RU146246U1

RU146246U1 - DEVICE FOR PROTECTING PIPELINES FROM CORROSION DESTRUCTION UNDER THE INFLUENCE OF LIGHTNING CURRENTS

Info

Publication number: RU146246U1
Application number: RU2013158379/06U
Authority: RU
Inventors: Фаниль Мухаметович Мустафин; Ксения Валерьевна Куценко; Бэй Вэй; Илья Александрович Шестаков; Рафаэль Салаватович Смаков; Раушана Фанилевна Мустафина
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-10-10

Abstract

Устройство для защиты трубопроводов от коррозионного разрушения под воздействием токов молнии, включающее подсоединенный при помощи изолированного токоотводящего провода непосредственно к трубопроводу заземлитель из металла меньшего сопротивления по отношению к металлу защищаемого трубопровода, с нанесенным защитным изоляционным покрытием, отличающееся тем, что защитное изоляционное покрытие нанесено на заземлитель в верхней и боковых его частях.A device for protecting pipelines from corrosion damage due to lightning currents, including an earthing conductor connected with an insulated current lead directly to the pipeline, from a metal of lower resistance to the metal of the pipeline being protected, with a protective insulating coating, characterized in that the protective insulating coating is applied to the ground electrode in the upper and lateral parts.

Description

Полезная модель относится к области защиты трубопроводов от коррозионного разрушения под воздействием токов молнии.The utility model relates to the field of protection of pipelines from corrosion damage under the influence of lightning currents.

При изучении уровня техники устройства для защиты трубопроводов от коррозионного действия токов молнии не выявлены. Авторами были проведены исследования, подтверждающие влияние токов молнии на развитие коррозионных процессов и необходимость устройства специальной защиты. Проведенные эксперименты с предлагаемым устройством для защиты трубопроводов от коррозионного разрушения под воздействием токов молнии показали, что коррозионное разрушение трубопроводов уменьшилось на 34,2%.When studying the prior art, devices for protecting pipelines from the corrosive effects of lightning currents were not identified. The authors conducted studies confirming the effect of lightning currents on the development of corrosion processes and the need for special protection. The experiments with the proposed device for protecting pipelines from corrosion damage under the influence of lightning currents showed that the corrosion damage to pipelines decreased by 34.2%.

Известны активные методы защиты трубопроводов от коррозионного разрушения, такие как катодная защита, протекторная защита, электродренажная защита трубопроводов. Данные методы неприменимы для предотвращения влияния токов молнии, так как катодная защита создает наложение потенциала на трубопровод и не способна отводить токи молнии; протекторная защита предназначена для создания анодной зоны в области протектора с целью предотвращения коррозионного разрушения металла трубы, но не способна отводить токи высоких значений; электродренажная защита предназначена для отвода блуждающих токов на сооружение их производящее и принцип ее действия не совместим с отводом токов высоких значений.Active methods are known for protecting pipelines from corrosion damage, such as cathodic protection, tread protection, and drainage protection of pipelines. These methods are not applicable to prevent the influence of lightning currents, since the cathodic protection creates an imposition of potential on the pipeline and is not able to divert lightning currents; tread protection is designed to create an anode zone in the tread region in order to prevent corrosion of the pipe metal, but is not able to divert high currents; electrodrainage protection is designed to divert stray currents to their production facility and the principle of its operation is not compatible with the discharge of high currents.

Известны конструкции молниеотводов для зданий и сооружений, предотвращающих прямые удары молний (ПУМ). Данные конструкции включают три основных конструктивных элемента: молниеприемник, токоотвод, заземлитель.Known designs of lightning rods for buildings and structures that prevent direct lightning strikes (PUM). These designs include three main structural elements: an air terminal, a down conductor, an earthing switch.

