Новые протекторные устройства

До недавнего времени для антикоррозионной защиты объектов нефтяной промышленности использовали в основном лакокрасочные покрытия, главным недостатком которых можно считать сравнительно небольшой срок службы. Вот почему столь актуальными оказались разработки наших ученых, создавших новые протекторные системы для антикоррозионной защиты внутренних поверхностей нефтяных резервуаров и трубопроводов.

Назначение протекторов

Серийные протекторы обеспечивают защиту резервуаров от воздействия пластовых и подтоварных вод в течение, как минимум, 15 лет. Весь их монтаж сводится к одному простому действию: привариванию контактно-крепежной арматуры к защищаемой поверхности. По истечении срока службы протекторы просто заменяют. Действие протекторных систем основано на накоплении поверхностью протектора, разрушающейся под влиянием агрессивной среды, отрицательного электрохимического потенциала. Переходя по контактной арматуре на защищаемую стальную поверхность, он компенсирует ее положительный потенциал, предотвращая тем самым процесс коррозии.

Преимущества протектора

Алюминиевые протекторы имеют одно особо важное преимущество — низкую поляризуемость. Благодаря чему они прекрасно подходят для защиты сооружений, эксплуатирующихся в проточной морской воде, а также для защиты портовых сооружений и конструкций, располагающихся в прибрежном шельфе. Современные протекторы изготавливают из тройных сплавов алюминий—цинк—олово и алюминий—цинк—ртуть. Алюминиевые протекторы с активирующими добавками цинка и олова занимают по показателю токоотдачи промежуточное положение. Их стационарные потенциалы близки к потенциалам индийсодержащих сплавов или несколько более положительны. Однако поляризуемость у них заметно выше. Такие материалы необходимо подвергать термической обработке, зависящей от их химического состава. В качестве протекторов для резервуаров с питьевой водой практически можно применять только алюминий и магний, поскольку продукты их реакции не вредны для здоровья, а ионы магния и без того содержатся в природной питьевой воде. Также для алюминиевые протекторы используются для защиты балластных танков, причем их применение допускается при условии, что потенциальная энергия протектора не превышает 275 джоулей.

Виды протекторов

• Для защиты внутренней поверхности боковых стенок резервуаров-отстойников типа РВС существуют короткозамкнутые одиночные протекторы П-КОА из алюминиевого сплава марки АП3. Рабочий отрицательный потенциал сплава по нормальному водородному электроду сравнения составляет 730мВ, стационарный потенциал — 820мВ.
• Короткозамкнутые протекторы из сплава с повышенной анодной активностью АП4Н предназначены для защиты днищ резервуаров, подверженных накоплению песчано-парафиновых отложений, удельная электропроводность которых значительно ниже, чем у пластовых вод. Такой материал характеризуется величиной рабочего и стационарного отрицательного потенциала по водородному электроду сравнения соответственно 850 и 900 мВ. Применение сплава этой марки позволяет также обеспечить защиту конструкции при наличии в агрессивной среде сульфатвосстанавливающих бактерий, присутствующих в нефти практически всегда.
• Протекторы типа П-КОА трапецеидального сечения массой от 1 до 20 кг изготавливают длиной 160 и 290 мм. Теоретическая удельная токоотдача такой системы составляет 2880 (А•ч)/кг при КПД 80–85%.
• Резервуарные протекторы типа ПАКР используют для защиты внутренней поверхности резервуаров при любом уровне водной фазы с минерализацией не менее 10 г/л. Эти изделия изготавливают в основном в виде стержней длиной 2800 мм и диаметром 40–60 мм. В процессе монтажа стержни соединяют между собой методом электросварки в протяженные гальванические аноды, которые размещают на днище резервуара РВС в виде концентрических окружностей с некоторым расчетным шагом. При уровне водной фазы более 2 м протекторные стержни вертикально устанавливают на боковой стенке на всю высоту воды. Контроль защищенности обеспечивает узел замера электродного потенциала, помещаемый в водной фазе. Отрицательный потенциал ПАКР по хлорсеребряному электроду сравнения (ХСЭ) составляет 900 мВ. Степень защиты резервуара — не менее 95%. Для антикоррозионной защиты резервуара объемом 5000 м3 в течение 15 лет требуется около 3 т протекторов. Протекторные стержни типа ПАКР длиной 3000–8000 мм и диаметром 40–60 мм защищают внутренние поверхности действующих и строящихся трубопроводов, предназначенных для транспортировки воды, водных растворов и обводненной (более 10%) нефти.

При сооружении нового трубопровода протяженный анод-протектор получают свариванием контактно-крепежной арматуры соседних стержней между собой и с защищаемой поверхностью. При этом шаг контактных узлов с поверхностью зависит от диаметра трубопровода и активности транспортируемой среды. Для установки анода в действующий трубопровод используют лебедку и монтажный трос, который затягивают внутрь сооружения стандартным поршнем (или поршнем-разделителем), перемещаемым потоком транспортируемой жидкости. За один прием можно смонтировать протекторную секцию длиной до 2000 м. Контроль защищенности внутренней поверхности осуществляют узлы замера электрохимического потенциала, устанавливаемые на трубопроводе. Максимальный диаметр защищаемого трубопровода для протекторов диаметрами 40 и 60 мм составляет соответственно 325 и 750 мм. Протектор с потенциалом по ХСЭ 900 мВ служит без замены 5 лет, обеспечивая степень защиты 95%. Браслетные протекторы типа ПБА и УПБА позволяют защитить сварные стыковые соединения промысловых трубопроводов, которые наиболее уязвимы для коррозии. Протекторы ПБА, изготовленные в виде полуколец диаметром 222–724 мм, шириной 110 мм и толщиной 50 мм, монтируют на внутренней поверхности оконечностей труб. Служат такие изделия не менее 10 лет. Протектор армированный и протектор межфланцевый — это виды протектора, предназначеные для защиты металлических плоских фланцев и труб. ТД «Форт» реализует армированные и межфланцевые протекторы, изготовленные из сплава марки ЦП1. Такие протекторы являются одними из наиболее эффективных и экономически выгодных вариантов защиты от коррозии, вызванной морскими, пластовыми и подтоварными водами.

Основные характеристики алюминиевых протекторов