Мероприятия по защите труб от коррозии
Ежегодно на нефтепромысловых трубопроводах происходит около 50-70 тыс. отказов. 90% отказов являются следствием коррозионных повреждений. Из общего числа аварий 50-55% приходится на долю систем нефтесбора и 30-35% - на долю коммуникаций поддержания пластового давления.
42% труб не выдерживают пятилетней эксплуатации, а 17% -даже двух лет. На ежегодную замену нефтепромысловых сетей расходуется 7-8 тыс. км труб или 400-500 тыс. тонн стали.
В чем же причина и каков механизм процесса внутренней коррозии трубопроводов, транспортирующих нефть и воду?
Основные понятия. В системе международной стандартизации понятие коррозия металлов определяется как физико-химическое взаимодействие между металлом и средой, в результате которого изменяются свойства металла и часто происходит ухудшение функциональных характеристик металла, среды или включающей их технической системы.
Коррозионная система, состоит из металла и коррозионной среды. Последняя содержит одно или несколько веществ, вступающих в реакцию с металлом. Коррозионная среда может быть жидкой или газообразной. Газообразная среда, окисляющая металл, называется окислительной газовой средой. Изменение в любой части коррозионной системы, вызванное коррозией, называется коррозионным эффектом.
Коррозионный эффект, ухудшающий функциональные характеристики металла, покрытия, среды или включающих их технических систем, расценивают как эффект повреждения или как коррозионную порчу.
В результате коррозии образуются новые вещества, включающие окислы и соли корродирующего металла, это – продукты коррозии. Видимые продукты атмосферной коррозии, состоящие в основном из гидратированных оксидов железа, называют ржавчиной, продукты газовой коррозии – окалиной.
Количество металла, превращенного в продукты коррозии за определенное время, относят к коррозионным потерям.
Коррозионные потери единицы поверхности металла в единицу времени характеризуют скорость коррозии. Глубина коррозионного разрушения в единицу времени называется скорость проникновения коррозии.
Важнейшее понятие – коррозионная стойкость. Она характеризует способность металла сопротивляться коррозионному воздействию среды.
Коррозионную стойкость определяют качественно и количественно – скоростью коррозии в данных условиях, группой или баллом стойкости по принятой шкале (ГОСТ 13819-68).
Факторы, влияющие на скорость, вид и распределение коррозии и связанные с природой металла (состав, структура, внутренние напряжения, состояние поверхности), называют внутренними факторами коррозии.
Факторы, влияющие на те же параметры коррозии, но связанные с составом коррозионной среды и условиями процесса (температура, влажность, обмен среды, давление и т. п.) называют внешними факторами коррозии.
Классифицировать коррозию принято по механизму, условиям протекания процесса и характеру разрушения (рис. 2.17)
По механизму процесса (ГОСТ 5272-68) различают химическую и электрохимическую коррозию металлов:
химическая коррозия - взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте;
электрохимическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла.
По условиям протекания процесса, которые весьма разнообразны, различают несколько видов коррозии:
Классификация коррозии | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
По механизму процесса | По характеру коррозионного Разрушения | По условиям протекания процесса | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Химическая | Электрохимическая | Общая | Местная | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
равномерная | неравномерная | избирательная | пятнами | язвенная | точечная | сквозная | нитевидная | подповерхностная | межкристаллитная | ножевая | коррозионное растрескивание | коррозионная хрупкость | газовая | атмосферная | жидкостная | подземная | биокоррозия | структурная | контактная | щелевая | под напряжением | кавитация | коррозионная эрозия | фреттинг-коррозия | внешним током | блуждающим током | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 2.17. Классификация коррозионных процессов
газовую коррозию – коррозию металлов в газах при высоких температурах;
атмосферную коррозию – коррозию металлов в атмосфере воздуха, а также любого влажного газа;
жидкостную коррозию – коррозию металлов в жидкой среде: в неэлектролите (бром, расплавленная сера, органический растворитель, жидкое топливо) и в электролите (кислотная, щелочная, солевая, морская, речная коррозия, коррозия в расплавленных солях и щелочах). В зависимости от условий взаимодействия среды с металлом различают жидкостную коррозию металла при полном, неполном и переменном погружении, коррозию по ватерлинии, коррозию в неперемешиваемой и перемешиваемой коррозионной среде;
Подземную коррозию – коррозию металлов в почвах и грунтах.;
Биокоррозию – коррозию металлов под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов;
Структурную коррозию – коррозию, связанную со структурной неоднородностью металла;
Коррозию внешним током – электрохимическую коррозию металлов под воздействием тока от внешнего источника;
Коррозию блуждающим током - электрохимическую коррозию металлов под воздействием блуждающего тока;
Контактную коррозию – электрохимическую коррозию, вызванную контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите;
Щелевую коррозию – усиление коррозии в щелях и зазорах между металлами, а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозионноинертным материалом;
Коррозию под напряжением –коррозию металлов при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений. В зависимости от характера нагрузок может быть коррозия при постоянной нагрузке и коррозия при переменной нагрузке. Одновременное воздействие коррозионной среды и знакопеременных или циклических растягивающих нагрузок часто вызывает коррозионную усталость – понижение предела усталости металла;
Коррозионную кавитацию – разрушение металла, вызванное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды;
Коррозионную эрозию – разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения;
Фреттинг-коррозию – коррозию металлов при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды.