В частности для опасных производственных объектов, таких как резервуарные парки, в соответствии с РД-91.020.00-КТН-276-07 предлагаются конкретные схемы защиты резервуаров от ПУМ. Данные конструкции имеют различные схемы исполнений, с поставленной задачей защиты сооружений от ПУМ справляются удовлетворительно. Но для защиты трубопроводов применяться не могут, так как для осуществления этой задачи необходима несколько иная конструкция (отсутствие молниеприемника - его роль выполняет грунт; отсутствие токоотвода - с задачей токоотведения справляется металл трубопровода; заземление имеет иное конструктивное исполнение).In particular, for hazardous production facilities, such as tank farms, in accordance with RD-91.020.00-KTN-276-07, specific schemes for protecting tanks from PUM are proposed. These designs have various designs, with the task of protecting structures from PUM cope satisfactorily. But they cannot be used to protect pipelines, since for this task a slightly different design is needed (the absence of a lightning rod - soil plays its role; the absence of a down conductor - the metal of the pipeline copes with the down conductor function; grounding has a different design).

Близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является устройство для защиты трубопроводов от коррозионного разрушения под воздействием токов молнии, включающее подсоединенный непосредственно к трубопроводу заземлитель из металла меньшего сопротивления по отношению к металлу трубопровода (авторское свидетельство SU 250978 А, ВНИИ по строительству магистральных трубопроводов, опубликовано: 02.11.1970).A close technical solution to the proposed utility model is a device for protecting pipelines from corrosion damage under the influence of lightning currents, including an earthing switch connected directly to the pipeline from a metal of lower resistance to the pipeline metal (copyright certificate SU 250978 A, VNII for the construction of trunk pipelines, published: 11/02/1970).

Недостатком технического решения является содержание катодной станции, заземлителей и источника противопотенциала, что придает громоздкость и не обеспечивает надежной защиты трубопроводов от коррозии.The disadvantage of the technical solution is the content of the cathode station, grounding conductors and the source of the counter potential, which makes it cumbersome and does not provide reliable protection of pipelines from corrosion.

Прототипом предлагаемой полезной модели является устройство, включающее подсоединенный при помощи изолированного токоотводящего провода непосредственно к трубопроводу заземлитель из металла меньшего сопротивления по отношению к металлу защищаемого трубопровода, с нанесенным защитным изоляционным покрытием (Гроднев И.И. и др. Инженерно-технический справочник по электросвязи. Кабельные и воздушные линии связи, Москва, Связь, 1964, с.618-619).The prototype of the proposed utility model is a device that includes a ground electrode made of a metal of lower resistance connected to the metal of the protected pipeline with a protective insulating coating connected using an insulated current-conducting wire directly to the pipeline (Grodnev I.I. et al. Engineering and Telecommunications Engineering Guide. Cable and overhead communication lines, Moscow, Communications, 1964, p.618-619).

Недостатком прототипа является уменьшение эффективности и срока службы устройства за счет полной изоляции заземлителя.The disadvantage of the prototype is to reduce the efficiency and service life of the device due to the complete isolation of the ground electrode.

Задача предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности защиты трубопроводов от коррозии, происходящей в результате действия токов, натекающих на трубопровод от молниевых разрядов через земную поверхность.The objective of the proposed utility model is to increase the efficiency of protecting pipelines from corrosion resulting from the action of currents flowing into the pipeline from lightning discharges through the earth's surface.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для защиты трубопроводов от коррозионного разрушения под воздействием токов молнии, включающем подсоединенный при помощи изолированного токоотводящего провода непосредственно к трубопроводу заземлитель из металла меньшего сопротивления по отношению к металлу защищаемого трубопровода, с нанесенным защитным изоляционным покрытием, согласно полезной модели, защитное изоляционное покрытие нанесено на заземлитель в верхней и боковых его частях.The problem is solved in that in the device for protecting pipelines from corrosion damage under the influence of lightning currents, including an earthing conductor connected with an insulated current lead directly to the pipeline, from a metal of lower resistance with respect to the metal of the protected pipeline, with a protective insulating coating, according to a utility model , a protective insulating coating is applied to the ground electrode in its upper and lateral parts.

