RU2746108C1

RU2746108C1 - Method of corrosion protection of underground pipeline

Info

Publication number: RU2746108C1
Application number: RU2020115893A
Authority: RU
Inventors: Олег Аркадьевич Гилёв; Максим Вячеславович Рогачев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазовой аппаратуры Анодъ"
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2021-04-07

Abstract

FIELD: electrochemistry; corrosion protection.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrochemical corrosion protection of extended objects with the help of cathodic protection stations (hereinafter – CPS). In the claimed method, numbers of all points of connection of the pipeline with CPS and all points of connection of the pipeline with control and measuring points (hereinafter – CMP) are entered in software of CPS controllers and software of control center controller. The minimum permissible values of the protective potential in the pipeline sections is set, which are necessary to ensure the cathodic protection of these sections from corrosion, taking into account the dimensions and material of the pipes and the geological conditions of their location. The value of the protective potential, output voltage and output current at the points of connection of the pipeline with the CPS and CMP are measured. The corrosion rate is measured on the CMP using a corrosion rate sensor located in the ground with a reference electrode. Information about the measurement results is transmitted to the controllers of the CPS control units and to the controller of the control center. After analyzing the measurement results, the connection points are identified where the value of the protective potential on the pipeline is lower than the set permissible value. Automatic redistribution of the protective potential values in the pipeline sections is carried out, and the protective potential value is automatically increased to the set permissible value in the sections with the protective potential below the permissible one.

EFFECT: increased efficiency of the corrosion protection system, improved manufacturability of the pipeline condition monitoring and its protection, reduced energy consumption of the pipeline protection process.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимической защиты от коррозии протяженных объектов, в частности, к защите подземных трубопроводов с помощью станций катодной защиты, включающей анализ состояния защитного покрытия трубопровода.The invention relates to the field of electrochemical corrosion protection of extended objects, in particular, to the protection of underground pipelines using cathodic protection stations, including the analysis of the state of the protective coating of the pipeline.

Известен способ непрерывного контроля прочности защитного покрытия на подземных металлических конструкциях по патенту ЕР 0411689, C23F 13/04, 1991. Способ контроля прочности защитного покрытия на подземных металлических конструкциях, подвергнутых катодной защите, основан на измерении электрического сопротивления объекта. Способ включает изменение наложенного тока катодной защиты и измерение соответствующего изменения потенциала из-за падения сопротивления. Причем значение сопротивления получают из отношения изменения потенциала к изменению тока. Недостатком является сложность определения мест повреждения изоляции трубопровода в режиме реального времени, высокие трудозатраты и энергозатраты на устранение повреждений изоляции трубопровода.There is a method of continuous monitoring of the strength of a protective coating on underground metal structures according to patent EP 0411689, C23F 13/04, 1991. A method of monitoring the strength of a protective coating on underground metal structures subjected to cathodic protection is based on measuring the electrical resistance of an object. The method includes changing the superimposed cathodic protection current and measuring the corresponding change in potential due to the resistance drop. Moreover, the resistance value is obtained from the ratio of the potential change to the current change. The disadvantage is the complexity of determining the locations of damage to the pipeline insulation in real time, high labor and energy costs to eliminate damage to the pipeline insulation.

Известен способ контроля состояния изоляционного покрытия в процессе эксплуатации подземного магистрального трубопровода по патенту РФ на изобретение №2221190, F16L 58/02, 2004. Способ включает контроль состояния изоляционного покрытия подземного магистрального трубопровода путем измерения электрического параметра. В качестве параметра измеряют электрическое сопротивление "датчик утечки - общий электрод" в цепи элементов устройства, при этом по уменьшению электрического сопротивления с 108÷1015 до 102÷105 Ом судят об изменении адгезионных характеристик заводского полиэтиленового антикоррозионного покрытия и термоусаживающейся манжеты. Недостатком является невысокая эффективность электрохимической защиты, которая обусловлена сложностью регулирования электрических характеристик для уменьшения влияния повреждений изоляционного покрытия, высокой энергозатратностью способа, сложностью измерений характеристик в полевых условиях и сложностью обслуживания трубопровода.A known method for monitoring the state of the insulating coating during the operation of an underground main pipeline according to the RF patent for invention No. 2221190, F16L 58/02, 2004. The method includes monitoring the state of the insulating coating of an underground main pipeline by measuring an electrical parameter. The electrical resistance "leakage sensor - common electrode" in the circuit of the device's elements is measured as a parameter, while the decrease in electrical resistance from 108 ÷ 1015 to 102 ÷ 105 Ohm is judged on the change in the adhesive characteristics of the factory polyethylene anticorrosive coating and heat-shrinkable cuff. The disadvantage is the low efficiency of electrochemical protection, which is due to the complexity of the regulation of electrical characteristics to reduce the effect of damage to the insulating coating, the high energy consumption of the method, the complexity of measuring the characteristics in the field and the complexity of pipeline maintenance.

