Интернет вещей (IoT) может значительно улучшить эффективность и экономичность защиты трубопроводов от коррозии. Это можно достичь, установив на трубопроводы датчики, которые собирают информацию о состоянии трубопроводов, включая температуру, влажность, давление и уровень коррозии.
Собранные данные могут использоваться для определения наличия коррозии, ее местоположения и степени развития. Используя эту информацию, можно принимать решения о необходимости проведения работ по защите от коррозии, таких как очистка трубопроводов, нанесение защитных покрытий и замена поврежденных участков.
Виды защиты от коррозии
Антикоррозионная защита может быть активной или пассивной. Пассивная антикоррозионная защита заключается в покрытии труб красками и покрытиями. Однако этого недостаточно, так как даже небольшие дефекты покрытия приводят к быстрым локальным проявлениям коррозии.
Поэтому в дополнение к пассивной антикоррозионной защите применяют активную катодную антикоррозионную защиту, когда гальванический анод устанавливается на расстоянии примерно 200-300 м от защищаемого сооружения, например трубопровода, и подключается к положительному полюсу источника постоянного тока, а отрицательный полюс к трубопроводу. Анодное заземление, постепенно растворяется из-за коррозии, и таким образом обеспечивается защита трубопровода.
Принцип работы активной катодной защиты основан на том, что металлические конструкции в окружающей среде всегда находятся в состоянии электрохимической реакции с водой и другими химическими веществами. При этом происходит перенос электронов от одного металла к другому, что приводит к коррозии металла.
Активная катодная антикоррозионная защита уменьшает скорость коррозии, направляя ток через металлическую конструкцию и создавая электролитический процесс, который защищает металл от коррозии.
Этот процесс основывается на том, что электроды в системе разных материалов имеют различные потенциалы, что создает разницу потенциалов между ними.
Ток, подводимый из внешнего источника, позволяет металлической конструкции оставаться в катодном состоянии, в то время как аноды, которые являются участками с более высоким потенциалом, находятся в состоянии активной коррозии.
Значение катодной зашиты
Катодная защита является неотъемлемой частью защиты трубопроводов от коррозии. Это имеет решающее значение не только для операторов систем передачи, но и для теплоцентралей или промышленных предприятий, использующих системы трубопроводов.
Такой тип защиты от коррозии применяется во многих областях, включая нефтегазовую и энергетическую отрасли, судостроение, мосты, трубопроводы и другие промышленные объекты, которые подвержены коррозии.
Трубы, работающие под высоким давлением подвержены нагрузкам окружающей среды, такой материал, как сталь, может достигать предельной нагрузки. Сильная коррозия в крайних случаях приводит к выходу трубопровода из строя.
В результате возникают утечки, которые могут нанести серьезный материальный ущерб и нанести вред окружающей среде. Поэтому при нормальной эксплуатации необходимо постоянно следить за состоянием трубопровода и, в частности, необходимо следить за коррозией в каждой ее форме и на каждом отдельном элементе.
Как чаще всего определяется состояние трубопровода?
Для определения состояния катодной антикоррозионной защиты в выбранных местах вдоль трубопровода контролируют ряд физических величин, и в соответствии с измеренными значениями корректируют величину защитного тока.
У оператора могут быть тысячи таких мест. Они отслеживаются стандартно в установленный период, например ежеквартально. Технический специалист узнает текущее состояние на месте и получает данные с регистратора.
Затем для обработки данных используются электронные таблицы Excel или специальные информационные системы, которые позволяют обрабатывать и анализировать данные и в то же время облегчают контроль и управление процессами катодной защиты на уровне всей контролируемой системы.
Таким образом, операторы имеют в своем распоряжении подробный анализ и могут легко обмениваться измеренными данными между несколькими организациями.
Контролируемые данные — это, например, информация о месте измерения — т. е. маршрут, участок или точка, а также объект измерения, которым может быть труба, протектор, зонд и т. д., или измеряемые величины, такие как потенциал, ток, деполяризация, потеря массы и так далее.
Как эти данные передаются в систему?
Данные с регистраторов в настоящее время вводятся в систему вручную или путем импорта из измерительных приборов.
Инновации, которые стали возможными благодаря Интернету вещей
Технология Интернета вещей (IoT) приносит компаниям значительные преимущества, в том числе в области катодной защиты. Он обеспечивает сбор данных и их беспроводную передачу для последующего анализа. Это значительно снижает эксплуатационные расходы и продлевает срок службы оборудования для мониторинга.
Например, IoT-платформа, предназначенная для мониторинга системы защиты трубопроводов от коррозии, может иметь такие функции, как картирование трубопроводной сети, мониторинг нестандартных явлений, сбор данных для прогнозного или профилактического обслуживания и так далее.
Системы IoT недороги при быстром внедрении и окупаемости. В настоящее время, например, дроны с тепловизионной камерой используются для утечек тепла в сложном рельефе — и здесь инструменты IoT могут существенно помочь.
Каковы конкретные преимущества беспроводного сбора и передачи данных?
Беспроводная связь имеет ряд неоспоримых преимуществ для систем активной катодной защиты, которые до сих пор не были доступны в таком простом и доступном виде.
Благодаря автоматическому измерению оператор продуктопроводов или другого оборудования имеет данные о состоянии трубопроводов с точек измерения, а также о правильном функционировании катодной защиты практически в режиме онлайн или с той периодичностью, которую он определяет. В то же время отпадает необходимость в помощи технического специалиста на месте.
Такое решение с использованием IoT также идеально подходит для открытых и критически важных для клиентов мест. Оно позволяет собирать данные из удаленных мест без возможности внешнего питания или из мест со сложной установкой кабельной передачи данных.
Модуль питается от батарей со сроком службы до четырех лет (в зависимости от местных условий). Модуль также можно перемещать с места на место в соответствии с текущими потребностями измерения.
Каковы другие преимущества?
В основном речь идет о способе передачи данных и большем удобстве пользователя. Как уже упоминалось, ранее технический специалист должен был лично измерять значения физических величин на месте и сохранять их в файле через самописец, который затем импортировал в программу на своем компьютере.
Все это устранено, данные автоматически сохраняются с регистратора в информационную систему, построенную на платформе визуализации. Благодаря этому значительно увеличивается частота измерений и объем полученных данных.
Таким образом, можно лучше проанализировать состояние и соответственно спрогнозировать техническое обслуживание. Мониторинг электрических и неэлектрических величин постоянно доступен для операторов.
При превышении установленных значений параметров или сбое системы автоматически сообщается об ошибке, что приводит к ее быстрому и эффективному устранению.
Данные можно легко просмотреть на телефоне, планшете или другом смарт-устройстве с разрешения пользователя. Работник также может настроить отображение только тех данных, которые ему нужны для работы.
Технические специалисты в полевых условиях могут использовать, например, GPS в своем мобильном телефоне с точным местоположением измерительных приборов.
Подводя итог, можно сказать, что имея обзор всего защищаемого трубопровода и анализ, компания может эффективно и экономично управлять катодной защитой трубопроводов от коррозии.
Смотрите также: Что такое Промышленный Интернет вещей (IIoT)