Меню Рубрики

Установка и монтаж эхз

Монтаж установок ЭХЗ магистрального ГНП от коррозии

Монтаж станций катодной защиты. Монтаж анодного заземления. Протяжённость защиты по длине трубопровода. Монтаж протекторной защиты. Защита от блуждающих токов. Монтаж электрических дренажей. Монтаж контрольно-измерительных пунктов. Приварка проводников к трубопроводу. Испытание оборудования. Оборудование для монтажа средств электрохимзащиты. Контроль качества работ. Оформление документации.

Для электрохимической защиты трубопроводов от коррозии применяют установки катодной, протекторной, электродренажной защиты, изолирующие фланцы, электрические перемычки и др. вспомогательные устройства, определяемые проектом с учетом конкретных условий трассы.

Станции катодной защиты (СКЗ) – комплекс сооружений для поляризации трубопровода внешним током, генерирующим постоянный ток или выпрямляющим переменный и образующим электрическую цепь между искусственно созданным анодом и катодно-защищаемым трубопроводом. В состав СКЗ входят источник постоянного (выпрямленного) тока, анодное заземление, катодный вывод трубопровода, электролинии (провода, кабель, шины).

Независимо от коррозионной активности грунтов трубопроводы и другие сооружения, за исключением надземных, необходимо обеспечить ЭХЗ от коррозии. В условиях повышенной коррозионной опасности: в солончаках с сопротивлением грунтов до 20 Ом-м, на участках, где не менее 6 месяцев в году уровень грунтовых вод находится выше нижней образующей трубопровода и на участках с температурой эксплуатации трубопроводов 40°С и выше следует предусматривать, как правило, резервирование средств ЭХЗ.

Контуры защитных заземлений технологического оборудования, расположенного на компрессорных, газораспределительных, насосных станциях и других аналогичных площадках, не должны оказывать экранирующего влияния на систему электрохимзащиты коммуникации. Установку анодных заземлений и протекторов следует предусматривать ниже глубины промерзания грунта в местах с минимальным удельным сопротивлением.

Для подземных и наземных трубопроводов, прокладываемых в районах распространения вечномерзлых грунтов, должна предусматриваться ЭХЗ независимо от коррозионной активности грунтов.

Катодную защиту следует применять для трубопроводов, вокруг которых грунт промерзает в зимний период («холодные» участки). При отсутствии источника электроэнергии на «холодных» участках допускается вместо катодных станций применять протяженные протекторы. Протекторную защиту, в том числе и протяженными протекторами, допускается применять на любых участках трубопровода, где грунт вокруг него находится в талом состоянии. В установках катодной защиты следует применять протяженные, свайные или глубинные анодные заземления.

В местах подключения дренажного кабеля к анодному заземлению должна быть предусмотрена установка опознавательного знака. На участках подземной прокладки соединительного кабеля в цепи анодное заземление – установка катодной защиты – трубопровод следует выполнять кабелем только с двухслойной полимерной изоляцией.

Электроснабжение установок катодной защиты трубопроводов должно осуществляться по II категории от существующих ЛЭП напряжением 0,4 , 6, 10 кВ или ЛЭП, сооружаемых вдоль трассы, или автономных источников. Устройства ЭХЗ в зонах блуждающего тока следует включать в работу в течение не более месяца после укладки трубопровода, а во всех остальных случаях – до начала работы рабочих приемочных комиссий.

При пуско-наладочных работах для каждой установки электрозащиты необходимо:

— определить протяжённость зоны защиты и потенциалы «труба – земля» в точке дренажа каждой катодной установки при силе тока в соответствии с данными проекта;

— определить потенциалы «труба – земля» в точке дренажа и силу тока защитной установки при минимальном, максимальном и промежуточном режимах выходного напряжения установки;

— оценить влияние работы защитной установки на сложные подземные коммуникации и кабели связи при запроектированном режиме работы.

Фактическая протяжённость защитной зоны каждой установки ЭХЗ, определённая в процессе выполнения пуско-наладочных работ для половины её максимального выходного напряжения, должна быть не менее проектного значения. При этом потенциал «труба – земля» в точках дренажа должен соответствовать требованиям ГОСТ.

