Науковий вісник НГУ

Вплив розподілу захисного потенціалу сталевого підземного трубопроводу на процеси електрохімічної корозії

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2025

Останнє оновлення: 28 квітня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1430

Authors:

О. О. Азюковський*, orcid.org/0000-0003-1901-4333, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Г. Г. Півняк, orcid.org/0000-0002-8462-2995, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

М. В. Бабенко, orcid.org/0000-0003-2309-0291, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

С. К. Шихов, orcid.org/0009-0000-9459-9277, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна

^* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (2): 155 - 163

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-2/155

Abstract:

Мета. Виокремлення впливу вставок з високим опором протікання електричного струму, що обумовлює відхилення захисного потенціалу за довжиною трубопроводу від класичного. Отримання аналітичних залежностей у вигляді передатної функції, яка пов’язує вхідний і вихідний сигнал, що дозволяє прогнозувати небезпечні відхилення захисного потенціалу, комбінація значень якого свідчить про погіршення корозійного захисту.

Методика. Для досягнення поставленої мети використані методи теоретичного аналізу, математичного й комп’ютерного моделювання і спектрального аналізу сигналів. Вихідна інформація, що характеризує режими роботи суміжних станцій катодного захисту, була отримана й перевірена на основі даних моніторингу захисного потенціалу вздовж трас підземних сталевих трубопроводів різних конструкцій. Параметри, що враховані під час розрахунків: геометричні розміри трубопроводу, стан ґрунту, опір ізоляції тощо. Аналізуючи результати вимірювань, отриманих за допомогою реєструючого вольтметру «ПРИМА 2000» та трасошукача «Спрут-17», було встановлено й детально проаналізовано зростання корозійних ризиків, які виникають у результаті ремонту пошкодженої ділянки підземного сталевого трубопроводу з використанням поліетиленових труб.

Результати. Виконано моделювання режимів роботи суміжних станцій катодного захисту, між якими знаходиться ділянка поліетиленового трубопроводу, з електротехнічними параметрами підземного сталевого трубопроводу. На основі отриманої інформації звернута увага на можливі раціональні енергетичні режими роботи суміжних станцій катодного захисту, основним завданням яких є зниження корозійних впливів поліетиленового відрізка підземного трубопроводу.

Наукова новизна. Полягає в обґрунтуванні можливості такого негативного впливу поліетиленової вставки до сталевого трубопроводу, що підвищує корозійну небезпеку. Отримані залежності значень захисного потенціалу станцій катодного захисту на ділянках трубопроводу з поліетиленовими вставками від режимів роботи електротехнічної системи з перетворювачами енергії та їхніх алгоритмів формування напруги на виході станцій катодного захисту.

Практична значимість. Проведено аналіз сигналів випрямлячів станцій катодного захисту й режимів комутації силових ключів, що спрямовані на поліпшення складної корозійної ситуації на трубопроводах низького й середнього тисків, для яких є характерною неоднорідність структури, особливо в межах населених пунктів. Запропоновані режими роботи суміжних станцій катодного захисту знижують рівень корозійної небезпеки, викликаний масовим упровадженням поліетиленових труб і їх широким використання для ремонту пошкоджених ділянок сталевих трубопроводів.

Ключові слова: підземний сталевий трубопровід, катодний захист, електрохімічна корозія, електротехнічні параметри трубопроводу

References.

1. GTS Operator of Ukraine LLC (2020). Gas transmission system development plan for 2021–2030. Kyiv. Retrieved from https://tsoua.com/wp-content/uploads/2020/10/TYNDP-2021-2030-TSO-4.1.pdf

2. Length and ownership structure of gas distribution systems (2021). Retrieved from https://map.ua-energy.org/uk/resources/8ff9aac6-34e1-4932-ae4f-97f3896aed29/?_ga=2.244269381.1360191742.1718703785-274564711.1718703058

3. Pivniak, G., Aziukovskyi, O., Papaika, Yu., Lutsenko, I., & Neuberger, N. (2022). Problems of development of innovative power supply systems of Ukraine in the context of European integration. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 89-103. https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-5/089

4. Overview of the main reasons for the critical state of Ukraine’s gas distribution system in the face of growing challenges (2021). Retrieved from https://razumkov.org.ua/statti/ogliad-osnovnykh-prychyn-krytychnogo-stanu-gazorozpodilnoi-systemy-ukrainy-v-umovakh-zrostaiuchykh-vyklykiv

