Защита труб в земле от коррозии

Причины коррозии

Сети трубопроводов систем жизнеобеспечения распространены по всей территории России. С их помощью эффективно транспортируется газ, вода, нефтепродукты и нефть. Не так давно был проложен трубопроводов для транспортировки аммиака. Большинство видов трубопроводов выполнены из металла, а главный их враг – это коррозия, видов которой имеется много.

Причины образования ржавчины на металлических поверхностях основаны на свойствах окружающей среды, как наружной, так и внутренней коррозии трубопроводов. Опасность образования коррозии для внутренних поверхностей основана на:

  1. Взаимодействии с водой.
  2. Наличии в воде щелочей, солей или кислот.

https://www.youtube.com/watch?v=z_76dpsC6Ag

Такие обстоятельства могут сложиться на магистральных водопроводах, системах горячего водоснабжения (ГВС), пара и отопления. Не менее важным фактором является способ прокладки трубопровода: наземный или подземный. Первый проще обслуживать и устранять причины образования ржавчины, по сравнению со вторым.

При способе прокладывания “труба в другую трубу” риск возникновения коррозии находится на невысоком уровне. При непосредственном выполнении монтажа трубопровода на открытом воздухе возможно образование ржавчины от взаимодействия с атмосферой, что тоже приводит к изменению конструкции.

Трубопроводы, расположенные под землей, в том числе пара и горячей воды наиболее уязвимы к коррозии. Возникает вопрос о подверженности к коррозии труб, расположенных на дне водоисточников, но лишь небольшая часть магистралей расположена в этих местах.

Согласно предназначению трубопроводы с риском возникновения коррозии подразделяются на:

  • магистральные;
  • промысловые;
  • для систем отопления и жизнеобеспечения населения;
  • для сточной воды от промышленных предприятий.

Материалы протекторов

Чтобы протекторы обладали необходимыми эксплуатационными свойствами, их изготавливают из сплавов со следующими легирующими добавками.

  • Zn 0,025-0,15 % Cd 0,1-0,5 % Al — защита оборудования, находящегося в морской воде.
  • Al 8 % Zn 5 % Mg Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (доли процента) — эксплуатация сооружений в проточной морской воде.
  • Mg 5-7 % Al 2-5 % Zn — защита небольших конструкций в грунте или в воде с низкой концентрацией солей.

Неправильное применение некоторых видов протекторов приводит к негативным последствиям. Аноды из магния могут быть причиной растрескивания оборудования из-за развития водородного охрупчивания.

Совместная протекторная катодная защита с антикоррозионными покрытиями повышает ее эффективность.

Распределение защитного тока улучшается, а анодов требуется значительно меньше. Один магниевый анод защищает покрытый битумом трубопровод на длину 8 км, а без покрытия — всего на 30 м.

Подверженность коррозии магистральных трубопроводных сетей

Коррозия трубопроводов данного типа наиболее хорошо изучена, и их защита от воздействия внешних факторов определена стандартными требованиями. В нормативных документах рассматриваются способы защиты, а не причины, исходя из которых происходит образование ржавчины.

Не менее важно учитывать, что при этом рассматривается только наружная коррозия, которой подвержен внешний участок трубопровода, так как внутри магистрали проходят инертные газы. Не столь опасно в этом случае контактирование металла с атмосферой.

Защита труб в земле от коррозии

Для защищенности от коррозии по ГОСТ рассматриваются для нескольких участок трубопровода: повышенной и высокой опасности, а также коррозионно-опасных.

Воздействие негативных  факторов из атмосферы для участков повышенной опасности или виды коррозии:

  1. От источников постоянного тока возникновение блуждающих токов.
  2. Воздействие микроорганизмов.
  3. Созданное напряжение провоцирует растрескивание металла.
  4. Хранение отходов.
  5. Соленые почвы.
  6. Температура транспортируемого вещества выше 300 °С.
  7. Углекислотная коррозия нефтепровода.

Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии должен знать конструкцию трубопровода и требования СНиП.