Работы по сооружению системы ЭХЗ подземных трубопроводов осуществляют в два этапа:

первый этап – разметка трассы, подготовка участка, разработка грунта под монтаж оборудования и токопроводящих линий, прокладка подземных кабелей, монтаж катодных и контрольных электрических выводов от трубопровода, установка или закладка в фундаменты несущих опорных конструкций, подставок, рам для монтажа оборудования; этот перечень работ выполняется одновременно с производством строительных работ по технологической части трубопровода;

второй этап – установка оборудования, подключение к нему электрических кабелей, перемычек, проводов и индивидуальное опробование;

эти работы выполняются после окончания основных видов строительных работ одновременно со специализированными и пуско-наладочными работами.

Строительство и монтаж установок ЭХЗ, включающих новейшие устройства и материалы, необходимо выполнять в соответствии со специальными требованиями проекта и заводскими инструкциями по их монтажу.

Защита участков трубопровода в зоне действия блуждающих токов должна быть построена в полном объёме проекта. Строительство электрозащиты участков трубопроводов, подлежащих приёмке рабочей комиссией, следует вести совместно со строительством трубопровода в следующей последовательности:

— сооружение и монтаж отдельных защитных установок при одновременном строительстве участков трубопроводов, защищаемых этими установками;

— промежуточная сдача – приёмка отдельных установок и ввод их в действие при завершении строительства соответствующих этим установкам участков;

— отключение защитных установок на участке строительства, подлежащих приёмке рабочей комиссией и заварка стыков на концах зон защитных установок;

— пуск и опробование средств защиты участка трубопровода, подлежащего приёмке рабочей комиссией;

При сооружении СКЗ необходимо выполнить следующие работы:

— разработку грунта под оборудование, кабельной или воздушной электролинии с прокладкой кабелей в грунте или воздушных токопроводов;

— монтаж преобразователя; сооружение анодного заземления, защитного заземления и грозозащиты;

Читайте также:  Установка при помощи diskpart

— установку КИП; монтаж катодного вывода, электрических цепей катодной установки, ограждения преобразователя катодной установки;

При сооружении воздушных линий электропитания для СКЗ ведут в следующей последовательности:

— разбивка трассы с указанием места установки опор;

— вырубка просек; вывозка опор;

— разработка грунта (бурение скважин);

— установка опор с монтажом арматуры и проводов;

— выполнение спусков к устройству катодной защиты.

При сооружении защитного заземления выполняются следующие работы:

— установку в грунт вертикальных или укладку в траншею горизонтальных электродов-заземлителей;

— укладку в траншею магистрального проводника;

— соединение с электродами-заземлителями и заземляемой конструкцией;

— изоляцию мест сварных соединений; засыпку траншеи с уплотнением;

— покраску подземной части заземляющего проводника.

Монтаж анодного заземления.

Анодное заземление СКЗ предназначено для создания внутренней цепи СКЗ при наложении на трубопровод внешнего тока. Применяют анодные заземления следующих типов:

— по применяемым материалам – стальные, ферросилидные, графитированные, угольные;

— по размещению рабочих электродов – вертикальные, горизонтальные, комбинированные;

— по конструкции рабочих электродов – трубчатые, стержневые, фасонные.

При установке стального анодного заземления в электропроводящий нейтральный заполнитель вводят коксовую, угольную (антрацитовую) мелочь или графитовую крошку, благодаря чему срок службы заземления увеличивается.

Анодные заземлители типа АК предназначены для устройства заземлений в установках катодной защиты трубопроводов, коммуникаций насосных и компрессорных станций.

Катодный вывод трубопровода – контактное устройство, выведенное на поверхность земли при помощи изолированного провода, предназначен для электрических измерений на трассе и подключения к трубопроводу СКЗ.

Монтаж протекторной защиты.

