Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Разновидности коррозии трубопроводов различного назначения



Лабораторная работа №1

по дисциплине

«ИСТОЧНИКИ И СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ»

 

Методы защиты трубопроводов от коррозии.

Оценка интенсивности процесса внутренней коррозии в тепловых сетях с помощью метода “индикаторов коррозии”

 

Саранск 2012

 


Методы защиты трубопроводов от коррозии.

Оценка интенсивности процесса внутренней коррозии в тепловых сетях

с помощью метода “индикаторов коррозии”

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Изучить разновидности и процессы протекания коррозии.

2. Выяснить причины, вызывающие внешнюю и внутреннюю коррозии трубопроводов.

3. Знать способы защит от внешней и внутренней коррозии.

4. Понять принцип действия защит от наружной коррозии и блуждающих токов: а) дренажной; б) протекторной; в) катодной. Исследовать интенсивность протекания внутренней коррозии с помощью метода“индикаторов коррозии”.

 

ПОРЯДОК РАБОТЫ

1. Ознакомиться с разновидностями внутренней и внешней коррозии трубопроводов тепловых сетей и газопроводов.

2. Выяснить отличия процессов химической и электрохимической коррозии, возникновения и действия на трубопроводы блуждающих токов.

3. Изучить способы защиты трубопроводов от наружной коррозии и причины ее возникновения.

4. Изучить существующие сегодня пассивные активные методы

защиты трубопроводов от коррозии, принцип действия этих защит.

5. Изучить метод “индикаторов коррозии”, провести оценку интенсивности процесса внутренней коррозии с помощью этого метода.

 

 

1. Исторический экскурс.

Идея и практика защиты металлических сооружений от коррозии получили повсеместное признание еще в XVIII веке. Метод окрашивания стальных деталей каменноугольной смолой давал в то время неплохой результат, блее или менее надежно предохраняя их от воздействия почвы и атмосферы. Однако с открытием электричества и его широким распространением в промышленности, на железной дороге и в быту для подземных металлических коммуникаций появилась новая опасность – электролиз под действием блуждающих токов.

Первое тревожное сообщение о разрушающем действии блуждающих токов стали поступать из США уже в конце XIX столетия. С тех пор электрохимическая коррозия переросла в настоящий бич. Она ежегодно наносит огромный ущерб системам транспортировки нефти и газа, сетям коммунального хозяйства и другим подземным металлическим сооружениям. Более того при их эксплуатации возникает опасность катастроф и аварий с человеческими жертвами.

По статистике блуждающие токи силой в 1 ампер за 1 год могут выносить с 1 м2 сооружения до 9 килограммов металла.

Борьба с коррозией может быть эффективной лишь при комплексном принятии необходимых мер защиты на всех этапах жизненного цикла сооружения – от проектирования до производства, монтажа и эксплуатации.

Основным принципом электрохимической защиты является смещение потенциала предохраняемого объекта в отрицательную сторону. Этот принцип сформулирован англичанином Хемфи Деви в докладе Королевскому обществу еще в 1820 году и с тех пор остается неизменным. Однако технология его применения претерпела значительные изменения.

В России традиции решения этой проблемы также уходят корнями в глубь десятилетий. Сложилось несколько центров по разработке и производству устройств защиты подземных сооружений от электрохимической коррозии.

 

2. Теоретические сведения по работе.

Разновидности коррозии трубопроводов различного назначения.

 

Коррозия трубопроводов тепловых сетей и газопроводов наносит огромные убытки, приводит к авариям, ликвидация которых связана с прекращением подачи тепла и газа потребителям.

В зависимости от среды, протекающей по трубопроводам, материала труб, условий прокладки и физико-механических свойств грунта, они подвержены в той или иной степени внутренней и внешней коррозии.

Внутренняя коррозия - зависит от свойств среды, и обусловлена повышенным содержанием в среде кислорода, влаги и других агрессивных соединений.

Внешняя коррозия - почвенная коррозия, разделяется на химическую, электро-химическую и электрическую (блуждающие токи).

Химическая коррозия это разрушение металлов, протекающее в сухих газах, при повышенной температуре (газовая коррозия) и в неэлектролитах (бензине, нефти, расплавах солей). Химическая коррозия возникает от действия на металл различных газов и жидких неэлектролитов. Она не сопровождается превращением химической энергии в электрическую.

При действии на металл трубопровода химических соединений на его поверхности образуются пленка, состоящая из продуктов коррозии. Если образующаяся пленка не растворяется, имеет достаточную плотность и эластичность, хорошо сцеплена с металлом, то коррозия замедляется и при определенной толщине пленки может прекратиться. Химическая коррозия является сплошной, толщина стенки трубы уменьшается равномерно, такой процесс менее опасен для труб.

Электрохимическая коррозия это разрушение металлов под воздействием водных растворов электролитов – солей, кислот, щелочей. Электрохимическая коррозия является результатом взаимодействия металла, который выполняет роль электродов, с агрессивными растворами грунта, выполняющими роль электролита.

