1. Die Bedeutung des KorrosionsschutzesFernleitungen aus Stahl für Erdgas
In dieser Phase steigt die Nachfrage nach Erdgas sowohl im Inland als auch im Ausland stetig an, wobei Erdgas zu einer unersetzlichen und wichtigen Energiequelle geworden ist. Die Nachfrage wird daher weiter steigen, bis neue und effiziente Energiequellen verfügbar sind und eine Massenproduktion möglich ist. Um die Erdgasversorgung sicherzustellen, ist der Schutz der … von entscheidender Bedeutung.Fernleitungen aus Stahl für ErdgasDemnach ist es so, dass Stahlpipelines zwar in den letzten Jahren als sicherste und ressourcenschonendste Transportmethode für Erdgas gelten, die Zahl der Unfälle in Stahlpipelines jedoch stetig zugenommen hat. Dies beweist, dass auch in diesem Transportprozess Mängel bestehen. Die häufigste Ursache für solche Unfälle ist Metallkorrosion. Im praktischen Transportprozess von Stahlpipelines birgt Korrosion folgende Gefahren: Bei starker Korrosion vermischen sich die Korrosionsprodukte mit dem Erdgas und führen zu Verunreinigungen, die die Erdgasqualität erheblich beeinträchtigen. Zweitens kann es bei starker Korrosion zu Erdgasleckagen kommen, die nicht nur zu erheblichen Verlusten an Erdgasressourcen, sondern auch zu beträchtlichen Sachschäden bei den Stahlpipeline-Unternehmen führen. Drittens kann austretendes Erdgas, wenn die Korrosion ein Leckagerisiko birgt, in den Boden gelangen und dort irreversible Umweltschäden verursachen. Daher gewinnt der Umweltschutz zunehmend an Bedeutung. Unter diesen Umständen würde eine gravierende Umweltverschmutzung die Erschließung von Erdgasressourcen erheblich einschränken. Viertens kann austretendes Erdgas, sobald es direkt auf eine Brandquelle trifft, leicht Brände und Explosionen verursachen, die nicht nur den Erdgastransport beeinträchtigen, sondern auch zu Todesopfern führen. Fünftens lagern sich nach der Korrosion der Stahlpipeline Korrosionsprodukte an deren Innenwand ab und beschleunigen so den Korrosionsprozess. Daher ist der Korrosionsschutz von Stahlpipelines im praktischen Einsatz für den Erdgastransport von großer Bedeutung.
2. Korrosionsschutzmaßnahmen fürFernleitungen aus Stahl für Erdgas
Im eigentlichen Transportprozess von Erdgas über Stahlpipelines ist Korrosion ein normales Phänomen und lässt sich nicht vollständig vermeiden. Um die Auswirkungen der Stahlpipelinekorrosion auf den Erdgastransport zu reduzieren, kann sie nur durch geeignete Maßnahmen gemildert und dadurch die Korrosionsrate der Stahlpipelines gesenkt werden. Der Korrosionsschutz vonFernleitungen aus Stahl für ErdgasDie Untersuchung kann zwei Aspekte umfassen: den physikalischen und den chemischen. Physikalisch betrachtet besteht die gängigste Methode im Aufbringen einer Beschichtung. Chemisch gesehen sind elektrochemische Schutzmaßnahmen das wichtigste Verfahren. In den meisten Fällen wird für den Schutz von Stahlrohrleitungen eine Kombination aus physikalischen und chemischen Schutzmaßnahmen eingesetzt.