Протекторные установки предназначены для защиты от почвенной коррозии участков большой протяжённости, удаленных от источников электро-снабжения, где нецелесообразно применение катодной защиты внешним током:

— на участках, защищенных СКЗ – в местах неполной защиты – для обеспечения защитного потенциала;

— для защиты от почвенной коррозии патронов (кожухов) на переходах через железные и автомобильные дороги;

— на участках блуждающих токов – в качестве земляных микродренажей.

Протекторы также устанавливают на изолирующих фланцах для снятия анодных зон, на электрических перемычках при совместной защите подземных сооружений для устранения электрохимического взаимодействия между ними, для защиты металлических подземных емкостей и др.

Протекторная защита может быть осуществлена одиночными или групповыми установками. Выбор типа и схемы расстановки протекторов осуществляется с учетом конкретных условий прокладки трубопровода.

При сооружении протекторной защиты необходимо:

— в случае горизонтальной укладки протекторов – разработка траншеи с последующей укладкой протекторов и кабеля; соединение проводников протектора с магистральным кабелем;

— изоляция мест соединения; установка контрольно-измерительного пункта с подсоединением кабеля; заливка кабелей битумной мастикой;

— заливка протекторов жидким грунтовым раствором; засыпка траншеи с послойным уплотнением;

— в случае вертикальной установки протекторов – разработка траншеи под укладку кабеля;

— бурение скважин под установку протекторов; установка протекторов с центровкой и фиксацией;

— укладка кабеля; подсоединение проводников от протекторов к магистральному кабелю с изоляцией мест соединения;

— установка КИП и подсоединение к нему кабеля;

— заливка кабеля битумной мастикой;

— заливка скважины с протекторами жидким грунтовым раствором;

— засыпка скважины и траншеи с послойным уплотнением.

При строительстве и монтаже КИП необходимо:

— отрыть котлован; протянуть кабели или провода в полость стойки пункта;

— установить стойку в котлован и засыпать его с послойным уплотнением;

— подсоединить кабели, или провода к клеммам панели; выполнить маркировку кабелей (проводов) и клемм, соответствующую схеме соединения;

— масляной краской нанести порядковый номер пункта;

— закрепить грунт вокруг пунктов в радиусе 1 м.

Монтаж электрических дренажей.

Станции дренажной защиты предназначены для отвода (дренажа) блуждающих токов с трубопровода в рельсовую часть цепи электротяги или на сборную шину отсасывающих кабелей тяговой подстанции. Состав станции: электродренажная установка, катодный вывод трубопровода, контактное устройство с рельсовой цепью, соединительные электролинии (дренажные кабели, шины, провода).

При сооружении установок дренажной защиты необходимо выполнить следующие виды строительно-монтажных работ:

— разработку грунта под оборудование и кабельную линию;

— прокладку кабеля или воздушной линии;

— монтаж дренажного устройства и защитного заземления; установку контрольно-измерительного пункта и кабельной стойки;

— монтаж катодного вывода, электрических цепей дренажной установки, устройств грозозащиты, ограждения дренажного устройства;

Монтаж контрольно-измерительных пунктов.

Присоединение перемычек и проводов контрольно-измерительных пунктов к другим сооружениям, присоединение дренажного кабеля к токоведущим частям электрифицированного рельсового транспорта (электрифицированных железных дорог, трамвая) производится с разрешения и в присутствии представителя соответствующей эксплуатирующей организации.

В соответствии с проектной документацией строительная организация должна дать маркировку кабелей и проводов, вводимых в установки электрохимической защиты, контрольно-измерительные пункты и другие электрические приборы.

Приварку проводов установок ЭХЗ и КИП к трубопроводу следует производить:

— термитной или электродуговой сваркой к поверхности трубопровода – для труб с нормативным временным сопротивлением разрыву менее 539 МПа;

— только термитной сваркой с применением медного термита к поверхности трубопровода или электродуговой сваркой к продольным или кольцевым швам – для труб с нормативным временным сопротивлением разрыву 539 МПа и более.