Суть процедуры

Протекторная защита строится на основе такого вещества, как ингибитор. Это металл, имеющий повышенные электроотрицательные качества. При воздействии на него воздуха происходит растворение протектора. Вследствие этого основной материал сохраняется, даже если на него оказывается сильное влияние коррозии.

Различные виды коррозии легко победить, если использовать катодные электрохимические методы, к которым относится и протекторная защита. Подобная процедура – идеальное решение, когда у предприятия нет финансовых возможностей или технологического потенциала, чтобы обеспечить полноценную защиту от коррозийных процессов.

Как классифицируется электрохимическая защита

Коррозия и защита магистральных трубопроводов и резервуаров от нее контролируются двумя способами:

  • К металлической поверхности подводиться источник от тока. Этот участок приобретает отрицательный заряд, то есть исполняет роль катода. Аноды – это инертные электроды, которые никакого отношения к конструктивному исполнению не имеют. Этот способ считается наиболее распространенным, и электрохимическая коррозия не возникает. Такая методика направлена на недопущение следующих разновидностей коррозий: питтинговой, по причине присутствия блуждающих токов, кристаллического типа нержавеющей стали, а также растрескиванию элементов из латуни.
  • Гальванический способ. Защита магистральных трубопроводов или протекторная защита осуществляется металлическими пластинами с большими показателями отрицательных зарядов, изготовленными из алюминия, цинка, магния либо их сплавов. Аноды – это два элемента, так называемые ингибиторы, при этом медленное разрушение протектора способствует поддержанию в изделии катодного тока. Протекторная защита используется крайне редко. ЭХЗ выполняется на изоляционное покрытие трубопроводов.

Противодействие протекторным способом

Протекторная защита газопровода от коррозии предусматривает создание блокирующего потенциала при помощи подсоединения к трубам металлических протекторов с более отрицательным показателем, чем параметр самого трубопровода. При использовании указанного метода не предусматривается внешний источник тока, требуемые характеристики создаются посредством гальванического анодного элемента. Под воздействием протектора на газопровод действует катодная поляризация, что способствует прекращению коррозийных процессов.

Рабочим материалом может выступать цинк, алюминий, магний в виде специальных сплавов (МЛ, ЦО, Ц1 и тому подобных). Указанный вид защиты максимально прост, не нуждается в дополнительном обслуживании. Данный способ в комбинации с другими методами актуально применять для защиты отдельных отсеков, не пересекаемых смежными участками катодной безопасности.

Протекторы монтируются сплотками по несколько элементов, подключаются непосредственно к трубе либо выходу-катоду. Между собой они соединяются при помощи специального кабеля, провода из стали или меди. Для увеличения эффективности защиты протекторы располагаются в заполнителе, что снижает переходное сопротивление. В качестве состава выступает сернокислый магний либо натрий с глиной. Расстояние монтажа протекторов от трубопровода составляет порядка 3-6 метров.

Особенности использования антикоррозионного покрытия стальных труб «Уризол»

Защита труб в земле от коррозии

Основной причиной разрушения трубопроводов является следствие коррозии металлических поверхностей. После образования ржавчины образовывают трещины, разрывы, каверны, которые постепенно увеличиваются в размерах и способствуют разрыву трубопровода. Это явление чаще происходит у магистралей, проложенных под землей, или соприкасающихся с грунтовыми водами.

В принципе действия катодной защиты заложено создание разности напряжений и действия двумя вышеописанными методами. После проведенных измерительных операций непосредственно на местности расположения трубопровода выяснено, что нужный потенциал, способствующий замедлению процесса разрушения должен составлять 0,85В, а у подземных элементов это значение равно 0,55В.

Для замедления скорости коррозии следует снизить катодное напряжение на 0,3В. При таком раскладе, скорость коррозии не будет более 10 мкм/год, а это существенно продлить срок службы технических устройств.

Одна из значимых проблем – это наличие блуждающих токов в грунте. Такие токи возникают от заземлений зданий, сооружений, рельсовых путей и иных устройств. Тем более невозможно провести точную оценку, в каком месте они могут проявиться.

Для создания разрушающего воздействия достаточно заряда стальных трубопроводов положительным потенциалом по отношению к электролитическому окружению, к ним относятся магистрали, проложенные в грунте.

