического. Канал защищает теплопроводы от механических нагрузок, оказываемых грунтом при бесканальной прокладке на теплопроводы действуют те же нагрузки, что и на водопроводы и газопроводы. [c.6] Увлажненная тепловая изоляция представляет собой гетерогенный электролит, аналогичный почве, поэтому Закономерности, характерные для почвенной коррозии, могут быть использованы и для объяснения процессов, развивающихся на металлической поверхности теплопроводов при такой изоляции. [c.7] Жесткие условия работы теплопроводор определяются не только несовершенством их конструкций, но и спецификой режима эксплуатации, которая состоит в том, что при коле- ниях температуры теплоносителя в среде, окружающей теплопровод, создается переменный температурно-влажностный режим, интенсифицирующий протекание коррозионных процессов. Температура теплоносителя и продолжительность ее стояния зависят от климатических условий района обслуживания ТЭЦ и определяются графиком регулирования, температуры. Наиболее распространен график, по которому расчетная температура для подающего теплопровода в период отопительного сезона принимается 150, а для обратного — 70 С. В летний период, в соответствии с нормативами горячего водоснабжения, в подающей линии поддерживается температура 65—70, а в обратной— около 40°С. В период ремонта трубопроводы опорожняются и их температура становится равной температуре окружающей среды. Если за проектный срок службы труб тепловых сетей принять 25 лёт, то продолжительность стояния температур порядка 120—150°С за это время составит в Москве 13 тыс. ч., в Ленинграде — 10 тыс. ч., а температур 65—80 °С — соответственно 50 и 80 тыс. ч. Таким образом, антикоррозионные покрытия подвергаются длительному воздействию высоких температур, что приводит к их разрушению и к интенсивной электрохимической коррозии металлических труб. [c.7] Коррозионной средой, в которой находятся подземные трубопроводы, являются грунты, представляющйе собой трехфазную систему. [c.7] Если материал антикоррозионнэро покрытия склонен к набуханию, а трубопровод проложен во влажном грунте, то при периодическом увлажнении и высыхании в защитной пленке будут развиваться внутренние напряжения, которые могут привести к отслаиванию ее от поверхности трубы и к растрескиванию. [c.9] Значительное влияние на состояние покрытия оказывают состав и степень засоленности грунтовой воды. Изучение стабильности свойств различных видов битумных и полимерных покрытий, испытывавшихся на трубчатых образцах, заложенных в солончаковых почвах и засоленных песках под катодным и анодным напряжением 2 В, показало, что в более засоленных грунтах покрытия быстрее теряют свои защитные свойства. Причем, это более заметно в условиях катодной поляризации, чем анодной. В лучшем состоянии были покрытия, которые испытывались без воздействия электрического тока [1]. [c.9] Газообразная фаза, в частности кислород, может, особенно в условиях повышенных температур, вызывать деструкцию органической части покрытия. Этим объясняется наблюдаемое на верхней части трубопроводов большого диаметра (куда доступ кислорода легче) старение покрытий более интенсивное, чем на нижней. [c.9] Разрушению покрытий и коррозии металлической поверхности способствует напряженное состояние стенок трубы, вызываемое ростом внутреннего давления. Поскольку рабочее давление внутри трубопровода выше атмосферного, в момент его пуска в эксплуатацию в стенах труб возникают напряжения. Они возрастают при гидравлических испытаниях. Местные перенапряжения в стенках водопроводных труб вызывают и гидравлические удары. [c.9] На покрытие действует также масса трубопровода, которая у труб больших диаметров достаточно велика, чтобы создавать потенциальные возможности для разрушения изоляционной пленки. Покрытие на нижней опорной части может выдавливаться, растрескиваться или пробиваться твердыми частицами грунта. Наконец, покрытие может разрушаться корнями растений, грызунами и микроорганизмами. [c.9] Разрушение антикоррозионных покрытий возможно при катодной поляризации трубопровода, когда значение защитного потенциала превышает установленный максимум, и газообразный водород, выделяющийся на катодно заряженной поверхности (при протекании реакции с водородной деполяризацией), вызывает отслаивание покрытия. [c.9] В случаях, когда изолированные трубы длительное время храйятся на трассе, колебания температуры, солнечная радиация и атмосферные осадки могут вызывать изменение их физико-химических свойств. Во время испытаний трубопроводов на прочность и герметичность наблюдаются продольные и поперечные перемещения на.0,5—2 мм, которые могут послужить причиной истирания, сдвига или разрыва антикоррозионного покрытия. [c.10] Подземные металлические трубопроводы в результате воздействия на них окружающей среды подвергаются коррозии. По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов. При химической коррозии окисление металла и восстановление окисляющего реагента выражаются одной реакцией и не сопровождаются появлением электрического тока при электрохимической коррозии ионизация атомов металла и восстановление окисляющего реагента происходят в результате сопряженно протекающих анодных и катодных реакций, сопровождающихся появлением электрического тока. [c.11] Механизм коррозии металла в почве определяется термодинамической вероятностью процесса. В почве, которую можно рассматривать как гетерогенный электролит, скорость коррозионного процесса по катодным и анодным реакциям, т, е. электрохимической коррозии, во много раз больше, чем химической. Поэтому принято считать, что почвенная коррозия протекает по механизму электрохимической коррозии, химическая коррозия в почвах практически отсутствует. Исходя из этого положения, явления, лежащие в основе почвенной коррозии, можно объяснить с позиций теории коррозии металлов в электролитах [2]. Известно, что разные металлы в различной степени подвержены коррозии. Чем легче совершается переход дтомов металла в ионы тем больше выделяется свободной энергии и тем менее коррозионностоек данный металл. Мерой этой энергии является значение нормального потенциала. [c.11] Разделение коррозионного процесса на самостоятельные анодные и катодные реакции обусловливается существованием ионов металла в растворе и свободных электронов в металле. Благодаря электронной проводимости металла и ионной проводимости раствора анодные и катодные процессы могут локализоваться на различных участках металлической поверхности [2]. Из рис. 3 видно, что внутренняя связь анода и катода осуществляется металлом, а внещняя — жидким электролитом, контактирующим с анодными и катодными участками на металлической поверхности. [c.13] Вернуться к основной статье