Известен способ катодной защиты подземного стального трубопровода по патенту РФ на изобретение №2671224, С23F 13/02, 20018. Способ катодной защиты подземного стального трубопровода, включает чередование контрольного и рабочего циклов, при этом в течение контрольного цикла снимают поляризационную кривую зависимости защитного потенциала участка трубопровода, расположенного в непосредственной близости от катодной станции. Определяют верхний и нижний пределы регулирования защитного потенциала от логарифма выходного тока катодной станции, выбирают значение, находящееся между верхним и нижним пределами регулирования потенциала. На протяжении последующего рабочего цикла поддерживают значение защитного потенциала вблизи нижнего предела регулирования. В контрольном цикле перед процедурой снятия поляризационной кривой осуществляют дистанционную катодную поляризацию наиболее удаленных участков трубопровода, расположенных на границах защитной зоны катодной станции, до нормированного значения (-0,85 В) при отсутствии выходного тока катодной станции с помощью расположенных вблизи измерительных пунктов. Измерительные пункты при этом содержат измеритель потенциала, датчик потенциала, протектор, размыкатель, автономный источник питания и приемопередатчик. Значение катодного потенциала (-0,85 В), до которого поляризуют наиболее удаленные участки трубопровода, принимают в качестве нижнего предела диапазона регулирования защитного потенциала. Недостатком является низкая эффективность электрохимической защиты, обусловленная тем, что оптимальные параметры поддерживают не на всем участке защиты каждой отдельной станции катодной защиты, а только в непосредственной близости от нее. При анализе не учитывают особенности удаленных участков, на которых наиболее велика вероятность снижения защитного потенциала вследствие потерь. Низкая эффективность защиты трубопровода вызвана так же чередованием рабочих циклов с контрольными циклами, во время которых не происходит электрохимическая защита объекта. Кроме того, для прерывания защиты необходимо использование управляемого размыкателя, т.е. прерывателя тока станции. Прерывание работы станции снижает возможности регулирования и эффективность ее работы.There is a known method of cathodic protection of an underground steel pipeline according to the RF patent for invention No. 2671224, C23F 13/02, 20018. The method of cathodic protection of an underground steel pipeline includes alternating control and operating cycles, while during the control cycle, the polarization curve of the dependence of the protective potential of the pipeline section is removed located in the immediate vicinity of the cathode station. The upper and lower limits of the regulation of the protective potential from the logarithm of the output current of the cathode station are determined, a value is selected that lies between the upper and lower limits of the regulation of the potential. During the subsequent operating cycle, the value of the protective potential is maintained near the lower regulation limit. In the control cycle, before the procedure for removing the polarization curve, remote cathodic polarization of the most remote sections of the pipeline located at the boundaries of the protective zone of the cathode station is carried out to the normalized value (-0.85 V) in the absence of the output current of the cathode station using measuring points located near. In this case, the measuring points contain a potential meter, a potential sensor, a protector, a breaker, an autonomous power supply and a transceiver. The value of the cathodic potential (-0.85 V), to which the most remote sections of the pipeline are polarized, is taken as the lower limit of the protective potential control range. The disadvantage is the low efficiency of electrochemical protection, due to the fact that the optimal parameters are maintained not throughout the protection area of each individual cathodic protection station, but only in the immediate vicinity of it. The analysis does not take into account the features of remote areas, where the probability of a decrease in the protective potential due to losses is greatest. The low efficiency of pipeline protection is also caused by the alternation of operating cycles with control cycles, during which there is no electrochemical protection of the object. In addition, to interrupt the protection, it is necessary to use a controllable circuit breaker, i.e. station current breaker. The interruption of plant operation reduces the control capabilities and the efficiency of its operation.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран аппаратно-программный комплекс мониторинга коррозионной защиты подземных сооружений по патенту РФ на изобретение №2580610, F17D 5/00, 2015. В процессе мониторинга измеряют показания с помощью датчиков изменения рабочих физических параметров, характеризующих техническое состояние подземного сооружения. С помощью набора датчиков, размещенных в непосредственной близости от трубопровода на стойках мониторинга, расположенных вдоль всего контролируемого участка подземного сооружения, ведется постоянный мониторинг за коррозионным состоянием подземного сооружения. Опрос оборудования каждой стойки мониторинга производится с персональной периодичностью, по программе опроса, которая записывается в соответствующем программируемом контроллере. Происходит накопление результатов измерений от разных датчиков за выбранный период времени. Процессоры программируемых контроллеров стоек собирают информацию, преобразованную в цифровой вид, и выдают результаты измерений, которые поступают в комплект модемов и далее в приемопередающую антенну для варианта беспроводного канала связи, или обеспечивается ручной съем данных непосредственно на стойках мониторинга. Передачу данных по различным каналам проводной или беспроводной связи осуществляют в штатном режиме или в режиме дистанционного управления. С устанавливаемой пользователем периодичностью дистанционно контролируют весь комплекс электрических параметров коррозионной среды, в которой находятся одно или несколько подземных сооружений, передают в режиме реального времени данные от системы измерений и обработанные результаты измерений на автоматизированное рабочее место оператора центра мониторинга и управления. Недостатком является невысокая эффективность системы коррозионной защиты подземных сооружений, связанная со сложностью и длительностью накопления, преобразования и снятия результатов измерений, с использованием ручного съема данных со стоек мониторинга, со сложностью управления электрическими характеристиками коррозионной защиты, а также с высокой энергоемкостью использования аппаратно-программного комплекса мониторинга.As the closest analogue to the claimed technical solution, a hardware and software complex for monitoring the corrosion protection of underground structures was selected according to the RF patent for invention No. 2580610, F17D 5/00, 2015. In the process of monitoring, the readings are measured using sensors of changes in the working physical parameters characterizing the technical condition of the underground structure ... With the help of a set of sensors located in the immediate vicinity of the pipeline on monitoring posts located along the entire monitored section of the underground structure, the corrosion condition of the underground structure is continuously monitored. The equipment of each monitoring rack is polled at a personal frequency, according to the polling program, which is recorded in the corresponding programmable controller. There is an accumulation of measurement results from different sensors for the selected period of time. Processors of programmable rack controllers collect information converted into digital form and provide measurement results, which are fed to a set of modems and then to a transmit-receive antenna for a wireless communication channel, or manual data collection is provided directly at the monitoring racks. Data transmission via various wired or wireless communication channels is carried out in the normal mode or in the remote control mode. The entire complex of electrical parameters of the corrosive environment in which one or several underground structures are located is remotely monitored at a user-defined frequency, data from the measurement system and processed measurement results are transmitted in real time to the automated workstation of the operator of the monitoring and control center. The disadvantage is the low efficiency of the corrosion protection system of underground structures, associated with the complexity and duration of the accumulation, conversion and removal of measurement results, using manual data retrieval from the monitoring racks, with the complexity of controlling the electrical characteristics of corrosion protection, as well as with high energy consumption of the hardware and software complex. monitoring.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности работы системы коррозионной защиты за счет повышения технологичности процессов контроля состояния трубопровода и его защиты, и за счет снижения энергоемкости процесса защиты трубопровода.The technical result of the claimed invention is to improve the efficiency of the corrosion protection system by increasing the manufacturability of processes for monitoring the state of the pipeline and its protection, and by reducing the energy consumption of the process of protecting the pipeline.