Для того чтобы обеспечить контур током необходимо подвести внешнее напряжение, параметры которого будут достаточными для пробивания сопротивления грунтового основания.

Как правило, подобные источники – это линии электропередач с показателями мощностей от 6 до 10 кВт. Если электрический ток невозможно подвести, то можно использовать дизельные или газовые генераторы. Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии перед выполнением работ должен быть ознакомлен с проектными решениями.

Одним из самых распространенных материалов в борьбе с ржавчиной трубопроводов является двухкомпонентный материал на основе полимочевины – Уризол. Это вещество активно борется с почвенной и атмосферной коррозией. Кроме общей поверхности конструкции, данным составом просто обрабатывать фитинги, крановые узлы, соединительные детали трубопроводных магистралей.

Первый компонент – Уреапол, который наносится как основа и по сути является смолой, второй компонент — Уреанат, который является активным веществом.

Нанесение Уризола

Как и другие защитные составы, Уризол в несколько слоев для достижения необходимой толщины слоя. Предварительно поверхность должна быть подготовлена: очищена от грязи, наросшей ржавчины, пыли и отслоившейся краски, если такая имеется. Поверхность вымывается чистящими растворами и обезжиривается углеводородными растворителями.

Специалист смешивает необходимые компоненты в специальных пропорциях для качественной работы покрытия. Само нанесение происходит с помощью специальной распылительной установки, когда состав попадает на защищаемую поверхность он находится в жидком состоянии, переходит в гелеобразное и твердеет. После затвердевания, измеряется толщина полученного слоя, если она недостаточна для длительной защиты, процедура повторяется до нарастания необходимого слоя.

  • высокий уровень полимеризации без специальных катализаторов;
  • незначительная чувствительность к температурным и влажностным воздействиям;
  • быстрое высыхание слоев, что предотвращает появление подтеков и неровностей;
  • длительный срок службы – при нанесении квалифицированными специалистами достигает 30 и более лет;
  • высокая экологичность и безвредность для человека;
  • низкая пожароопасность, которая обеспечивается отсутствием примесей.
Характеристика Свойство
Время высыхания, мин ≤ 10
Диэлектрическая сплошность. Отсутствие пробоя при электрическом напряжении, кВ/мм ≥ 5
Прочность при ударе, Дж

— при температуре (20±5)ºС;

— при температуре (40±3)ºС;

— при температуре минус (40±3)ºС

≥ 6

≥ 6

≥ 6

Адгезия к стали методом отрыва (для всех типов покрытий) при температуре (20±5)ºС, МПа ≥7
Относительное удлинение при разрыве при температуре (20±5)ºС, % ≥20
Прочность покрытия на изгиб при температуре испытаний (20±5)ºС Отсутствие трещин и мест отслаивания

Нанесение антикоррозийного покрытия

Способ нанесения антикоррозийного покрытия зависит от выбранного материала покрытия и требует индивидуального подхода. Однако существуют единые нормы, которые применяются в любом случае:

  1. Поверхность подготавливают: очищают от окалин, ржавчины, старого защитного покрытия, краски;
  2. Зачищают очищенную поверхность;
  3. Поверхность обезжиривают с помощью специальных составов;
  4. Очищают с помощью песко- или дробеструйной машины с мелким песком;
  5. Обрабатывают моющими средствами для очищения глубоких слоев изделия;
  6. Промывают поверхность;
  7. Высушивают поверхность перед нанесением основного защитного покрытия;
  8. Каждый слой наносимого защитного покрытия тщательно высушивается.

Чаще всего применяется антикоррозийная покраска труб, так как этот материал имеет широкое распространение, демократичную цену, легок в нанесении (распыление или нанесение валиком) и долговечен.

В зависимости от вида защитного покрытия, применяется специальное оборудование, например, установка электродуговой металлизации (позволяет наносить металлические покрытия), установки для плазменного напыления, установки для «холодного» цинкования стальных изделий (для лакокрасочных изделий), установки для напыления (грунтовые и лакокрасочные вещества), валик.

