Защита трубопроводных систем от коррозии - Курсовая работа

Самопроизвольное окисление металлов, вредное для промышленной практики (уменьшающее долговечность изделий), называется коррозией. Среда, в которой металл подвергается коррозии (коррозирует), называется коррозионной, или агрессивной. Трубопроводы и оборудование в процессе эксплуатации подвергаются процессу коррозии. Коррозия металла труб происходит как снаружи под воздействием почвенного электролита (в почве всегда находится влага и растворенные в ней соли), так и внутри, вследствие примесей влаги, сероводорода и солей, содержащихся в транспортируемом углеводородном сырье.Система отопления - это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты, необходимого для поддержания температуры на заданном уровне. Основные конструктивные элементы системы отопления: - теплоисточник (теплогенератор при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении) - элемент для получения теплоты; теплопроводы - элемент для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам; отопительные приборы - элемент для передачи теплоты в помещение. Системы отопления можно разделить: 1.В системах отопления может встречаться: - разрушение обогреваемых поверхностей изза перегрева, провоцируемого образованием накипи в воде;Образование накипи происходит изза того, что соли кальция и магния, растворенные в воде при температуре окружающей среды, подвергаются химическим изменениям при нагреве. Бикарбонат кальция трансформируется в карбонат кальция, воду и углекислый ангидрит, в то время как бикарбонат магния превращается в гидрат магния и углекислый ангидрит. Карбонат кальция и гидрат магния образуют твердые и нерастворимые отложения, с высоким показателем теплоизоляции: коэффициент теплообмена слоя известковых отложений толщиной 3 мм равен коэффициенту стальной пластины толщиной 250 мм!В природе железо не существует в чистом виде, а всегда в комбинированной форме и почти всегда связано с кислородом (оксид железа). После отвердевания в виде стали (в комбинации с другими элементами), железо пытается впитать кислород (из воздуха или из воды) для того, чтобы восстановить органическое равновесие (окисление). Сталь при контакте с водой, впитывает кислород, содержащийся в микропузырьках воздуха, образуя оксид железа Fe2O3 (ржавчину), имеющую характерный красноватый цвет. Постоянный процесс окисления приводит к уменьшению толщины металла вплоть до образования дыр.Коррозия под отложениями - это электрохимическое явление, обусловленное наличием посторонних тел в массе воды (песок, ржавчина и т.п.).Коррозия блуждающих токов - очень редкое явление, может появляться по причине различия электрических потенциалов между водой котла и металлической массой котла или трубопроводов (возникает эффект катода/анода).Данная коррозия возникает изза повышенной кислотности воды (PH <7) в связи с: - неправильным умягчением воды и присутствием в ней углекислого газа (который понижает значение PH). Углекислота легко освобождается в умягченной воде, а также возникает в результате образования известковых отложений.1) от электрохимической коррозии участков магистральных трубопроводов применяют при значительной удаленности их от источников электроснабжения, где применение катодной защиты экономически нецелесообразно, а также в местах неполной защиты участков трубопроводов катодными установками. Протекторные установки, состоящие из протектора, активатора, проводника и контрольно-измерительной колонки, применяют для защиты конусов переходов трубопроводов через железные и шоссейные дороги, конденсат-и водосборников и др. Их присоединяют к защищаемому сооружению металлического протектора (анодного электрода), имеющему более низкий электрохимический потенциал по сравнению с потенциалом металла, защищаемого в данной коррозионной среде. В результате этого образуется гальванический элемент "труба-протектор", в котором трубопровод является КАТОДОМ, протектор - АНОДОМ, а почва - электролитом.Расчет ГЗ сводится к определению: - силы тока в цепи гальванический анод - труба; Омическое сопротивление R представляет собой сумму сопротивлений растеканию тока ГА Ra, проводника, соединяющего ГА с трубой Rсп, и входного сопротивления трубопровода Rt: R = Ra Rсп Rt (2) Значение Rиз убывает во времени t, Rиз = Rиз (t), поэтому в уравнении (5) Rиз при расчете ГЗ следует в зависимости от задачи относить к моменту начала или конца эксплуатации ГА. Обычно основной вклад в величину R вносит сопротивление растеканию тока анода Ra, и чаще всего вместо уравнения (2) используют упрощенную формулу: R » Ra (8) Срок службы одиночного ГА, Т (годы), вычисляют по формуле: Т = G q hп hи / (Jcp · 8760), (14) где G - масса ГА (кг); q - теоретическая токоотдача материала анода, А.ч/кг (для магниевых анодов 2330 А.ч/кг); hп - к.п.д. анода (обычно принимают hп = 0,6 или по технической документации на анод); hи - коэффициент использования материала анода (обычно принимают hи = 0,90); Jcp (A) - средняя сил

Содержание

Введение

1. Системы отопления. Определение, характеристика

2. Коррозия в системах отопления

2.1 Отложение накипи

2.2 Кислородная коррозия

2.3 Коррозия под отложениями

2.4 Коррозия блуждающих токов

2.5 Общая и местная кислотные коррозии

3. Расчет протекторной защиты трубопроводов

3.1 Методика расчета протекторной защиты трубопровода

3.2 Расчет системы протекторной защиты

4. Расчет катодной защиты трубопроводов

4.1 Методика расчета катодной защиты трубопроводов

4.2 Пример расчета катодной защиты

5. Металлопластиковая труба. Описание, применение

Библиографический список

Самопроизвольное окисление металлов, вредное для промышленной практики (уменьшающее долговечность изделий), называется коррозией. Среда, в которой металл подвергается коррозии (коррозирует), называется коррозионной, или агрессивной.

Трубопроводы и оборудование в процессе эксплуатации подвергаются процессу коррозии.

Коррозия металла труб происходит как снаружи под воздействием почвенного электролита (в почве всегда находится влага и растворенные в ней соли), так и внутри, вследствие примесей влаги, сероводорода и солей, содержащихся в транспортируемом углеводородном сырье. Коррозия металлических сооружений наносит большой материальный и экономический ущерб. Она приводит к преждевременному износу агрегатов, установок, линейной части трубопроводов, сокращает межремонтные сроки оборудования, вызывает дополнительные потери транспортируемого продукта.

Успешная защита трубопроводных систем от коррозии может быть осуществлена при своевременном обнаружении коррозионных разрушений, определении их величины и выборе защитных мероприятий. В начальный период эксплуатации состояние трубопровода определяется качеством проектирования и строительства. Влияние этих факторов уменьшается во времени и доминирующее значение приобретают условия работы трубопровода. В процессе работы изменение технического состояния транспортной магистрали происходит под воздействием эксплуатационных факторов, одним из которых является коррозия внутренней и внешней поверхности труб. При электрохимической защите подземных трубопроводов требуется выполнять ряд измерений: разности потенциалов "труба-земля"; поляризационного потенциала на трубопроводе; величину коррозионной активности грунтов; состояние изоляционного покрытия. Перечисленные измерения позволяют оценить остаточный эксплуатационный ресурс труб с учетом эффекта старения металла.