При сооружении установок ЭХЗ допускаются следующие отклонения от мест их размещения и подключения, предусмотренные проектом:

— для СКЗ, электродренажей и глубинных анодных заземлителей – в радиусе не более 0,5 м;

Читайте также:  Установка задней камеры опель астра

— для протекторов и анодных заземлителей, мест подключения соединительного кабеля к трубопроводу и контрольно-измерительных пунктов – не более 0,2 м.

Места подключения соединительных проводов и дренажных кабелей к трубопроводу – не ближе 6 м от мест подключения к нему ближайшего КИП.

При установке заземлителей, протекторов и укладке соединительных кабелей и проводов в траншее допускается увеличение проектной глубины заложения не более 0,1 м, уменьшение проектной глубины заложения не допускается.

Приварка проводников к трубопроводу.

Соединение проводов овальными соединителями, как правило, проводят методом скрутки с помощью приспособлений МИ-189А и МИ-230А.

Подготовленные провода следует ввести в овальный соединитель (МИ-189А или МИ-230А) внахлест с двух сторон так, чтобы концы их выступали из соединения на 20-40 мм.

Алюминиевые и сталеалюминиевые провода воздушных токопроводов, как правило, следует соединять методом термитно-муфельиой сварки со сдавливанием жил (с осадкой) термитными патронами марки АС с применением сварочных клещей АТСП 50-185.

Индивидуальное опробование отдельных установок ЭХЗ выполняет строительно-монтажная организация в присутствии представителей заказчика и заинтересованных организаций в соответствии с требованиями завода-изготовителя и проекта не ранее чем через 8 дней после окончания монтажа анодного заземления. При этом проверке подлежит соответствие фактического значения сопротивления растеканию защитного и анодного заземлений проектным значениям, и проводят испытание катодных установок в течение не менее 72 ч в максимальном режиме. После 72-часового испытания необходимо проверить состояние всех узлов и элементов защитной установки, оформить паспорт на каждую установку и составить акт приёмки оборудования заказчиком. При опробовании совместной ЭХЗ двух и более объектов необходимо также составить акт на контрольные измерения по проверке отсутствия вредного влияния устройств защиты. Работы по комплексному опробованию системы ЭХЗ для определения готовности её к вводу в эксплуатацию выполняет заказчик совместно со строительной и другими заинтересованными организациями.

После завершения комплексного опробования системы ЭХЗ от коррозии объекта в целом необходимо составить акт рабочей комиссии о приёмке законченной строительством системы ЭХЗ в эксплуатацию с рекомендациями по режимам её эксплуатации.

Оборудование для монтажа средств электрохимзащиты

Строительство всех запроектированных установок ЭХЗ ведет специализированная бригада, выполняющая все виды работ (земляные, сварочные, монтажные и наладочные).

Комплект машин и механизмов для сооружения средств ЭХЗ включает экскаватор цепной ЭТЦ-161, бурильно-крановую машину БКГМ-66, электростанцию ПЭС-15М, сварочный агрегат ПСО-ЗООА, одноосный прицеп ГАЗ-704, автокран ПК-2 (5-13), автомашину легковую специальную УАЗ-4521, автомашину бортовую ГАЗ-66, комплект приспособлений для термитной сварки, набор инструментов для пайки проводов, битумоплавильный котел ИСТ-ЗБ, вагон-домик, трактор-тягач К-700.

При использовании машины МЗК-2 (кабелеукладчика) из комплекта машин исключается: цепной экскаватор, электростанция и сварочный агрегат.

Контроль качества работ. Оформление документации

Сдача системы ЭХЗ заказчику допускается только после окончания опробования всех средств ЭХЗ. К работам по сдаче системы ЭХЗ комиссия приступает не позже чем через 3 рабочих дня после окончания опробования системы на данном участке. Эксплуатация оборудования на объекте, не принятом приёмочной комиссией, не допускается.