Защита подземных трубопроводов от коррозии

2.1 Методы защиты
трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии должны выбираться
в зависимости от:-
способа прокладки тепловых сетей (подземная канальная, подземная
бесканальная, надземная);-
максимальной температуры теплоносителя (за которую принимается
расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе по
температурному графику тепловой сети, принятому для данной системы
централизованного теплоснабжения);


вида тепловой изоляции и типа теплоизоляционной конструкции;-
условий эксплуатации, определяемых по результатам периодических
наружных осмотров и технического обследования коррозионного
состояния (для канальной прокладки – подверженность каналов
затоплению, заносу грунтом, подверженность теплоизоляционной
конструкции увлажнению капельной влагой;

2.2 В качестве средств
защиты от наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей, а также
их элементов (участков сварных соединений, углов поворотов,
тройников и др.), должны применяться защитные антикоррозионные
покрытия, наносимые на внешнюю поверхность труб под тепловую
изоляцию.При наличии признаков
опасности наружной коррозии подземных трубопроводов тепловых сетей
(раздел 3 настоящей Типовой инструкции) в качестве средств защиты
должна применяться электрохимическая защита путем катодной
поляризации труб с помощью установок катодной, электродренажной
защиты (поляризованных или усиленных электродренажей) или
протекторов.

2.3 Для трубопроводов
тепловых сетей, проложенных с использованием теплоизоляционных
конструкций высокой заводской готовности (например, трубопроводов с
изоляцией из пенополиуретана и трубой-оболочкой из полиэтилена
высокой плотности, оборудованных системой оперативного
дистанционного контроля (ОДК), сигнализирующей о повреждениях и
наличии влаги в изоляции, а также для трубопроводов с другими
видами теплоизоляционных конструкций, не уступающих указанной выше
конструкции по эксплуатационным свойствам), защитные
антикоррозионные покрытия не применяются.

2.4 При надземной
прокладке для трубопроводов тепловых сетей должны применяться
только защитные антикоррозионные покрытия.

2.5 Для трубопроводов
тепловых сетей, транспортирующих пар, при подземной прокладке и
наличии признаков опасности наружной коррозии (см. раздел 3
настоящей Типовой инструкции), кроме защитных антикоррозионных
покрытий стальных труб, должны предусматриваться средства
электрохимической защиты для тех сетей, в которых могут быть
разовые перерывы в подаче пара продолжительностью более одного
месяца.

2.6 Выбор типа защитных
антикоррозионных покрытий для трубопроводов тепловых сетей должен
производиться по максимальной температуре теплоносителя с учетом
способа прокладки тепловых сетей, вида тепловой изоляции, состояния
защищаемой поверхности труб, располагаемых технологий ее
подготовки, условий нанесения покрытия по рекомендациям,
приведенным в разделах 5, 6 настоящей Типовой инструкции.

При выпуске защитных
антикоррозионных покрытий с лучшими технико-экономическими
показателями, удовлетворяющими требованиям работы на тепловых сетях
(см. п.п.5.5, 5.7 настоящей Типовой инструкции), следует применять
эти покрытия взамен указанных в таблице 2 настоящей Типовой
инструкции (после проведения стендовых испытаний согласно [7] и
получения положительных результатов).

2.7 Электрохимическая
защита (ЭХЗ) может осуществляться с помощью станций катодной защиты
(СКЗ), электродренажных установок и гальванических анодов
(протекторов). СКЗ и электродренажные установки могут применяться
как для бесканальной, так и канальной прокладок тепловых сетей. В
последнем случае при использовании СКЗ их анодные заземлители (AЗ)
могут размещаться как за пределами каналов, так и непосредственно в
каналах.

Гальваническая (протекторная) защита может применяться
только при канальной прокладке тепловых сетей с их размещением у
дна канала или на поверхности трубопроводов. В случаях наличия
защитных антикоррозионных покрытий, обладающих протекторными
свойствами (например, металлизационного алюминиевого покрытия), ЭХЗ
применяется лишь при опасном воздействии блуждающих постоянных
токов или переменных токов (см. раздел 7 настоящей Типовой
инструкции).