(1) Zusätzliche Beschichtung
Zu den wichtigsten Methoden des Aufbringens von Beschichtungen gehören:
Zunächst zur Steinkohlenteer-Emaille. Das Auftragen von Steinkohlenteer-Emaille außerhalb des Transportbereichs ist mittlerweile eine ausgereifte Schutzmaßnahme. Steinkohlenteer-Emaille bietet nicht nur einen starken Korrosionsschutz, sondern auch eine gewisse Isolierung. Sie verhindert, dass die Stahlrohrleitung durch Streuströme beeinträchtigt wird, was für deren Schutz von entscheidender Bedeutung ist. Aufgrund ihrer relativ langen Lebensdauer ist Steinkohlenteer-Emaille wirtschaftlich und wird daher häufig als Hauptmaterial für zusätzliche Beschichtungen gewählt. Allerdings weist Steinkohlenteer-Emaille auch einige Nachteile auf, insbesondere in folgenden Punkten: Diese Technologie stellt sehr hohe Anforderungen an die Temperatur der Stahlrohrleitung. Sobald die Temperatur der transportierenden Stahlrohrleitung die für die Steinkohlenteer-Emaille vorgegebene Temperatur überschreitet, schmilzt die Emaille. Dies führt nicht nur zum Verlust des Schutzes der Stahlrohrleitung, sondern kann auch zu Umweltverschmutzung führen, wodurch der Schutz der Stahlrohrleitung wiederum beeinträchtigt wird. Daher ist bei der praktischen Anwendung darauf zu achten, dass Steinkohlenteer-Emaille nicht für Heizrohre geeignet ist. Zweitens sind die mechanischen Eigenschaften von Steinkohlenteer-Emaille relativ schwach und reagieren empfindlich auf harte Fremdstoffe. Befinden sich viele harte Steine im umliegenden Boden, wird die Korrosionsschutzschicht der Steinkohlenteer-Emaille stark beschädigt. In diesem Fall ist Steinkohlenteer-Emaille für Gebiete mit hartem Gestein ungeeignet. Zweitens: PE-Zweischichtstruktur. Die zusätzliche PE-Zweischichtstruktur an der Außenseite von Transportstahlrohrleitungen ist eine in der heutigen Zeit häufig angewandte Schutzmaßnahme. Die PE-Zweischichtstruktur bietet nicht nur einen effizienten Korrosionsschutz, sondern hemmt auch das Wachstum von Bakterien in der Umgebung der Stahlrohrleitung. Gleichzeitig besitzt die PE-Zweischichtstruktur eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit, wodurch der Einfluss von Bodenfeuchtigkeit auf den Betrieb der Stahlrohrleitung weitgehend verhindert wird. Da die PE-Zweischichtstruktur kostengünstig ist, eignet sie sich für …Fernleitungen aus Stahl für ErdgasEs eignet sich zwar sehr gut, doch in der Praxis treten auch entsprechende Probleme auf. Zum einen dürfen solche Materialien nicht der Sonne ausgesetzt werden, da sie sonst durch UV-Strahlung stark beeinträchtigt werden und ihre Schutzwirkung verlieren. Zum anderen verbinden sie sich nicht gut mit dem Rohr, wodurch die Schutzwirkung erheblich reduziert wird. Schließlich gibt es noch die dreilagige PE-Struktur. Diese Art von PE-Dreischichtstruktur gehört zu den entwickelten Schutzmaßnahmen für Stahlrohrleitungen und ist derzeit die effektivste. Im Vergleich zur zweilagigen Struktur enthält die dreilagige Struktur Epoxidpulver in der Mittelschicht. Dies verbessert nicht nur die Korrosionsbeständigkeit, sondern sorgt auch für eine enge Verbindung zwischen Material und Stahlrohr, sodass die Schutzwirkung voll zum Tragen kommt. Da die dreilagige PE-Struktur zudem Epoxidpulver enthält, wird das Material nicht mehr durch UV-Strahlung beeinträchtigt und kann auch in der Sonne eingesetzt werden.
(2) Elektrochemischer Schutz
Im eigentlichen elektrochemischen Schutzprozess vonFernleitungen aus Stahl für ErdgasDie kathodische Korrosionsschutzmethode mit einer Opferanode wird häufig eingesetzt. Das Prinzip dieses chemischen Korrosionsschutzverfahrens für Stahltransportleitungen ist sehr einfach. In der Praxis wird ein Metall, das reaktiver ist als das in der Stahlleitung verwendete, außerhalb der Transportleitung angebracht, um eine galvanische Zelle zu bilden. In dieser galvanischen Zelle ist das aktive Metall die Anode und die zu schützende Rohrleitung die Kathode. Bei der praktischen Anwendung solcher Korrosionsschutzmaßnahmen müssen Länge, Wandstärke und Umgebungsbedingungen der Stahlleitung umfassend berücksichtigt werden. Position und Gewicht des aktiven Metalls werden anschließend detailliert berechnet.
(3) Kathodischer Schutz der externen Stromversorgung
In der Praxis wird die Korrosionsschutzmethode für diese Stahltransportleitung seltener angewendet, ist aber theoretisch machbar. Um einen effektiven Schutz zu gewährleisten, muss die Stromversorgung an der Außenwand der Stahlleitung erhöht werden. Die relativ geringe Anwendungshäufigkeit ist darauf zurückzuführen, dass Erdgas meist brennbar und explosiv ist. Bei Anwendung dieser Methode ist zudem eine einfache Spannungsberechnung entsprechend den Gegebenheiten erforderlich.