На фигуре представлено устройство для защиты трубопроводов от коррозионного разрушения под воздействием токов молнии, где 1 - стальной трубопровод, 2 - изолированный токоотводящий провод, 3 - заземлитель с меньшим электродным потенциалом, 4 - защитное изоляционное покрытие.The figure shows a device for protecting pipelines from corrosion damage under the influence of lightning currents, where 1 is a steel pipe, 2 is an insulated down conductor, 3 is a ground electrode with a lower electrode potential, 4 is a protective insulating coating.

Разряд молнии 5, ударяющий в грунт-молниеприемник 6, попадает на стальной трубопровод 1, имеющий минимальное сопротивление по отношению к окружающему грунту. Далее ток молнии движется по стальному трубопроводу 1 в сторону понижения рельефа местности и выходит из трубопровода по изолированному токоотводящему проводу 2 к центру земли через заземлитель с меньшим электродным потенциалом 3, на котором нанесено защитное изоляционное покрытие 4 в верхней и боковых его частях, установленный в самой нижней точке профиля рельефа местности. При этом интенсивно будет разрушаться сам заземлитель, а трубопровод разрушению не подвергнется. Также для увеличения эффективности работы заземлитель устанавливают на глубине нахождения водонасыщенных грунтов с низким сопротивлением растеканию токов 7.A lightning discharge 5, striking into the soil-air terminal 6, falls on a steel pipe 1, which has minimal resistance to the surrounding soil. Next, the lightning current moves along the steel pipe 1 in the direction of lowering the terrain and leaves the pipeline through an insulated current-conducting wire 2 to the center of the earth through an earthing switch with a lower electrode potential 3, on which a protective insulating coating 4 is applied in its upper and lateral parts, installed in the low point of the profile of the terrain. In this case, the ground electrode itself will be destroyed rapidly, and the pipeline will not be destroyed. Also, to increase the operating efficiency, the ground electrode system is installed at a depth of water-saturated soils with a low resistance to current spreading 7.

К существенным отличительным признакам предлагаемого устройства относится следующее. Для увеличения срока службы заземлителя применяется защитное изоляционное покрытие в верхней и боковых его частях. Также для увеличения эффективности работы заземлитель устанавливается на глубине нахождения водонасыщенных грунтов, имеющих низкое значение сопротивления растеканию токов. Заземлитель изготавливается из металла с меньшим электродным потенциалом по сравнению со стальным трубопроводом с целью снижения омическою сопротивления растеканию: из магния, цинка, алюминия или их сплавов, в том числе для исключения возможности коррозии стального трубопровода при нормальной эксплуатации, то есть при отсутствии молниевых разрядов.The essential distinguishing features of the proposed device include the following. To increase the service life of the ground electrode, a protective insulating coating is used in its upper and lateral parts. Also, to increase the operating efficiency, the ground electrode system is installed at a depth of water-saturated soils with a low resistance to current spreading. The earthing switch is made of metal with a lower electrode potential compared to a steel pipe in order to reduce the ohmic resistance to spreading: from magnesium, zinc, aluminum or their alloys, including to exclude the possibility of corrosion of the steel pipe during normal operation, that is, in the absence of lightning discharges.

Предлагаемое устройство для защиты трубопроводов от коррозионного разрушения под воздействием токов молнии позволит повысить эксплуатационную надежность трубопровода и увеличить срок его эксплуатации.The proposed device for protecting pipelines from corrosion damage under the influence of lightning currents will improve the operational reliability of the pipeline and increase its life.

Claims

A device for protecting pipelines from corrosion damage due to lightning currents, including an earthing conductor connected with an insulated current lead directly to the pipeline, from a metal of lower resistance to the metal of the pipeline being protected, with a protective insulating coating, characterized in that the protective insulating coating is applied to the ground electrode in the upper and lateral parts.