2.8 Защита от коррозии
стальных опорных строительных конструкций под трубопроводы тепловых
сетей должна предусматриваться в соответствии с [1].Для указанных конструкций
могут применяться лакокрасочные защитные покрытия, приведенные в
таблице 2 настоящей Типовой инструкции.

4.1 Для определения
опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей должны
систематически проводиться осмотры трубопроводов подземных тепловых
сетей и электрические измерения для определения коррозионной
агрессивности грунтов и опасного действия блуждающих токов.

4.2 Электрические
измерения на тепловых сетях, находящихся в эксплуатации, должны
производиться ПЗК ОЭТС (см. п.п.1.3.4-1.3.6 настоящей Типовой
инструкции). К этим работам могут привлекаться также
специализированные организации.

4.3 Электрические
измерения (см. п.1.1.1 настоящей Типовой инструкции) на трассах
вновь сооружаемых и реконструируемых тепловых сетей должны
производиться, как правило, организациями, разрабатывающими проект
прокладки или капитального ремонта тепловых сетей, или
специализированными организациями, разрабатывающими технические
решения по защите тепловых сетей от наружной коррозии.

Определение коррозионной агрессивности грунтов в полевых и
лабораторных условиях

4.4 Измерения УЭС грунта
производятся для выявления участков трассы тепловых сетей
бесканальной прокладки в грунте с высокой коррозионной
агрессивностью, а также для выбора типа, конструкции и расчета
анодного заземлителя при необходимости ЭХЗ (катодной защиты)
трубопроводов тепловых сетей.

4.5 Коррозионная
агрессивность грунта по их УЭС определяется в полевых и
лабораторных условиях.

4.6 Измерение УЭС грунта
в полевых условиях на действующих тепловых сетях должно
производиться вдоль трассы тепловой сети через каждые 100-200 м на
расстоянии 2-4 м от ее оси.На трассах вновь
сооружаемых тепловых сетей УЭС грунта производится вдоль оси
предполагаемой трассы через каждые 100-200 м.

4.7 Измерение УЭС должно
производиться в период отсутствия промерзания грунта на глубине
заложения трубопроводов тепловых сетей по четырехэлектродной схеме
(рис.1) с помощью измерителей сопротивления типа М-416, Ф-416, Ф
4103-М1, аппаратуры ГУП “Парсек” или других приборов. В качестве
электродов применяют стальные стержни длиной 250-350 мм и диаметром
15-20 мм.

Трубопроводы разных видов нашли широкое применение в современном мире. Они практически всегда спрятаны пол землей. Процесс образования коррозии на них не относится к разряду тех, которые можно избежать. Его можно только отсрочить на некоторый промежуток времени. Для этого используются специальные составы, которые на металлической поверхности образуют небольшую защитную пленку. Она не дает агрессивной подземной среде влиять на структуру трубопровода.

Защита трубопроводов от коррозии направлена на то, чтобы остановить все окислительные процессы.

Защитная пленка должна находиться и внутри и снаружи по понятным причинам. Только в этом случае можно предотвратить быстрее появление коррозийного налета, который обладает разрушающими свойствами.

Защита трубопроводов необходима для разных видов коммуникаций. Сегодня защитные способы применяются не только для водопроводных труб, которые страдают от появления ржавчины, но и для газопровдов.

Защита водопроводных труб необходимо по причине того, что по ним вода поступает на предприятия и в дома людей. Она должна быть без всяких примесей. Если трубы ржавые, то водопроводная жидкость будет иметь неприятный оранжевый оттенок. Такая вода не годится для употребления в пищу. Ее даже не используют на промышленных объектах, потому что она может повлиять на свойства выпускаемой продукции.

В этой статье читателю предложена  подробная инструкция, в которой детально описаны основные принципы выполнения антикоррозионной защиты для металлических изделий. Я расскажу как защитить от коррозии любую металлическую поверхность.

Цинковое покрытие защищает трубу изнутри и снаружи
Цинковое покрытие защищает трубу изнутри и снаружи

По механизму возникновения и степени разрушающего воздействия все вредоносные факторы условно можно разделить на несколько видов.