Технический результат достигается за счет того, что в способе защиты от коррозии подземного трубопровода, включающем подачу защитного напряжения на трубопровод от станций катодной защиты, расположенных вдоль трубопровода, соединение трубопровода с контрольно-измерительными пунктами, установленными вдоль трубопровода, измерение электрических характеристик на трубопроводе, передачу измеренных данных в центр управления, анализ полученных данных, корректировку работы станций катодной защиты, согласно изобретению, в программное обеспечение контроллеров станций катодной защиты и в программное обеспечение контроллера центра управления заводят номера всех точек соединения трубопровода со станциями катодной защиты и всех точек соединения трубопровода с контрольно-измерительными пунктами, устанавливают минимально допустимые значения величины защитного потенциала на участках трубопровода, необходимые для обеспечения катодной защиты этих участков от коррозии с учетом габаритов и материала труб трубопровода, параметров грунта, проводят измерения величины защитного потенциала, выходного напряжения, выходной силы тока в точках соединения трубопровода со станциями катодной защиты и с контрольно-измерительными пунктами, на контрольно-измерительных пунктах измеряют скорость коррозии с помощью датчика скорости коррозии, который расположен в земле вместе с электродом сравнения, передают информацию о результатах измерений на контроллеры блоков управлений станций катодной защиты и на контроллер центра управления, проводят анализ результатов измерений во всех точках соединения, выявляют точки соединения, в которых величина защитного потенциала на трубопроводе ниже или выше установленного допустимого значения, проводят автоматическое перераспределение величин защитного потенциала на участках трубопровода, при этом автоматически повышают величину защитного потенциала до минимального установленного допустимого значения на выявленных участках с защитным потенциалом ниже допустимого и понижают величину защитного потенциала до минимально допустимого значения на выявленных участках с защитным потенциалом выше допустимого.The technical result is achieved due to the fact that in the method of protection against corrosion of an underground pipeline, including the supply of protective voltage to the pipeline from cathodic protection stations located along the pipeline, the connection of the pipeline with control points installed along the pipeline, measurement of electrical characteristics on the pipeline, transmission the measured data to the control center, analysis of the data obtained, correction of the operation of cathodic protection stations, according to the invention, numbers of all points of connection of the pipeline with cathodic protection stations and all points of connection of the pipeline with control - measuring points, establish the minimum permissible values of the protective potential in the pipeline sections, necessary to ensure the cathodic protection of these sections from corrosion, taking into account the dimensions and material of the pipes pipeline, soil parameters, measure the value of the protective potential, output voltage, output current at the points of connection of the pipeline with cathodic protection stations and with control and measuring points, at control points measure the corrosion rate using a corrosion rate sensor, which is located in the ground together with the reference electrode, they transmit information about the measurement results to the controllers of the control units of cathodic protection stations and to the controller of the control center, analyze the measurement results at all connection points, identify the connection points at which the value of the protective potential on the pipeline is lower or higher than the set permissible value, carry out an automatic redistribution of the values of the protective potential in the pipeline sections, while automatically increasing the value of the protective potential to the minimum set permissible value in the identified sections with the protective potential below the permissible and lower the value of the protective potential to the minimum permissible value in the identified areas with the protective potential above the permissible.