Система ЭХЗ данного участка может быть принята заказчиком при соблюдении следующих условий:

а) минимальная разность потенциалов трубопровод – земля на протяжении всего участка должна быть не ниже проектной величины;

б) запас мощности СКЗ и дренажных установок должен составлять не менее 35%;

в) исключено вредное влияние на другие сооружения.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 7638 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Варианты катодной защиты трубопроводов – преимущества и недостатки способов

До сих пор при обустройстве протяжённых промышленных трубопроводов наиболее востребованным материалом изготовления труб является сталь. Обладая множеством замечательных свойств, таких как механическая прочность, способность функционировать при больших значениях внутренних давления и температуры и стойкость к сезонным изменениям погоды, сталь имеет и серьёзный недостаток: склонность к коррозии, приводящей к разрушению изделия и, соответственно, неработоспособности всей системы.

Один из способов защиты от этой угрозы – электрохимический, включающий катодную и анодную защиту трубопроводов; об особенностях и разновидностях катодной защиты будет рассказано ниже.

Определение электрохимической защиты

Электрохимическая защита трубопроводов от коррозии – процесс, осуществляемый при воздействии постоянного электрического поля на предохраняемый объект из металлов или сплавов. Поскольку обычно доступен для работы переменный ток, используются специальные выпрямители для преобразования его в постоянный.

В случае катодной защиты трубопроводов защищаемый объект путём подачи на него электромагнитного поля приобретает отрицательный потенциал, то есть делается катодом.

Соответственно, если ограждаемый от коррозии отрезок трубы становится «минусом», то заземление, подводящееся к нему, – «плюсом» (т.е. анодом).

Антикоррозионная защита по такой методике невозможна без присутствия электролитической, с хорошей проводимостью, среды. В случае обустройства трубопроводов под землёй её функцию выполняет грунт. Контакт же электродов обеспечивается путём применения хорошо проводящих электрический ток элементов из металлов и сплавов.

В ходе протекания процесса между средой-электролитом (в данном случае грунтом) и защищаемым от коррозии элементом возникает постоянная разница потенциалов, значение которой контролируется при помощи высоковольтных вольтметров.

Классификация методик электрохимической катодной защиты

Такой способ предупреждения коррозии был предложен в 20-х годах XIX века и поначалу использовался в судостроении: медные корпуса кораблей обшивались протекторами-анодами, значительно снижающими скорость корродирования металла.

Читайте также:  Установки для регенерации сточных вод

После того, как была установлена эффективность новой технологии, изобретение стало активно применяться в других областях промышленности. Через некоторое время оно было признано одним из самых эффективных способов защиты металлов.

В настоящее время используется два основных типа катодной защиты трубопроводов от коррозии:

  1. Самый простой способ: к металлическому изделию, требующему предохранения от коррозии, подводится внешний источник электрического тока. В таком исполнении сама деталь приобретает отрицательный заряд и становится катодом, роль же анода выполняют инертные, не зависящие от конструкции, электроды.
  2. Гальванический метод. Нуждающаяся в защите деталь соприкасается с защитной (протекторной) пластиной, изготавливаемой из металлов с большими значениями отрицательного электрического потенциала: алюминия, магния, цинка и их сплавов. Анодами в этом случае становятся оба металлических элемента, а медленное электрохимическое разрушение пластины-протектора гарантирует поддержание в стальном изделии требуемого катодного тока. Через более или менее долгое время, в зависимости от параметров пластины, она растворяется полностью.

Характеристики первого метода

Этот способ ЭХЗ трубопроводов, в силу простоты, наиболее распространён. Применятся он для предохранения крупных конструкций и элементов, в частности, трубопроводов подземного и наземного типов.

Методика помогает противостоять:

  • питтинговой коррозии;
  • коррозии из-за присутствия в зоне расположения элемента блуждающих токов;
  • коррозии нержавеющей стали межкристального типа;
  • растрескиванию латунных элементов вследствие повышенного напряжения.

Характеристики второго метода

Эта технология предназначается, в отличие от первой, в том числе для защиты изделий небольших размеров. Методика наиболее популярна в США, в то время как в Российской Федерации используется редко. Причина в том, что для проведения гальванической электрохимическая защита трубопроводов необходимо наличие на изделии изоляционного покрытия, а в России магистральные трубопроводы таким образом не обрабатываются.