  1. Атмосферная коррозия возникает при взаимодействии железа с водяным паром, который содержится в окружающем воздухе, а также в результате прямого контакта с водой при выпадении атмосферных осадков. В процессе протекания химической реакции образуется оксид железа, или проще говоря, обычная ржавчина, которая существенно снижает прочность металлических изделий, а со временем может привести к их полному разрушению.
Электрохимическая коррозия разрушает даже толстостенные трубы
Электрохимическая коррозия под землей разрушает даже толстостенные трубы
  1. Химическая коррозия возникает в результате взаимодействия железа с различными активными химическими соединениями (кислоты, щелочи и пр.). При этом протекающие химические реакции приводят к образованию других соединений (соли, оксиды и пр.), которые также как и ржавчина, постепенно разрушают металл.
  2. Электрохимическая коррозия возникает в тех случаях, когда железное изделие длительное время находится в среде электролита (водный раствор солей различной концентрации). При этом на поверхности металла образуются анодные и катодные участки, между которыми протекает электрический ток. В результате электрохимической эмиссии частицы железа переносятся из одного участка в другой, что приводит к разрушению металлического изделия.
  3. Воздействие отрицательных температур в тех случаях, когда трубы используются для транспортировки воды, приводит к ее замерзанию. При переходе в твердое агрегатное состояние, в воде образуется кристаллическая решетка, в результате чего ее объем увеличивается на 9%. Находясь в замкнутом пространстве, вода начинает давить на стенки трубы, что в конечном итоге приводит к их разрыву.
На фото видно разрыв стенки трубы от расширения ледяной пробки
На фото видно разрыв стенки трубы от расширения ледяной пробки

Переносной медносульфатный электрод сравнения

1 – корпус;

2 – стержень из красной меди; 3 – крышка для крепления
стержня;4 – наконечник проводника; 5 – контактный зажим; 6 – полость,
заполняемая насыщеннымраствором медного купороса; 7 – нижняя крышка; 8 – пористое
дно.

При сборке переносных
медносульфатных электродов необходимо:-
очистить медный стержень от загрязнений и окисных пленок либо
механически (наждачной бумагой), либо травлением азотной кислотой.
После травления стержень тщательно промыть дистиллированной или
кипяченой водой. Попадание кислоты в сосуд электрода
недопустимо;


залить электрод насыщенным раствором чистого медного купороса в
дистиллированной или кипяченой воде с добавлением кристаллов
купороса. Заливать электроды следует за сутки до начала измерений.
После заливки все электроды установить в один сосуд (стеклянный или
эмалированный) с насыщенным раствором медного купороса так, чтобы
пористое дно электродов было полностью погружено в раствор.

4.16 Измерения в каждом
пункте должны проводиться не менее 10 мин с непрерывной
регистрацией или с ручной записью результатов через каждые 10 с
(приложение В).В
зоне блуждающих токов трамвая с частотой движения 15-20 пар в 1 ч
измерения необходимо производить в часы утренней или вечерней
пиковой нагрузки электротранспорта.

4.17 Если наибольший
размах колебаний разности потенциалов (между наибольшим и
наименьшим ее значениями) превышает 0,04 В, это характеризует
наличие блуждающих токов (как в отсутствии, так и при наличии
других подземных сооружений, проложенных вблизи трассы вновь
сооружаемых теплопроводов).Примечание.

Определение опасного влияния блуждающего постоянного тока
для действующих трубопроводов тепловых сетей

4.18 Опасное влияние
блуждающего постоянного тока выявляют, определяя изменение
потенциала трубопровода под действием блуждающего тока по отношению
к стационарному потенциалу трубопровода. Измерения выполняются с
шагом не более 200 м.

4.19 Измерения производят
в стационарных контрольно-измерительных пунктах (КИП),
оборудованных электродами сравнения длительного действия (см.
приложение Т), или на нестационарных КИП, устанавливая электроды
сравнения на дне камеры, в шурфах или на поверхности земли на
минимально возможном расстоянии (в плане) от трубопроводов.