5. DBN V.2.5-20:2018 (2019). Hazopostachannia. Kyiv: Ministry of Regional Development, Construction, Housing and Communal Services of Ukraine. Retrieved from https://e-construction.gov.ua/laws_detail/3200377925350196674?doc_type=2

6. Kodex 2:2021 (2022). Gas Distribution Systems. Recommendations for the design, construction, construction supervision, commissioning and decommissioning of gas distribution systems. Kyiv: SE “UkrNDNC”. Retrieved from https://grmu.com.ua/wp-content/uploads/2023/04/Кодекс-усталеної-практики-України.pdf

7. DSTU B V.2.5-29:2006 (2006). General requirements for corrosion protection. Underground steel gas pipelines. Kyiv: MINBUD UKRAINY. Retrieved from https://dbn.co.ua/load/normativy/dstu/dstu_b_v_2_5_29/5-1-0-1765

8. Azyukovskyi, O. (2013). Formation of protective potential of an underground steel pipeline by a high-frequency inverter rectifier. Hirnycha elektromekhanika ta avtomatyka: nauk.-tekhn. zb., 91, 37-41.

9. Aziukovskyi, O. (2013). The electrochemical cathodic protection stations of underground metal pipelines in uncoordinated operation mode. Energy Efficiency Improvement of Geotechnical Systems – Proceedings of the International Forum on Energy Efficiency, 47-55. https://doi.org/10.1201/b16355-7

10.      DSTU EN 1594:2019 (2019). Gas infrastructure. Pipelines with a maximum operating pressure of over 16 bar. Functional requirements. Kyiv: SE “UkrNDNC”. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/v0433774-19#Text

11.      Pivnyak, G., Rogoza, M., Papaika, Y., & Lysenko, A. (2015). Traction and energy characteristics of no-contact electric mining locomotives with AC current thyristor converters. Power Engineering, Control and Information Technologies in Geotechnical Systems, 1-6. https://doi.org/10.1201/b18475-1

12.      Mukhlynin, S. M. (2012). Development of a dual-frequency measurement method for monitoring the state of insulation of pipelines located in wet soils and underwater. Metody ta prylady kontroliu ­yakosti, (1), 16-25.

13.      Vashchyshak, I. R., Vashchyshak, S. P., Tsykh, V. S., & Yavorskyi, A. V. (2015). Comprehensive inspection of underground oil and gas pipelines. Naukovi Pratsi VNTU, (1).

14.      Mujezinovic, A., & Turkovic, I. (2017). Review on cathodic protection system modelling. B&H Electrical Engineering, 11, 81-91.

15.      A. Al Habobi, N., & F. Abed, S. (2013). Simulation of Cathodic Protection System Using Matlab. Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering, 14(1), 25-37. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2013.1.3

16.      Oghli, H. M., Akhbari, M., Kalaki, A., & Eskandarzade, M. (2020). Design and analysis of the cathodic protection system of oil and gas pipelines, using distributed equivalent circuit model. Journal of Natural Gas Science and Engineering, (84), 103701. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103701

17.      Kosobudzki, G., Rogoza, M., Lysenko, O., & Papaika, Yu. (2018). Frequency and Parametric Characteristics of Direct Current Pulse Conversion Filter of a Contactless Locomotive. 14 ^th Selected Issues of Electrical Engineering and Electronics (WZEE), 1-4. https://doi.org/10.1109/WZEE.2018.8748987

18.      Shcherba, A. A., Suprunovska, N. I., & Shcherba, M. A. (2022). Features of the formation of multi-channel pulse currents and fast-migrating electric sparks in the layer of current-conducting granules of electric-discharge installations. Tekhnichna Elektrodynamika, (2), 3-9. https://doi.org/10.15407/techned2022.02.003

19.      Shcherba, A. A., Suprunovska, N. I., & Ivashchenko, D. S. (2018). Probabilistic properties of electrical characteristics of capacitor charge circuit with stochastic active resistance. Tekhnichna Elektrodynamika, (6), 14-17. https://doi.org/10.15407/techned2018.06.014

• < Попередня
• Наступна >