Повышение технологичности процесса контроля состояния трубопровода и процесса его защиты обеспечивается за счет нумерации всех точек дренажа, т.е., всех точек соединения трубопровода со станциями катодной защиты (СКЗ) и всех точек соединения трубопровода с контрольно-измерительными пунктами, за счет нумерации всех СКЗ и за счет введения этих номеров в программное обеспечение контроллеров станций катодной защиты и в программное обеспечение контроллера центра управления. СКЗ устанавливают вдоль защищаемого трубопровода через каждые 10 км, контрольно-измерительные пункты (КИПы) устанавливают над трубопроводом через каждые 500 метров. В местах пересечения трубопровода с эстакадами, железной дорогой, ЛЭП и т.д., КИПы устанавливают с двух сторон от препятствия. Введение номеров в программные обеспечения и СКЗ, и центра управления, позволяет отслеживать состояние качества изоляции трубопровода на всей его длине, в том числе, на участках, наиболее удаленных от станций катодной защиты, на которых падение защитного потенциала наиболее вероятно. Проведение постоянных измерений величины защитного потенциала, выходного напряжения и выходной силы тока во всех точках дренажа и передача информации о результатах измерений на контроллеры блоков управлений СКЗ и на контроллер центра управления позволяет создавать полную картину состояния защищаемого объекта по всей его длине в режиме реального времени, без потерь времени на выезды для снятия показаний со стоек мониторинга. Это в свою очередь позволяет с помощью программного обеспечения своевременно выявить участки, на которых произошло падение значений защитных параметров ниже допустимого предела и не допустить длительного воздействия коррозии на участок трубопровода с поврежденной изоляцией. Быстрое автоматическое повышение значения защитного потенциала на участках с защитным напряжением ниже допустимого за счет автоматического перераспределения защитного потенциала между участками трубопровода с помощью программного обеспечения позволяет снизить потери защитного тока и повысить эффективность работы системы защиты от коррозии. Повышение эффективности работы системы коррозионной защиты обеспечивается и за счет того, что при подключении участков трубопровода к станциям катодной защиты на каждом участке устанавливают минимальную допустимую для этого участка величину защитного потенциала. Минимальную допустимую величину защитного напряжения на каждом отдельном участке защищаемого трубопровода определяют исходя из габаритов трубопровода на данном участке, материала тела трубы, материала изоляции и параметров грунта. Возможность работы системы ЭХЗ на нижних допустимых значениях параметров защитного тока обеспечивается возможностью автоматического мониторинга защитных параметров, возможностью быстрой автоматической передачей данных, возможностью автоматического анализа состояния всех участков в совокупности, быстрым автоматическим перераспределением защитного потенциала между участками трубопровода. Данные возможности обеспечиваются использованием программного обеспечения блоков управления СКЗ и центра управления. Повышение эффективности происходит за счет снижения энергоемкости на каждом участке вдоль всей длины трубопровода. Снижение энергоемкости достигается за счет установки минимальных значений параметров защитного тока и в количественном выражении определяется разностью между средним значением защитного потенциала и его минимальным допустимым значением, выбранным для каждого участка. Таким образом, эффективность процесса антикоррозионной защиты повышается за счет улучшения его технологичности и за счет снижения энергоемкости.Improving the manufacturability of the process of monitoring the state of the pipeline and the process of its protection is ensured by numbering all drainage points, i.e., all points of connection of the pipeline with cathodic protection stations (RPS) and all points of connection of the pipeline with control and measuring points, due to the numbering of all RPS and by introducing these numbers into the software of the controllers of the cathodic protection stations and into the software of the controller of the control center. SKZ are installed along the protected pipeline every 10 km, control and measuring points (instrumentation) are installed above the pipeline every 500 meters. At the intersection of the pipeline with overpasses, railways, power lines, etc., instrumentation is installed on both sides of the obstacle. The introduction of numbers into the software of both the RMS and the control center makes it possible to monitor the state of the insulation quality of the pipeline along its entire length, including in the sections farthest from the cathodic protection stations, where the drop in the protective potential is most likely. Conducting continuous measurements of the protective potential value, output voltage and output current at all drainage points and transferring information about the measurement results to the controllers of the SKZ control units and to the controller of the control center allows you to create a complete picture of the state of the protected object along its entire length in real time, without loss of time on visits to take readings from the monitoring racks. This, in turn, allows using the software to timely identify areas where the values of protective parameters have fallen below the permissible limit and prevent prolonged exposure to corrosion on the pipeline section with damaged insulation. The rapid automatic increase in the value of the protective potential in sections with a protective voltage below the permissible value due to the automatic redistribution of the protective potential between sections of the pipeline using the software helps to reduce the loss of protective current and increase the efficiency of the corrosion protection system. An increase in the efficiency of the corrosion protection system is also ensured due to the fact that when connecting pipeline sections to cathodic protection stations, the minimum allowable value of the protective potential for this section is set at each section. The minimum permissible value of the protective voltage at each separate section of the protected pipeline is determined based on the dimensions of the pipeline in this section, the material of the pipe body, the insulation material and soil parameters. The ability of the ECP system to operate at the lower permissible values of the protective current parameters is provided by the ability to automatically monitor the protective parameters, the ability to quickly automatically transfer data, the ability to automatically analyze the state of all sections in aggregate, and to quickly redistribute the protective potential between the pipeline sections. These capabilities are provided using the software of the RMS control units and the control center. The increase in efficiency occurs by reducing the energy intensity at each section along the entire length of the pipeline. Reducing the energy consumption is achieved by setting the minimum values of the parameters of the protective current and is quantitatively determined by the difference between the average value of the protective potential and its minimum allowable value selected for each section. Thus, the efficiency of the anticorrosive protection process is increased by improving its manufacturability and by reducing energy consumption.

