Las redes de tuberías de calefacción de titanio enterradas colocadas al aire libre para proyectos de calefacción circulante en fábricas son vulnerables a las sobretensiones de los rayos y a las altas diferencias de potencial transitorias durante las tormentas. Los rayos directos sobre edificios de fábricas, líneas de transmisión de alto-voltaje y estructuras metálicas de soporte cercanas generarán sobretensiones instantáneas, que se propagan a lo largo de las redes de puesta a tierra y las instalaciones metálicas enterradas. Si las tuberías de calefacción de titanio carecen de conexión equipotencial estandarizada y de configuraciones completas de protección contra rayos, se formarán diferencias de potencial transitorias entre las tuberías de titanio, los soportes de acero enterrados y el electrolito conductor del suelo circundante. Una sobrecorriente parásita instantánea pasa a través de las superficies de las tuberías de titanio, rompiendo rápidamente la película pasiva estable de dióxido de titanio y provocando corrosión por picaduras electroquímica dispersa a lo largo de las secciones de tuberías enterradas. La implementación de especificaciones unificadas de protección contra rayos y un diseño de conexión equipotencial de rango completo-puede eliminar los bucles de voltaje transitorio, bloquear los canales de transmisión de sobretensiones por rayos y proteger las instalaciones de calefacción de titanio enterradas contra daños por corrosión localizada inducida por rayos-en áreas industriales propensas a los truenos-.
La conexión completa-a la red equipotencial del sitio es la medida principal para eliminar las diferencias de potencial transitorias que desencadenan la corrosión por rayos. Los puntos de puesta a tierra independientes y dispersos para las tuberías de calefacción de titanio formarán enormes gradientes de voltaje en el momento en que una descarga eléctrica llegue a la tierra. Todos los soportes de fijación de tuberías de titanio, marcos de conexión de bridas, componentes conductores de penetración de tanques y terminales de puesta a tierra de tuberías deben conectarse de manera confiable a la barra colectora equipotencial principal unificada de fábrica mediante conductores de cobre de baja-resistencia. La unión equipotencial equilibra el potencial de todas las instalaciones de metal y titanio dentro del área de protección contra rayos, por lo que no existe diferencia de potencial entre las tuberías de titanio enterradas, las estructuras de acero circundantes y el suelo conductor durante eventos transitorios de rayos. Para uniones de bridas aisladas configuradas para prevenir la corrosión galvánica convencional, se deben instalar cables de cobre puente en ambos lados de los accesorios de aislamiento para garantizar que la sobrecorriente pueda fluir a través de la rejilla equipotencial sin problemas sin acumular voltaje en las superficies locales de las uniones de titanio.
La implementación de protectores contra sobretensiones clasificados forma un aislamiento jerárquico de sobretensión para sistemas auxiliares de tuberías y control de calefacción de titanio. Los rayos transitorios de alto voltaje a menudo invaden los cables de suministro de energía, las líneas de transmisión de señales de temperatura y el cableado de instrumentos de campo conectados a equipos de calefacción. La instalación de dispositivos de protección contra sobretensiones graduales en la entrada de la sala de distribución de energía,-el gabinete de control local en el sitio y los terminales de los sensores de campo puede limitar la sobretensión instantánea dentro del rango seguro que evita la ruptura pasiva de la película. Los descargadores de sobretensión de señal de baja-energía se adoptan para circuitos de monitoreo de temperatura y flujo para evitar que pequeñas corrientes transitorias desgasten repetidamente la capa pasiva de las tuberías de titanio a través de circuitos de conexión a tierra. Los protectores contra sobretensiones se deben inspeccionar periódicamente para detectar envejecimiento, degradación térmica y fallas de cortocircuito-para garantizar un rendimiento confiable de sujeción de sobretensión en temporadas de tormentas.
La protección auxiliar anticorrosión de tuberías enterradas coopera con los sistemas de puesta a tierra contra rayos para evitar riesgos de corrosión secundaria. Los conductores de conexión a tierra utilizados para la conexión equipotencial deben adoptar cables de cobre estañado resistentes a la corrosión-y las posiciones de conexión con accesorios de tubería de titanio deben envolverse con cinta adhesiva aislante anticorrosión para evitar la corrosión galvánica entre el cobre y el titanio en condiciones de electrolitos húmedos subterráneos. Los electrodos de puesta a tierra concentrados-enterrados profundamente se colocan en áreas de suelo de baja-resistividad para dispersar la corriente de sobretensión del rayo rápida y uniformemente en la tierra, evitando la alta densidad de corriente local que causa daño térmico y ablación pasiva de la película en las posiciones de contacto de las tuberías de titanio. En las regiones costeras de suelos de alta-salinidad, la protección catódica se puede combinar adecuadamente para restringir aún más la corrosión uniforme subterránea y al mismo tiempo garantizar la coordinación con los parámetros de puesta a tierra de rayos para evitar fallas en el sistema de protección.
La siguiente tabla muestra esquemas específicos de protección contra rayos y conexión equipotencial para diferentes escenarios de servicio de tuberías de calefacción de titanio enterradas:
表格
| Escenario de aplicación de tubería de calefacción de titanio enterrada | Configuración recomendada de protección contra rayos y equipotencial | Core Lightning-Valor de prevención de corrosión transitoria inducida |
|---|---|---|
| Fábrica costera propensa a truenos enterró tubería de calefacción con alto contenido de cloro | Unión equipotencial de red de rango completo-+ puente contra sobretensiones con brida aislada + protectores contra sobretensiones graduados | Elimina la diferencia de potencial transitorio de rayos y evita la corrosión por picaduras de tuberías de titanio dispersas. |
| Parque industrial interior: red de calefacción de titanio circulante enterrada de larga-distancia | Conexión de bus equipotencial principal + descargadores de sobretensiones especiales de línea de señal + pruebas periódicas de resistencia a tierra | Limita la invasión de sobretensión inducida a través de bucles de control y protege la integridad de la película pasiva de las tuberías enterradas. |
| Tubería de calefacción periférica de taller enterrada de corta-distancia con pocos terminales de instrumentos | Conexión equipotencial unificada + protección contra sobretensiones de una sola etapa de entrada de alimentación | Permite un aislamiento económico de voltaje transitorio de rayos para instalaciones enterradas{0}}a pequeña escala. |
| Sistema de calefacción de titanio enterrado en suelo de alta-conductividad de marismas | Conexión equipotencial combinada con electrodos de conexión a tierra profunda + envoltura aislante de contacto de cobre-titanio | Acelera la disipación de sobrecorriente y previene la corrosión secundaria galvánica de la junta de puesta a tierra. |
La protección contra rayos y el diseño de conexión equipotencial eliminan el riesgo de corrosión electroquímica transitoria de las tuberías de calefacción de titanio enterradas causadas por tormentas naturales. El rendimiento anticorrosión subterráneo estable del titanio-no puede resistir la ablación instantánea de corriente transitoria de alta-energía y la ruptura pasiva de la película inducida por la diferencia de potencial del rayo. Seguir la protección contra sobretensiones jerárquica estandarizada y las especificaciones equipotenciales completas-del sitio elimina los riesgos de corrosión ocultos debido a factores climáticos extremos, garantiza la seguridad estructural a largo plazo-de las redes de calefacción anticorrosión-enterradas y evita accidentes por fugas en tuberías y costosos mantenimientos de excavaciones subterráneas causados por la corrosión localizada inducida por rayos-.
