Захист від корозії блукаючими струмами

Блукаючі струми можна поділити на дві групи: статичні й динамічні.

Статичні блукаючі струми характеризуються постійною в часі амплітудою і постійним шляхом розповсюдження в ото­чуючому середовищі. Прикладом можуть бути блукаючі струми електролізних цехів.

Найширше розповсюджені динамічні блукаючі струми, які безперервно змінюють свою амплітуду і шлях проходження (наприклад, від електри-фікованої постійним струмом залізниці). Для виявлення корозійної небезпеки необхідно вимірювати потенціал конструкції у часі.

При вимірюванні потенціалів на газопроводі можна вия­вити катодні й анодні ділянки дії блукаючих струмів. Окремі ділянки можуть характе-ризуватися постійною в часі по­лярністю (катодна, анодна), або змінною (знакозмінна).

У катодній зоні газопровід знаходиться під частковим, або повним катодним захистом. В анодній зоні виникає посилена корозія. У знакозмінній зоні захист газопроводу чергується з його руйнуванням.

Рисунок 6.6 - Блукаючі струми, що виникають від електрифікованої постійним струмом залізниці.

Для боротьби з блукаючими струмами застосовують засо­би й методи, що ґрунтуються на:

-
обмеженні впливу струму в землю (баласт залізниці, за­стосування ретельно ізольованих відсмоктуючих ліній, змен­шення падіння напруги на стиках рейок тощо);

Рисунок 6.7 - Графік потенціалів "труба - земля" в зоні блукаючих струмів

- зменшенні сили струму, що натікає на газопровід (вибір траси газопроводу, якісне ізоляційне покриття газопроводу, секціонування ізолюючими моноблоками);

- відведенні блукаючих струмів із газопроводу на джерела їх виникнення (електричний дренаж);

- відведенні блукаючих струмів на заземлення - струмовідводи;

- застосуванні катодних і протекторних установок.

Принцип електродренажного захисту полягає у відведенні блукаючих струмів із газопроводу на рейки, або на збірну ши­ну відсмоктуючих кабелів тягової підстанції залізниці. До га­зопроводу за допомогою дренажного кабеля приєднують дре­нажний перетворювач, який також приєднують до джерела струму. При достатній різниці потенціалу між газопроводом і рейками в колі "газопровід - рейки" потече струм, відведе­ний на джерело. Дренажний захист на анодних ділянках діє безперервно, на знакозмінних - періодично.

1 - газопровід; 2 - регулюючий резистор; 3 - напівпровідникові діоди; 4 - резистор баластний; 5 - шунт; 6 - вимикач; 7 - амперметр; 8 - запобіжник дренажу; 9 - рейка; І_ду - струм в установці

Рисунок 6.8 - Схема поляризованої дренажної установки

Захист трубопроводів здійснюється за допомогою поляри­зованих, або посилених установок дренажного захисту. Поля­ризований дренаж забезпечує проходження блукаючих струмів із трубопроводу на рейки і не пропускає в зворотно­му напрямку. Для захисту газопроводів як на анодних, так і на знакозмінних ділянках застосовують посилений поляризо­ваний дренаж, принцип роботи якого аналогічний принципу роботи катодних установок.

Підключення дренажного кабеля в рейкове коло залізниці не повинно порушувати роботу її сигналізації. Для цього дре­нажний кабель на однорей-ковій залізниці приєднують безпосе­редньо до тягової рейки, на двонитковій - до середньої точ­ки дросель-трансформатора. При цьому поляризовані та по­силені дренажі можна приєдну­вати до середніх точок дроселя не частіше, ніж через 3 рейкових кола (через два дросельних стики на третій).

Для дренажних ліній застосовують електричні кабелі АСБ, СБ, ААШв із великим перерізом ― 1×240, 1× 300, 1×500, 1×625, 1×800 мм².

Вибір перерізу дренажного кабеля визначається розра­хунками і залежить від струму і довжини дренажної лінії.

Для захисту від блукаючих струмів застосовують також струмовідводи. Струмовідводами називають заземлення, з якими підземний трубопровід з'єднують за допомогою ізо­льованого провідника. В результаті такого з'єднання струм піде по провіднику на заземлення, і в цьому місці сплив стру­му безпосередньо з газопроводу в землю значно зменшиться або й зовсім припиниться.

Ефективність дії струмовідводу залежить від величини опору струмовідводу та з'єднувального провідника, а також від різниці потенціалів між спорудою та ґрунтом, в якому розташований струмовідвід.

Струмовідводи застосовують для захисту комунікацій як у зоні дії блукаючих струмів, так і для захисту від струмів ко­роткого замикання на землю в зоні дії високовольтних ліній електропередач.

Якщо струмовідвід приєднується до газопроводу в знакозмінній зоні блука-ючих струмів, то в його електричне коло потрібно включати діод, який не буде пропускати струм із землі на трубопровід, що захищається.

Можливість застосування струмовідводів і ефективність їх роботи необхідно з'ясовувати експериментально за допо­могою відповідних вимірювань і пробного включення стру­мовідводів, або ж орієнтовним розрахунком.

При проектуванні катодного захисту трубопроводу найважливішим етапом є його розрахунок електричних параметрів та вибору типу станції катодного захисту в залежності від них. Тому при цьому розрахунку визначимо також ще і геометричні параметри. Розрахунок проведемо для трьох ділянок газопроводу в залежності від опору ґрунту.

Для даного розрахунку вихідними даними є: діаметр трубопроводу, товщина стінки відповідної категорії труби, довжина вибраної ділянки трубопроводу, питомий опір ґрунту, природній потенціал труба земля, опір дренажних проводів, опір розтікання анодного заземлення.