На фигуре 1 схематично представлена система электрохимической коррозионной защиты одного из участков трубопровода.Figure 1 schematically shows the system of electrochemical corrosion protection of one of the sections of the pipeline.

На фигуре 2 представлено распределение защитного потенциала на участке трубопровода.Figure 2 shows the distribution of the protective potential in the pipeline section.

Система электрохимической коррозионной защиты участка трубопровода 6 содержит общий для всех участков центр управления 1 с контроллером и программным обеспечением, систему передачи данных 2, включающую линии связи или каналы передачи данных, станцию катодной защиты (СКЗ) 3, контрольно-измерительные пункты (КИП) 4, точки соединения 5 трубопровода 6 с СКЗ 3 и КИПами 4, так называемые точки дренажа. Система передачи данных 2 связывает между собой центр управления 1, СКЗ 3, КИПы 4.The system of electrochemical corrosion protection of the pipeline section 6 contains a control center 1 common for all sections with a controller and software, a data transmission system 2, including communication lines or data transmission channels, a cathodic protection station (SKZ) 3, control and measuring points (KIP) 4 , points of connection 5 of pipeline 6 with SKZ 3 and instrumentation 4, the so-called drainage points. Data transmission system 2 connects the control center 1, SKZ 3, instrumentation 4.

Способ защиты от коррозии подземного трубопровода осуществляют следующим образом.The method of protection against corrosion of an underground pipeline is as follows.