По характеру коррозионого разрушения различают следующие виды коррозии:
1) сплошную, или общую коррозию, охватывающую всю поверхность металла, находящуюся под воздействием данной коррозионной среды. Сплошная коррозия бывает:
а) равномерной, которая протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла;
б) неравномерной, которая протекает с неодинаковой скоростью на различных участках поверхности металла;
в) избирательной, при которой разрушается одна структурная составляющая сплава или один компонент сплава;
2) местную коррозию (ГОСТ 5272-68), охватывающую отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия бывает:
а) пятнами – в виде отдельных пятен;
б) язвами – коррозионное разрушение, имеющее вид раковины;
в) точечной (питтинг) – в виде отдельных точечных поражений;
г) сквозной, которая вызывает разрушение металла насквозь;
д) нитевидной, распространяющейся в виде нитей преимущественно под неметаллическими защитными покрытиями;
е) подповерхностной, начинающейся с поверхности, но преимущественно распространяющейся под поверхностью металла таким образом, что разрушение и продукты коррозии оказываются сосредоточенными в некоторых областях внутри металла; подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание металла и его расслоение;
ж) межкристаллитной, распространяющейся по границам кристаллитов (зерен) металлов; этот вид коррозии особенно опасен тем, что, не изменяя внешнего вида металлической конструкции, ведет к быстрой потере металлом прочности и пластичности;
з) ножевой – локализованная коррозия металла, имеющая вид надреза ножом в зоне сплавления сварных соединений в сильно агрессивных средах;
и) коррозионным растрескиванием – коррозия металла при одноименном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллитных или межкристаллитных трещин;
к) коррозионной хрупкостью, приобретенной металлом в результате коррозии; под хрупкостью следует понимать свойство материала разрушаться без заметного поглощения механической энергии в необратимой форме.
Влияние состава и характера сред на коррозию. К основным коррозионно-активным агентам относятся сероводород, кислород, диоксид углерода. Усилению коррозии способствуют также механические примеси и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, в частности сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ).
Влияние сероводорода. Обводненный сероводород вызывает разрушение технологического оборудования и трубопроводов в результате интенсивной электрохимической коррозии и водородного охрупчивания металла.
С ростом парциального давления сероводорода повышается скорость общей коррозии стали. Скорость коррозии стали 20 линейно зависит от концентрации сероводорода при СH2S = 0,6-2,5 г/л и монотонно снижается при повышении рН коррозионной среды от 1 до 6.
При росте концентрации сульфид-иона в нейтральных и щелочных средах отмечается увеличение скорости коррозии стали. Это связано с образованием на поверхности металла полисульфидных пленок, обладающих различными защитными свойствами. Структура и защитные свойства этих пленок зависят от условий их образования, но главным образом - от парциального давления сероводорода в среде. При концентрации сероводорода до 2 мг/л полисульфидная пленка состоит в основном из троилита FeS и пирита FeS2 c размерами кристаллов до 20 нм, а при концентрации от 2 до 20 мг/л в пленке появляется небольшое количество канзита Fe9S8. Такие пленки обладают хорошими защитными свойствами. При концентрации сероводорода свыше 20 мг/л в продуктах коррозии преобладает канзит. Размеры кристаллов увеличиваются до 75 нм, и защитная пленка разрыхляется, играя роль катода по отношению к ювенильной поверхности стали.