3. Häufige Mängel des kathodischen KorrosionsschutzesFernleitungen aus Stahl für Erdgas
Nach einer langen Betriebszeit sind bei der Anwendung von kathodischen Korrosionsschutzsystemen viele Probleme aufgetreten.Fernleitungen aus Stahl für ErdgasZum einen ist die kathodische Korrosionsschutzanlage veraltet und nicht mehr funktionsfähig. Ursache hierfür ist ein zeitbedingter Ausfall des Potentiometer-Einstellschalters an der ersten Station der Fernleitung für Erdgas, wodurch das Schutzpotenzial nicht mehr angepasst werden kann. Der Potentiostat-Umrichter an der letzten Station arbeitet nicht effizient, sodass zwar Strom aus der Anlage, aber nicht aus der Stahlleitung fließt. Der hohe Widerstand des Anoden-Erdungsbetts führt zu einer starken Divergenz des Kathodenstroms, wodurch die Opferanode ihre Funktion nicht erfüllen kann. Dies führt zum Verlust des Schutzes der meisten Stahlleitungen und zu schwerer Korrosion. Zum anderen ist das Schutzpotenzial der Stahlleitung zu hoch, was ebenfalls zu starker Korrosion an einigen Rohrabschnitten führt. In diesem Stadium ist das Potenzial der meisten Leitungen zu hoch.Fernleitungen aus Stahl für Erdgasist in einem hohen Zustand, und das Schutzpotenzial der Stahlpipeline ist vom Normalpotenzial abgewichen, was die Korrosion der Stahlpipeline weiter verschärft.
4. Gegenmaßnahmen zur Verbesserung des kathodischen Schutzes vonFernleitungen aus Stahl für Erdgas
Bei der kathodischen Korrosionsschutzbehandlung von Erdgasleitungen aus Stahl ist die erste Methode, die gewählt wird, die kathodische Korrosionsschutzbehandlung der Stahlleitung. DaFernleitungen aus Stahl für ErdgasÜblicherweise werden für den Korrosionsschutz von Stahlrohrleitungen Opferanoden und erzwungener kathodischer Strom verwendet. Die Verlegetiefe der Stahlrohrleitungen und Opferanoden liegt dabei üblicherweise im Bereich von 2 m bis 2,5 m.Fernleitungen aus Stahl für ErdgasAnders ausgedrückt: Die Länge ist zu groß. Gleichzeitig besteht aufgrund der natürlichen Topografie ein erheblicher Höhenunterschied zwischen den beiden Enden vieler Stahlrohrleitungen. Zudem weicht der Grundwasserspiegel an beiden Enden der Stahlrohrleitung von den geologischen Gegebenheiten ab, und der spezifische Widerstand des Bodens ist an einigen Stellen der Stahlrohrleitungen zu hoch. Daher ist die kathodische Korrosionsschutzmethode mit Opferanoden in diesem Bereich nicht sehr effizient. Die Lösung besteht darin, die Opferanodenschutzmethode für den Abschnitt der langen Stahlrohrleitung mit hohem spezifischem Bodenwiderstand durch eine Zwangsstromschutzmethode zu ersetzen. Zweitens kann während der Anwendung der Zwangsstrommethode der Potentiostat einen stufenlos einstellbaren kathodischen Schutzstrom für das zu schützende Metallgehäuse bereitstellen. Er dient als Hilfsfunktion für die Anode in der Zwangsstrommethode und bildet einen Stromkreis für den vom Potentiostaten bereitgestellten kathodischen Schutzstrom. Schließlich wird im eigentlichen kathodischen KorrosionsschutzprozessFernleitungen aus Stahl für ErdgasSo kann ein professionelles Team mit ausgeprägtem Verantwortungsbewusstsein geschaffen werden, und das Prinzip der klaren Stellen- und Aufgabenverteilung kann im Management Anwendung finden. Dadurch wird die Gesamtqualität des Teams verbessert, der Managementbereich erweitert und somit unser Land vorangebracht. Kathodischer Schutz vonFernleitungen aus Stahl für Erdgas.
Veröffentlichungsdatum: 01.08.2022