Всем СКЗ 3 и всем точкам соединения 5 присваивают индивидуальные номера. СКЗ 3 устанавливают вдоль защищаемого трубопровода через каждые 10 км, КИПы 4 устанавливают над трубопроводом через каждые 500 метров. В местах пересечения трубопровода с эстакадами, железной дорогой, ЛЭП и т.д., КИПы 4 устанавливают с двух сторон от препятствия. Номера всех СКЗ 3 и всех точек соединения 5 с трубопроводом 6 как от СКЗ 3, так и от КИПов 4 вводят в компьютерные программы, установленные в контроллере центра управления 1 и в контроллере каждой СКЗ 3. Программное обеспечение СКЗ 3 необходимо для измерения необходимых параметров, передачи полученных значений в центр управления 1, приема команд из центра управления 1, управления параметрами, необходимыми для электрохимической защиты трубопровода 6. Программное обеспечение центра управления 1 необходимо для приема информации о значениях измеряемых на СКЗ 3 параметров, проведения анализа полученных данных, формирования решения о корректировке значений параметров электрохимической защиты, передачи управляющих сигналов на СКЗ 3. Для участков трубопроводов, относящихся к каждой конкретной СКЗ 3 определяют допустимую силу тока и минимальное допустимое значение защитного потенциала. При определении допустимых значений параметров используют нормативные документы и учитывают диаметр и толщину стенки трубы, длину участка, защищаемого СКЗ 3, материал трубы и материал, и марку изоляции, параметры грунта, в котором располагается данный участок трубопровода 6. Основным параметром грунта является его удельное сопротивление. Концы защищаемых участков трубопровода от одной СКЗ перекрывают действием защиты на них от соседних СКЗ. Это делают для усиления защиты наиболее удаленных от СКЗ участков, т.к., известно, что на них происходит затухание защитного потенциала, подаваемого от СКЗ, вследствие потерь. Защитный потенциал затухает, во-первых, из-за сопротивления металла трубы. Чем дальше участок трубопровода находится от СКЗ 3, тем выше сопротивление трубы. Во-вторых, защитный потенциал затухает из-за сопротивления грунта, поскольку ток от заземлителя проходит разное расстояние до точки дренажа и до конца участка трубопровода одной СКЗ 3. На участки трубопровода от всех СКЗ 3, размещенных вдоль него, подают защитный ток в точках 5 его соединения с СКЗ 3. При этом устанавливают минимально допустимое значение защитного потенциала U_з.п, выбранное из диапазона значений, определенных как допустимые, для данного участка. Например, для участка трубопровода определен диапазон значений защитного напряжения в пределах от 0,86 до 1,5В. В обычной практике использования СКЗ на защищаемый объект подают среднее значение из этого диапазона -1,1В для. Это среднее значение выбирают для гарантированной защиты с учетом возможного падения потенциала на участке в случае повреждения изоляции трубопровода. В заявляемом же способе на защищаемый трубопровод подают защитный потенциал, имеющий минимально допустимое значение для этого участка U_з.п=0,86В. Так же устанавливают в точках соединения 5 трубопровода 6 с СКЗ 3 минимально допустимое значение выходной силы тока I_вых для участка, соответствующего данной СКЗ 3. Из-за большого количества защищаемых участков на протяженном защищаемом трубопроводе 6 установка минимальных значений защитных параметров дает значительную экономию энергоресурсов. Далее в процессе работы системы электрохимической защиты трубопровода в режиме постоянного мониторинга в точках соединения 5 проводят измерения величин защитного потенциала U_з.п., выходного напряжения U_вых и выходной силы тока I_вых. Выходное напряжение U_вых и выходную силу тока I_вых. измеряют на самой станции СКЗ 3. На КИПах 4 получают два параметра измерений на участке - скорость коррозии и защитный потенциал U_з.п.. Защитный потенциал U_з.