Влияние кислорода. Вторым, после сероводорода, по агрессивности компонентом нефтепромысловых сред является кислород. Его присутствие в сероводородсодержащей среде часто является причиной резкого возрастания скорости коррозии стали за исключением тех случаев, когда происходит взаимодействие этих газов. При содержании в среде трех частей О2 и двух частей Н2S полная нейтрализация кислорода происходит за первые 24 часа испытаний.
Влияние диоксида углерода. Водная среда, содержащая растворенную углекислоту, является агрессивной, если ее количество выше, чем требуется для поддержания растворимости карбоната кальция, а парциальное давление углекислоты выше 0,02 МПа.
Влияние минерализации среды. Зависимость скорости коррозии стали от минерализации среды носит экстремальный характер. Снижение скорости коррозии по мере роста минерализации связано с уменьшением растворимости кислорода и сероводорода в воде, а также затруднением диффузионных процессов.
Следует отметить, что при высокой концентрации в коррозионной среде галогенид-ионов они оказывают ингибирующее действие за счет блокирования активных участков корродирующего металла, а также снижения растворимости агрессивных газов при возрастании минерализации.
Влияние рН раствора. С ростом рН раствора снижается скорость общей коррозии и степень охрупчивания стали. Анионы галогенидов, хорошо адсорбирующиеся на стали, уменьшают охрупчивание примерно на 15 %. Двухвалентные катионы солей в сероводородсодержащих средах значительно сильнее препятствуют охрупчиванию стали, чем одновалентные. Это связано с повышением рН среды при гидролизе солей двухвалентных металлов, а также с тем, что двухвалентные катионы снижают растворимость сероводорода вследствие их более высокой степени гидратации.
Основные виды и характер коррозионного разрушения. На поздней стадии разработки большинства месторождений средняя обводненность нефти превышает 70 %, вода насыщается растворимыми и нерастворимыми солями, продуктами коррозии, в связи с чем, в потоке значительно увеличивается общий объем механических примесей.
Наличие механических примесей в жидкостях, перекачиваемых по промысловым трубопроводам, ускоряет коррозию металла труб. В общем случае механизм процесса определяется скоростями потока жидкости, а также составом и концентрацией механических примесей.
При небольших скоростях происходит расслоение водонефтяных эмульсий с образованием водного подслоя (в случае системы нефтесбора) и вынос механических примесей из потока с последующим их осаждением на стенках труб, что способствует интенсификации коррозионного процесса. На таких участках поверхности трубы начинается зарождение отдельных питтингов или язв (рис. 2.18). Интенсивность развития и протекания язвенной коррозии зависит от компонентного состава отложений и коррозионной активности электролита, контактирующего с основным металлом, а также усугубляется жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) под пленками отложений.
Язвенная коррозия характерна и для наружной поверхности трубы, находящейся в почве или грунте (рис. 2.19).
Рис. 2.18. Образцы труб с язвенной коррозией
Рис. 2.19. Образцы труб, вырезанные с места порыва нефтепровода (1) и высоконапорного водовода (2)
С момента преобладания инерционных сил потока над силами адгезии образующихся в результате коррозии нерастворимых продуктов, которые обладают экранирующими защитными свойствами, начинается коррозионно-эрозионное воздействие среды (рис. 2.20).
Рис. 2.20. Вид образцов-свидетелей, подвергшихся коррозионно-эрозионному разрушению
Отдельно следует выделить случай коррозионно-эрозионного разрушения, который наблюдается, в частности, при эксплуатации нефтесборных коллекторов и низконапорных водоводов месторождений нефти Западной Сибири. Опыт эксплуатации таких систем, собранных из труб с завышенным диаметром, показал, что значительная их часть подвержена специфическому разрушению по нижней образующей труб со скоростью 3 и более мм/год (ручейковая коррозия). Разрушение представляется в виде одно- или двухрядной канавки (рис. 2.21). Такие разрушения, как правило, наблюдаются на восходящих участках трассы трубопровода с расслоенным режимом течения газоводонефтяных смесей с локализованными водными скоплениями, что характерно для трубопроводов, транспортирующих продукцию скважин до комплексных пунктов сбора, сепарации попутного газа и предварительного сброса пластовой воды.