4.20 Для проведения
измерений используют вольтметры в соответствии с п.4.14 настоящей
Типовой инструкции. Положительную клемму измерительного прибора
присоединяют к трубопроводу, отрицательную – к электроду
сравнения.

4.21 Режим измерений
должен соответствовать условиям, изложенным в п.4.16 настоящей
Типовой инструкции.Результаты ручной записи
измерений заносят в протокол (приложение В).В
тех случаях, когда наибольший размах колебаний потенциала
трубопроводов, измеряемого относительно МЭС (разность между
наибольшим и наименьшим абсолютными значениями этого потенциала) не
превышает 0,04 В, колебания потенциала не характеризуют опасного
влияния блуждающих постоянных токов.

4.22 Стационарный
потенциал трубопроводов следует определять при выключенных
средствах ЭХЗ путем непрерывного измерения и регистрации разности
потенциалов между трубопроводом (подающим или обратным) и МЭС в
течение достаточно длительного времени – вплоть до выявления
практически не изменяющегося во времени (в пределах 0,04 В)
значения потенциала, относящемуся к периоду перерыва в движении
электрифицированного транспорта, когда блуждающий ток отсутствует
(как правило, в ночное время суток).

За стационарный потенциал
трубопровода принимается среднее значение потенциала при различии
измерявшихся значений не более чем на 40 мВ. При отсутствии
возможности измерения стационарного потенциала трубопровода его
значение принимают равным минус 0,7 В относительно МЭС.Примечание. При
определении опасного влияния блуждающего постоянного тока на
теплопроводы канальной прокладки электроды сравнения следует
устанавливать в зоне затопления или заиливания канала.

, (4.4)

Катодная защита трубопроводов

где – наименее отрицательная и наиболее
положительная за период измерений разность потенциалов между
трубопроводом и МЭС.

Результат вычислений
заносят в протокол (приложение В).Для теплопроводов
бесканальной прокладки, проложенных в грунтах высокой коррозионной
агрессивности, влияние блуждающих токов признается опасным при
наличии за период измерений положительного смещения потенциала; в
грунтах средней и низкой коррозионной агрессивности влияние
блуждающего тока признается опасным при суммарной продолжительности
положительных смещений потенциала относительно стационарного
потенциала за время измерений в пересчете на сутки более 4
мин/сутки.

Определение опасного влияния переменного тока

4.24 Зоны опасного
влияния переменного тока определяют на участках трубопроводов, на
которых выявлены значения напряжения переменного тока между
трубопроводом и МЭС, превышающие 0,3 В.

4.25 Смещение потенциала
трубопровода, вызываемое переменным током, измеряют на
вспомогательном электроде (ВЭ) относительно переносного МЭС до и
после подключения ВЭ к трубопроводу через конденсатор емкостью 4
мкф. ВЭ представляет собой пластину, изготовленную из стали ст.3
размером 25х25 мм, толщиной 1,5-2,0 мм.Примечания.

1. На участке
трубопровода, оборудованного ЭХЗ, измерения выполняют при
отключенных средствах ЭХЗ.

2. На теплопроводах
канальной прокладки опасное влияние переменного тока определяют
лишь на участках затопления или заиливания каналов.

3. На трубопроводах
тепловых сетей бесканальной прокладки с пенополиуретановой тепловой
изоляцией и трубой-оболочкой из жесткого полиэтилена (конструкция
“труба в трубе”) и аналогичной теплоизоляционной конструкцией на
стыках труб, отводах и углах поворотов, имеющих действующую систему
оперативного дистанционного контроля (ОДК) состояния изоляции
трубопроводов, контроль опасности влияния переменного и постоянного
тока не производится.

4.26 ВЭ устанавливают в
специально подготовленном шурфе, подготовку и установку которого
производят в следующем порядке.В
намеченном пункте измерений над теплопроводом или в максимальном
приближении к нему (в плане) в месте отсутствия дорожного покрытия
делают шурф глубиной 300-350 мм и диаметром 180-200 мм.