п. измеряют с помощью электрода сравнения ЭНЕС. Скорость коррозии измеряют с помощью датчика скорости коррозии, который расположен в земле вместе с ЭНЕС. Могут использовать датчик скорости коррозии любого типа, например блок пластин индикаторов БПИ.All VMS 3 and all connection points 5 are assigned individual numbers. SKZ 3 is installed along the protected pipeline every 10 km, instrumentation 4 is installed above the pipeline every 500 meters. At the intersection of the pipeline with overpasses, railways, power lines, etc., instrumentation 4 is installed on both sides of the obstacle. The numbers of all SKZ 3 and all points of connection 5 with pipeline 6 from both SKZ 3 and instrumentation 4 are entered into the computer programs installed in the controller of the control center 1 and in the controller of each SKZ 3. Software SKZ 3 is necessary to measure the required parameters, transmitting the obtained values to the control center 1, receiving commands from the control center 1, controlling the parameters necessary for the electrochemical protection of the pipeline 6. The software of the control center 1 is necessary to receive information about the values of the parameters measured at the RMS 3, analyze the data obtained, and form a decision on correction of the values of the parameters of electrochemical protection, transmission of control signals to the RMS 3. For the sections of pipelines related to each specific RMS 3, the permissible current and the minimum permissible value of the protective potential are determined. When determining the permissible values of the parameters, normative documents are used and take into account the diameter and thickness of the pipe wall, the length of the section protected by SKZ 3, the pipe material and material, and the grade of insulation, the parameters of the soil in which this section of the pipeline is located 6. The main parameter of the soil is its resistivity ... The ends of the protected sections of the pipeline from one RPS are blocked by the action of protection on them from the neighboring RPS. This is done to enhance the protection of the areas most distant from the RMS, since it is known that the attenuation of the protective potential supplied from the RMS occurs on them due to losses. The protective potential is attenuated, firstly, due to the resistance of the pipe metal. The further the section of the pipeline is from the RMS 3, the higher the resistance of the pipe. Secondly, the protective potential is attenuated due to the resistance of the soil, since the current from the ground electrode passes a different distance to the drainage point and to the end of the pipeline section of one SKZ 3. Protective current is supplied to the pipeline sections from all SKZ 3 located along it at points 5 its connection with the RMS 3. At the same time, the minimum permissible value of the protective potential U _{z.p is set} , selected from the range of values determined as permissible for this section. For example, for a section of a pipeline, a range of protective voltage values is defined in the range from 0.86 to 1.5V. In the usual practice of using the RMS, an average value from this range of -1.1V is supplied to the protected object. This average value is chosen for guaranteed protection, taking into account the potential drop in the section in the event of damage to the pipeline insulation. In the claimed method, a protective potential is supplied to the protected pipeline, which has the minimum permissible value for this section U _z.p = 0.86V. Also, at the points of connection 5 of the pipeline 6 with the RMS 3, the minimum permissible value of the output current I _out for the section corresponding to this RMS 3. Due to the large number of protected sections on the long protected pipeline 6, setting the minimum values of the protective parameters gives significant energy savings. Further, in the process of operation of the electrochemical protection system of the pipeline in the continuous monitoring mode at the points of connection 5, measurements of the values of the protective potential U _{z.p. are carried out.} , output voltage U _out and output current I _out . Output voltage U _out and output current I _out . measured at the station itself SKZ 3. On instrumentation 4 get two measurement parameters on the site - the corrosion rate and the protective potential U _z.p. ... Protective potential U _z.p. measured using an ENES reference electrode. The corrosion rate is measured with a corrosion rate sensor located in the ground with ENES. Any type of corrosion rate sensor can be used, for example, a block of indicator plates BPI.