Рис. 2.21. Катушка трубы с ручейковой коррозией
Методы контроля коррозии. Для контроля коррозионной агрессивности добываемых и транспортируемый продукции, определения их воздействия на металл трубопроводов и емкостного оборудования, прогнозирования работоспособности объектов и определения эффективности противокоррозионных мероприятий, используют ряд методов, причем их оптимальное сочетание подбирается с учетом особенностей каждого конкретного месторождения.
Для контроля коррозии трубопроводных систем рекомендуются следующие методы:
установка контрольных катушек;
установка контрольных образцов;
измерение скорости коррозии методом электросопротивления;
измерение мгновенной скорости коррозии методом линейной поляризации;
потенциодинамические измерения;
измерение потока диффузионно-подвижного водорода;
неразрушающий контроль ультразвуковыми и радиографическими методами;
наблюдение за изменением химического состава продукции;
обследование внутренних поверхностей оборудования и трубопроводов при аварийных и предупредительных ремонтах;
исследование состава отложений, выносимых скребками при очистке трубопроводов;
наблюдение за изменением механических свойств и структуры металла.
Естественно, что каждый метод имеет свои ограничения и область применения, которые необходимо учитывать при выборе комплекса методов для конкретной системы, стремясь при этом получить максимум информации при минимальных затратах.
Ниже дана краткая характеристика традиционных методов контроля коррозии.
Метод электрического сопротивления (ЭС). Чувствительный элемент датчика (трубка, полоса, проволока) изготавливается из изучаемого материала. По мере коррозии толщина чувствительного элемента уменьшается и увеличивается его омическое сопротивление. Это изменение фиксируется измерительным прибором по отношению к аналогичному элементу, защищенному от коррозии. При обработке результатов показания прибора пересчитываются в единицы скорости коррозии.
Датчики можно использовать в любой жидкой и газовой среде при рабочих давлениях и получать оперативную информацию о коррозионной активности среды и эффективности защитных мероприятий.
Измерение скорости коррозии методом ЭС рекомендуется применять для ускоренной оценки коррозионной агрессивности газовых и газожидкостных сред при проведении опытно-промышленных испытаний ингибиторов коррозии.
При выборе места установки датчика следует учитывать, ввиду того что вторичный прибор представляет собой высокоточный омметр, флуктуации температуры, отражающиеся на сопротивлении чувствительного элемента, что вносит большие погрешности в результаты измерений. Эталонный элемент, находящийся в корпусе датчика не успевает компенсировать быстрые изменения температуры вследствие его изолированности от рабочих условий.
Метод поляризационного сопротивления или линейной поляризации (ЛП). Основное достоинство метода - возможность измерения мгновенной скорости коррозии. Чувствительный элемент датчика представляет собой два или три стальных электрода, экспонирующихся в коррозионной среде.
Функционирование прибора основано на принципе Штерна Гири, полученном теоретически, путем дифференцирования уравнения поляризационной кривой вблизи стационарного потенциала коррозии. В общем случае этот принцип читается так: ток (скорость) коррозии обратно пропорционален поляризационному сопротивлению поверхности электрода, измеренному вблизи стационарного потенциала коррозии.
Для оценки поляризационного сопротивления необходимо поляризовать электроды от стационарного потенциала коррозии на величину 10-20 мВ. Этот метод применяется для жидкостей, имеющих электросопротивление менее 3000 Ом см. При измерении в жидкостях с более высоким удельным сопротивлением, измеренное значение скорости коррозии умножается на поправочный коэффициент. Метод часто находит применение для измерения скорости коррозии в системе нефть - вода при достаточно больших обводненностях (выше 80 %). В отличие от метода ЭС метод не зависит от температуры.