Особенности ЭХЗ трубопроводов

Главной причиной выхода трубопроводов из строя (частичной разгерметизации или полного разрушения отдельных элементов) является коррозия металла. В результате образования на поверхности изделия ржавчины на его поверхности появляются микроразрывы, раковины (каверны) и трещины, постепенно приводящие к выходу системы из строя. Особенно эта проблема актуальна для труб, пролегающих под землёй и всё время соприкасающихся с грунтовыми водами.

Принцип действия катодной защиты трубопроводов от коррозии предполагает создание разности электрических потенциалов и реализуется двумя вышеописанными способами.

После проведения измерений на местности было установлено, что необходимый потенциал, при котором замедляется любой коррозионный процесс, составляет –0,85 В; у находящихся же под слоем земли элементов трубопровода его естественное значение равно –0,55 В.

Чтобы существенно замедлить процессы разрушения материалов, нужно добиться снижения катодного потенциала защищаемой детали на 0,3 В. Если добиться этого, скорость коррозии стальных элементов не будет превышать значений 10 мкм/год.

Одну из самых серьёзных угроз металлическим изделиям представляют блуждающие токи, то есть электрические разряды, проникающие в грунт вследствие работы заземлений линий энергопередачи (ЛЭП), громоотводов или передвижения по рельсам поездов. Невозможно определить, в какое время и где они проявятся.

Разрушающее воздействие блуждающих токов на стальные элементы конструкций проявляется, когда эти детали обладают положительным электрическим потенциалом относительно электролитической среды (в случае трубопроводов – грунта). Катодная методика сообщает защищаемому изделию отрицательный потенциал, в результате чего опасность коррозии из-за этого фактора исключается.

Оптимальным способом обеспечения контура электрическим током является использование внешнего источника энергии: он гарантирует подачу напряжения, достаточного для «пробивания» удельного сопротивления грунта.

Обычно в роли такого источника выступают воздушные линии энергопередачи с мощностями 6 и 10 кВт. В случае отсутствия на участке пролегания трубопровода ЛЭП следует использовать генераторы мобильного типа, функционирующие на газе и дизельном топливе.

Что нужно для катодной электрохимической защиты

Для обеспечения снижения коррозии на участках пролегания трубопроводов используются особые приспособления, называемые станциями катодной защиты (СКЗ).

Эти станции включают в себя следующие элементы:

  • заземление, выступающее в роли анода;
  • генератор постоянного тока;
  • пункт контроля, измерений и управления процессом;
  • соединительные приспособления (провода и кабели).

Станции катодной защиты вполне эффективно выполняют основную функцию, при подключении к независимому генератору или ЛЭП защищая одновременно несколько расположенных поблизости участков трубопроводов.

Регулировать параметры тока можно как вручную (заменяя трансформаторные обмотки), так и в автоматизированном режиме (в случае, когда в контуре имеются тиристоры).

Наиболее совершенной среди применяемых на территории РФ станций катодной защиты признаётся «Минерва-3000» (проект СКЗ по заказу «Газпрома» был создан французскими инженерами). Одна такая станция позволяет обеспечить безопасность около 30 км пролегающего под землей трубопровода.

  • высокий уровень мощности;
  • возможность быстрого восстановления после возникновения перегрузок (не более 15 секунд);
  • оснащённость необходимыми для контроля рабочих режимов узлами цифровой регулировки системы;
  • абсолютно герметичные ответственные узлы;
  • возможность контролировать функционирование установки удалённо, при подключении специального оборудования.

Вторая наиболее популярная в России СКЗ – «АСКГ-ТМ» (адаптивная телемеханизированная станция катодной защиты). Мощность таких станций меньше, чем упомянутых выше (от 1 до 5 кВт), но их возможности автоматического контроля работы улучшены за счёт наличия в исходной комплектации телеметрического комплекса с дистанционным управлением.

Обе станции требуют источника напряжения мощностью 220 В, управляются с помощью модулей GPRS и характеризуются достаточно скромными габаритами — 500×400×900 мм при весе 50 кг. Срок эксплуатации СКЗ – от 20 лет.

источник