При помощи средств телеметрии по линиям связи или по каналам передачи данных системы передачи данных 2 передают результаты измерений на контроллеры СКЗ 3 и на контроллер центра управления 1. С помощью программного обеспечения производят анализ полученных данных в блоке управления СКЗ 3 и в центре управления 1. Оценивают степень затухания защитного потенциала к концу каждого участка защищаемого трубопровода 6 каждой конкретной СКЗ. Анализируют данные, полученные в точках 5 дренажа СКЗ и в точках дренажа 5 КИПов, обращая особое внимание на концы защитных зон, смежные с соседними защищаемыми участками. Согласно алгоритму, частично основанному на Инструкции по контролю состояния изоляции законченных строительством участков трубопроводов катодной поляризацией ВСН 2-28-76, частично основанному на иных нормативных документах, сопоставляют полученные данные с данными по габаритам объекта, марки изоляции, параметрам грунта. С помощью программного обеспечения делают выводы о состоянии изоляционного покрытия участка, основываясь на выводах по вышеуказанному алгоритму и на основании сравнительного анализа защитного потенциала всех участков на всей длине трубопровода 6. Выявляют участки с резким падением значения величины защитного потенциала U_з.п, на которых могло произойти механическое повреждение изоляции трубопровода 6, изменение состояния грунта вследствие погодных изменении или технических работ и т.д. Выявляют участки, на которых значение величины защитного потенциала U_з.п выше допустимого диапазона значений, определенного для данного участка. На основании результатов проведенного анализа с помощью автоматической системы регулирования, элементы которой установлены в блоке управления СКЗ 3 и в центре управления 1, проводят автоматическое перераспределение величин защитного потенциала между участками трубопровода 6. На выявленных участках с резким падением защитного потенциала ниже определенного допустимого предела автоматически увеличивают значение Uз.п за счет перераспределения напряжения между участками, следя одновременно, за тем, что бы на соседних участках защитный потенциал Uз.п не выходил за установленный диапазон. На выявленных участках с защитным потенциалом выше допустимого понижают величину защитного потенциала до минимально допустимого значения Uз.п. Увеличение защитного потенциала на участках с поврежденной изоляцией является временным, позволяющим с минимальными затратами энергоресурсов защитить трубопровод 6 от необратимого разрушения до проведения ремонтных работ. Заявляемый способ сбора, обработки и использования полученных данных о качестве изоляции трубопровода 6 позволяет производить планирование работ по обследованию и планово-предупредительному ремонту защищаемого трубопровода 6.With the help of telemetry means via communication lines or data transmission channels, data transmission systems 2 transmit the measurement results to the SKZ 3 controllers and to the controller of the control center 1. Using the software, the data obtained are analyzed in the control unit of the SKZ 3 and in the control center 1. Evaluate the degree of attenuation of the protective potential at the end of each section of the protected pipeline 6 for each specific RMS. Analyze the data obtained at the 5 drainage points of the RMS and at the drainage points of the 5 instrumentation, paying particular attention to the ends of the protection zones adjacent to the adjacent protected areas. According to the algorithm, partially based on the Instructions for monitoring the insulation state of completed pipelines with cathodic polarization VSN 2-28-76, partially based on other regulatory documents, the data obtained are compared with data on the dimensions of the object, insulation grade, soil parameters. With the help of the software, conclusions are drawn about the state of the insulating coating of the section, based on the conclusions according to the above algorithm and on the basis of a comparative analysis of the protective potential of all sections along the entire length of the pipeline 6. Sections with a sharp drop in the value of the protective potential U _z.p , on which could mechanical damage to the insulation of the pipeline 6, a change in the state of the soil due to weather changes or technical work, etc. Areas are identified where the value of the value of the protective potential U _{z.p is} higher than the permissible range of values determined for this area. Based on the results of the analysis, using an automatic control system, the elements of which are installed in the control unit SKZ 3 and in the control center 1, an automatic redistribution of the values of the protective potential between sections of the pipeline is carried out. the value of Uz.p due to the redistribution of voltage between the sections, while watching at the same time, so that in neighboring sections the protective potential of Uz.p does not go beyond the set range. In the identified areas with a protective potential above the permissible value, the value of the protective potential is lowered to the minimum permissible value Uz.p. The increase in the protective potential in areas with damaged insulation is temporary, allowing, with minimal energy consumption, to protect the pipeline 6 from irreversible destruction before repair work. The inventive method for collecting, processing and using the obtained data on the quality of the pipeline 6 insulation allows planning of work on the inspection and scheduled preventive maintenance of the protected pipeline 6.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность работы системы коррозионной защиты за счет повышения технологичности процессов контроля состояния трубопровода и его защиты, и за счет снижения энергоемкости процесса защиты трубопровода.Thus, the claimed invention improves the efficiency of the corrosion protection system by increasing the manufacturability of the processes for monitoring the state of the pipeline and its protection, and by reducing the energy consumption of the process of protecting the pipeline.

Claims

A method of protection against corrosion of an underground pipeline, including supplying a protective voltage to the pipeline from cathodic protection stations located along the pipeline, connecting the pipeline with control and measuring points installed along the pipeline, measuring electrical characteristics on the pipeline, transmitting the measured data to the control center, analyzing the data obtained , adjustment of the operation of cathodic protection stations, characterized in that the numbers of all points of connection of the pipeline with cathodic protection stations and all points of connection of the pipeline with control and measuring points are entered into the software of the controllers of the cathodic protection stations and into the software of the controller of the control center, the minimum values of the value are set protective potential in pipeline sections, determined taking into account the dimensions and material of pipes, soil parameters, measure the value of the protective potential, output voltage, output current at the connection points the pipeline with cathodic protection stations and with control and measuring points, at control and measuring points measure the corrosion rate using a corrosion rate sensor, which is located in the ground together with the reference electrode, transmit information about the measurement results to the controllers of the control units of the cathodic protection stations and to the control center controller, analyze the measurement results at all connection points, identify areas in which the value of the protective potential on the pipeline is lower or higher than the set permissible value, carry out an automatic redistribution of the values of the protective potential in the pipeline sections, while automatically changing the value of the protective potential to the minimum allowable values in the identified areas.