Гравиметрический метод. Применение образцов из металла, экспонирующегося в коррозионной среде - основа любой программы контроля коррозии. Образцы изготавливают в виде пластин, стержней или дисков поверхность которых имеет определенную шероховатость. Их устанавливают на специальных держателях в технологические потоки. До установки образцы взвешивают и определяют площадь поверхности. После воздействия технологического потока гравиметрические образцы очищают и снова взвешивают. Потеря массы пересчитывается в скорость коррозии выражаемую в мм/год или в г/м2час
В стадии разработки находятся такие методы как сопротивление переменному току, тонкослойное активирование поверхности, измерение электрохимического шума, радиоизотопный метод. Эти методы пока не обеспечены промышленно выпускаемым оборудованием и широкого применения не нашли.
Таблица 2.2
Методы контроля коррозии трубопроводов систем нефтесбора и ППД
Метод контроля | Периодичность измерений, сут. | Результат | |
min | max | ||
Установка образцов в трубопроводах | Оценка скорости, характера коррозии и эффективности защиты | ||
Измерение скорости коррозии методом ЭС | Оценка скорости равномерной коррозии, оперативное определение эффективности ингибиторов | ||
Измерение скорости коррозии методом ЛП | То же | ||
Измерение скорости коррозии методом ЭС и ЛП с накопителями информации | 0,5 ч | 24 ч | То же + анализ коррозии во времени, контроль за работой дозирующих установок, выявление неучтенных факторов влияющих на коррозию |
съем показаний через 0,5-1 мес. | |||
Потенциодинамические измерения | единичные измерения | Изучение механизма коррозии | |
Определение концентрации в воде ионов железа, кислых газов, рН, наличие СВБ, склонности к отложению солей | Анализ текущей коррозионной агрессивности, выявление причин коррозии | ||
Определение концентрации сероводорода и двуокиси кислорода | То же |
Продолжение табл. 2.2
Определение концентрации в воде СВБ, сульфат-ионов, сероводорода при изливе нагнетательных скважин | Оценка опасности микробиологической коррозии обсадной колонны и НКТ, зараженности СВБ призабойной зоны пласта | ||
Измерение остаточной толщины стенки трубопровода | Оценка скорости коррозии и остаточного ресурса, определение корреляционных зависимостей между показаниями датчиков и реальной коррозией | ||
Измерение остаточного содержания ингибитора коррозии в коррозионной среде | по необходимости | Контроль перераспределения ингибиторов в водную фазу, выявление причин недостаточной защиты оборудования, корректировка регламентов закачки ингибитора коррозии |
Одна из эффективных систем коррозионного мониторинга создана на месторождении Prudhoe Bay (Аляска). В пределах месторождения обустроено 668 пунктов контроля коррозии. В 55 из них установлены датчики ЭС, а на остальных - образцы-свидетели и датчики - ЛП различных типов. Система мониторинга охватывает все технологические потоки и позволяет выявлять объекты, потенциально-опасные в отношении внутренней коррозии и заранее принимать меры по инспекции таких объектов с использованием ультразвуковой дефектоскопии и рентгенографии, оценивать и оптимизировать программы по защите от коррозии.
Методы защиты от коррозии. Защита от коррозии представляет комплекс мероприятий, направленных на предотвращение и ингибирование коррозионных процессов, сохранение и поддержание работоспособности узлов и агрегатов машин, оборудования и сооружений в течение нормативного срока эксплуатации.
Методы защиты металлоконструкций от коррозии основаны на целенаправленном воздействии, приводящем к полному или частичному снижению активности факторов, способствующих развитию коррозионных процессов. Методы защиты от коррозии можно условно разделить на методы воздействия на металл и методы воздействия на среду, а также комбинированные методы. Классификация методов представлена на рисунке 2.22.
Среди первых наибольшее распространение получили методы нанесения защитных покрытий и рационального конструирования. Из второй группы – электрохимическая защита и создание искусственных сред, в частности ингибирование. Наиболее подробно механизм действия ингибиторов и их ассортимент приведен в главе 8.
Нанесение защитных покрытий. Сводится к изоляции наружной поверхности трубопровода различными видами покрытий, в качестве которых можно использовать различные сорта битумов, а также полиэтиленовые и поливинилхлоридные пленки и применению футерованных, как с наружной, так и с внутренней поверхностью труб.