Перед установкой в грунт
ВЭ зачищают шлифовальной шкуркой ГОСТ
6456 [72] зернистостью 40 и насухо протирают. Предварительно из
взятой со дна шурфа части грунта, контактирующего с ВЭ, должны быть
удалены твердые включения размером более 3 мм. На выровненное дно
шурфа насыпают слой грунта толщиной 30 мм, на нем укладывают ВЭ
рабочей (неизолированной) поверхностью вниз и засыпают его грунтом
слоем 60-80 мм от дна шурфа.

4.27 Для проведения
измерений собирают схему, приведенную на рис.5. Используют
вольтметр с входным сопротивлением не менее 1 МОм (например, типа
43313.1, ПКИ-02).

Дренажная защита

Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии должен быть ознакомлен с устройством дренажа. Такая защита от образования ржавчины трубопроводов от блуждающих токов производится устройством дренажа, необходимым для отвода этих токов в другой участок земли. Всего существует несколько вариантов дренажей.

Разновидности исполнения:

  1. Выполненный под землей.
  2. Прямой.
  3. С полярностями.
  4. Усиленный.

При осуществлении  земляного дренажа производят установку электродов к анодные зоны. Для обеспечения прямой дренажной линии выполняется электрическая перемычка, соединяющая трубопровод с отрицательным полюсом от источников токов, к примеру, заземлению от жилого дома.

Поляризованный дренаж имеет одностороннюю проводимость, то есть при появлении положительного заряда на заземляющем контуре он автоматически отключается. Усиленный дренаж функционирует от преобразователя тока, дополнительно подключенному в электрическую схему, а это улучшает отвод блуждающих токов от магистрали.

Прибавка на коррозию трубопроводов проводится расчетным путем, согласно РД.

Защита трубопроводов от коррозии

Кроме всего, применяется ингибиторная защита, то есть на трубах используется специальный состав для защиты от агрессивных сред. Стояночная коррозия возникает при простое котельного оборудования продолжительное время, чтобы этого не происходило, необходимо техническое обслуживание оборудования.

Монтер по защите подземных трубопроводов от коррозии должен обладать знаниями и навыками, обучен Правилам и периодически проходить медосмотр, и сдавать экзамены в присутствии инспектора Ростехнадзора.

В большинстве случаев рельсы электрифицированных железных дорог и трамваев не имеют достаточной проводимости, в результате чего часть электрического тока стекает в почву.Такой ток называют блуждающим. Газопроводы, прокладываемые вблизи железных дорог, необходимо защищать от блуждающих токов,т к металлические газопроводы являются хорошими проводниками.

В тех местах, где блуждающие токи из почвы входят в трубопровод, образуются катодные зоны, а в тех местах где токи выходят из трубопроводов в почву, образуются анодные зоны. В анодных зонах происходит активная коррозия металла трубы. Под воздействием блуждающих токов трубопроводы могут разрушаться насквозь в течение короткого периода, поэтому борьба с ними крайне необходима.

Эффективным методом борьбы с коррозией, вызываемой блуждающими токами, является электрический дренаж,т е отвод блуждающих токов через проводник от газопровода к источнику возникновения этих токов.Отводом токов по проводнику понижается потенциал газопровода по отношению к почве,чем ликвидируются анодные и знакопеременные зоны и прекращается утечка токов с газопровода в землю.

В зависимости от расположения тяговых подстанций и других факторов электродренажные линии от газопровода сооружаются либо непосредственно на тяговую подстанцию (на минусовую шину), либо на рельсы железной дороги. При сооружении электродренажной линии на минусовую шину тяговой подстанции электродренаж может быть прямым или поляризованным.

Прямо дренаж применяется тогда, когда потенциал газопровода больше,чем потенциал системы, в которую отводятся блуждающие токи.При сооружении электродренажной линии на рельсы электродренаж должен быть обязательно поляризованным. Поляризованный дренаж отличается от прямого тем, что в схему дренажа вводятся поляризованные дренажные установки, устраняющие возможность обратного течения электрических токов на газопровод. Электродренажная линия может быть кабельной или воздушной. На электродренажной линии устанавливают контрольно-измерительные приборы.

Наибольшее распространение на газопроводах получили универсальные поляризованные дренажные установки типа УПДУ-57.