Металл, обладая упругостью растворения, при соприкосновении с грунтом посылает в него свои положительно заряженные ионы. Электроны остаются в металле, и он приобретает отрицательный потенциал, а грунт (электролит) заряжается положительно, т.к. в нем накапливаются положительные ионы.

В силу физико-химической неоднородности металла (т.е. обладая разной упругостью растворения), располагаются участки с разными зарядами. Первые становятся анодными зонами, вторые катодными. Катодный участок трубопровода приобретает положительный потенциал по отношению к аноду. Электроны перетекают от анода к катоду по металлу трубопровода. В грунте происходит перемещение ионов (ионная проводимость): катионов (+) - к катоду, анионов (-) - к аноду.

Электрохимическая неоднородность расположенных рядом участков газопровода вызывает разность их электродных потенциалов. Нормальным электродным потенциалом называется разность потенциалов между металлом, погруженным в раствор соли этого металла (1 г*экв. на 1 л) и потенциалом водородного электрода, условно равным нулю.

Участки металла, обладающие более отрицательными электродными потенциалами, будут становиться анодами. Металл подвергается коррозии в анодных зонах и участках, т.к. в них ионы металла выходят в грунт.

Рассмотренный процесс электрохимической коррозии представляет собой работу гальванической пары. В реальных условиях коррозия протекает значительно сложнее.

Электрохимическая коррозия имеет характер местной коррозии, в трубопроводах возникают местные язвы и каверны большой глубины, которые могут превратиться в сквозные отверстия в стенке трубы. Местная коррозия значительно опаснее сплошной коррозии. Электрохимическая коррозия возникает также при воздействии на газопровод электрического тока, который движется в грунте.

Токи в грунт стекают с рельс электрифицированного транспорта (трамваев) - их называют блуждающими. Коррозию, возникающую под их действием, называют электрической в отличие от электрохимической гальванокоррозии.

Блуждающие токи движутся по направлению к отрицательному полюсу тяговой подстанции. В местах повреждения изоляции, они попадают на трубопровод, а вблизи тяговой подстанции выходят из него в грунт в виде положительных ионов металла, начинается электролиз металла. Участки выхода тока представляют собой анодные зоны, в которых протекает процесс электрокоррозии. Зоны входа постоянного тока в газопровод называют катодными.

Электрическая коррозия блуждающими токами во много раз опаснее электрохимической коррозии. В городах с электрифицированным рельсовым транспортом это самый распространенный вид коррозии.

 

3. Причины, вызывающие наружную коррозию трубопроводов.

 

Причины, вызывающие коррозию труб разнообразны, но все они связаны с проникновением влаги к поверхности труб. В некоторых случаях коррозия труб вызывается блуждающими токами, попадающими на теплопроводы в городах от близко расположенных трамвайных путей.

Главной причиной коррозии является влага, содержащая в себе кислоты, соли, щелочи, а также некоторые газы, воздействие которых на металл вызывает коррозию. Коррозийные вещества имеются в почве, состоящей из различных минеральных веществ. Кроме того коррозийные вещества могут попасть в канал тепловой сети вместе с фекальными водами при засорах канализационной сети, с верховыми или сточными и другими водами. Даже незначительное увлажнение тепловой изоляции от капель влаги, скапливающейся на внутренней поверхности перекрытий каналов вызывает коррозию труб.

Из практики известно много случаев, когда сквозная коррозия обнаруживалась на трубах в канале, в местах периодически заливаемых верховыми водами (попадание воды из ливневых водостоков, с крыши зданий и т.д.) То же самое происходит при затоплении каналов, хотя бы частично, грунтовыми водами. Наружная коррозия теплопроводов вызывается некоторыми видами, ранее применявшейся, тепловой изоляции в присутствие влаги.

К таким видам тепловой изоляции относятся шлак, камышит, опилки, трепельные изоляции и др. Однако и те виды тепловой изоляции, которые не имеют в своем составе коррозийных веществ, в увлажненном состоянии вызывают коррозию труб.

Например, прокладка теплопроводов в сборных железобетонных полуцилиндрах, с тепловой изоляцией из минеральной ваты, отменена только вследствие интенсивной коррозии труб, хотя в песчаных грунтах они работают надежно длительное время.

Влажность тепловой изоляции зависит от количества влаги в грунте. Коррозийность почвы зависит также от ее воздухопроницаемости. В песчаных грунтах воздухопроницаемость лучше, чем в глинистых и поэтому теплопроводы, проложенные в песчаных грунтах меньше подвергаются наружной коррозии. Теплопроводы, проложенные в каналах, с подвесной теплоизоляцией, меньше подвержены коррозии, чем теплопроводы с набивной или засыпной теплоизоляцией, имеющей непосредственный контакт с грунтом.

Особенно быстро вследствие наружной коррозии, выходят из строя трубы малых диаметров, стенки которых имеют незначительную толщину. Трубы малых диаметров обычно прокладываются внутри кварталов (разводящие сети), по дворам и скверам, где нет дорожного покрытия, а следовательно больше возможностей проникновения в канал верховых вод. Это еще больше усугубляет их коррозийную износчивость.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.