Битумные покрытия наносятся слоями на сухую, очищенную до металлического блеска поверхность труб, затем трубы покрываются гидроизолом. С течением времени битумные покрытия теряют свои защитные свойства.
В настоящее время все большее применение находят изоляционные покрытия на основе полимеров. Высокие прочностные свойства полимеров в сочетании с их химической стойкостью обеспечивают эффективную защиту трубопроводов. Эти покрытия технологичны и экономичны: трудоемкость нанесения их в 2 – 4 раза, а материалоемкость в 8 – 10 раз меньше, чем битумных. Полимерные покрытия для изоляции применяются в виде липкой ленты, на которую нанесен клей. Ленту наносят на очищенный и загрунтованный трубопровод.
Электрохимическая защита. Для защиты наружной поверхности промысловых трубопроводов от коррозии на нефтедобывающих предприятиях применяют следующие виды электрохимической защиты:
катодная, наложением внешнего тока;
Легирование металлов | Создание экранирующего поверхностного слоя | ||||||
Методы воздействия на металл | Введение элемента, понижающего катодную или анодную активность | ||||||
Введение элемента, предотвращающего структурную коррозию | |||||||
Обработка поверхности | Термическая обработка | ||||||
Химическое и электрохимическое полирование | |||||||
Механическая обработка (наклеп, ролики и т.д.) | |||||||
Нанесение защитных покрытий | Постоянного действия | ||||||
Временного действия | |||||||
Периодического действия (ПИНСы, воски) | |||||||
Рациональное конструирование | Вывод узлов из агрессивных сред | ||||||
Исключение зон локального разрушения | |||||||
Электрохимическая защита | Катодная, наложением тока | ||||||
Катодная протекторная | |||||||
Анодная | |||||||
Методы воздействия на среду и условия эксплуатации | |||||||
Герметизация | Полная | ||||||
Частичная | |||||||
Статическая с применением селикагеля (С) | |||||||
Осушка воздуха | Статическая с применением активированного угля (А) | ||||||
С и А с добавками нейтрализующих веществ | |||||||
Динамическая | |||||||
Динамическая с нагревом | |||||||
С легколетучими нейтрализующими компонентами | |||||||
Создание искусственных сред | С легколетучими ингибиторами и фунгицидами | ||||||
Деаэрация водных сред | |||||||
Ингибирование | |||||||
Применение нейтральных сред | |||||||
Комбинированные методы | Комплекс воздействия на металл | |
Комплекс воздействий на среду | ||
Комплекс воздействий на металл и среду |
Рис. 2.22. Классификация методов защиты от коррозии
катодная протекторная.
Катодной защитой называется способ предупреждения коррозии металла, при котором защищаемый объект делают катодом, а разрушению подвергается специально установленный анод.
При катодной защите наложением внешнего тока источник постоянного тока 1 (рис. 2.23) через плюсовую клемму соединен с помещенным в землю анодом 4. Минусовая клемма источника тока соединена дренажем 5 с трубопроводом 3. Электрический ток проходит через анод 4 в почву, затем через поврежденную изоляцию натекает на трубопровод и возвращается по дренажу 5 к минусовой клемме источника тока. Поступая в трубу через поврежденную изоляцию, электрический ток превращает эти места в катоды, вследствие чего поверхности самого трубопровода не подвергается коррозии, а разрушается анод 4, который для этого и предназначен.
Pиc.2.23. Схема катодной защиты трубопровода внешним током: 1 – источник постоянного тока; 2 – изолированный электропровод; 3 – трубопровод с поврежденной изоляцией; 4 – анод; 5 –дренаж
В качестве источника энергии для катодной защиты может служить любой источник постоянного тока с напряжением около 20 В. Мощность, потребляемая для катодной защиты, колеблется от 1 до 20 кВт в зависимости от коррозионной активности почвы, протяженности защищаемого участка, качества и состояния изоляционного покрытия.
Для повышения эффективности катодной защиты и сокращения затрат электроэнергии защищаемый участок трубопровода отделяется от соседних участков фланцевым соединением с прокладкой из диэлектрического материала. В качестве заземленных анодов применяют специальные сплавы.