|
ЗАЩИТА ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ
КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ И МЕТОДЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Степень коррозионной
активности грунтов зависит от концентрации растворимых веществ, влажности,
состава и др. (табл.
1).
Таблица 1
Характеристика коррозионной активности грунтов и средства защиты
|
|
|
Методы определения коррозионной активности |
|
|
Грунты |
Коррозионная активность |
по удельному электросопротивлению грунта, Ом·м |
по потере массы трубки, кг/(м ·год) |
по плотности поляризующего тока, мА/м |
Средства защиты |
|
Песчаные и
песчано-глинистые |
Низкая |
>100 |
<0,3 |
<30 |
Нормальные противокоррозионные |
|
Глинистые, солончаковые, известковые бедные
черноземом |
Средняя или нормальная |
20-100 |
0,35 |
30-40 |
То же |
|
Богатые черноземом торфяные, засоренные мусором, известью,
шлаком и др.
|
Повышенная
Высокая
Весьма высокая
|
10-20
5-10
<5
|
0,4-0,6
0,6-1,2
 1,2
|
40-50
>50
>100
|
Усиленные противокоррозионные покрытия вместе с катодной
поляризацией | Удельное
сопротивление грунта (табл. 2) можно определить при помощи симметричной и
несимметричной четырехэлектродной установки, стержневого заземлителя или методом
амперметра-вольтметра. Определение удельного сопротивления грунта  при помощи стержневого
заземлителя производится путем измерения сопротивления растеканию тока
известного стержневого заземлителя цилиндрической формы и последующего расчета
удельного сопротивления окружающего грунта по известной
формуле
 ,
(1)
где
 -
измеренное сопротивление растеканию тока заземлителя;  - длина стержня, погруженного в
грунт;  -диаметр стержня.
Таблица 2
Средние значения удельной проводимости  и удельного сопротивления  наиболее
распространенных грунтов
|
Грунты |
При атмосферных осадках 250 мм в год |
При атмосферных осадках 500 мм в год |
|
|
 ,
См/м
|
 ,
Ом·м
|
 ,
См·м
|
 ,
Ом·м
|
|
Чернозем |
0,05-0,02 |
20-50 |
0,5-0,1 |
2-10 |
|
Глина |
0,1-0,01 |
10-100 |
0,2-0,05 |
5-20 |
|
Пористый известняк (мел) |
0,02-0,003 |
50-380 |
0,03-0,01 |
33-100 |
|
Пористый песчаник |
0,001 |
1000 |
0,03-0,003 |
33-330 |
|
Кварцит (мрамор, кристаллический известняк) |
0001 |
1000 |
0,01-0,001 |
100-1000 |
При
проведении этих измерений длина стержня должна быть значительно больше его
диаметра. В случае однородной среды соотношение (1) дает значение истинного
удельного сопротивления, а для анизотропной, неоднородной среды - некоторое
среднее значение удельного сопротивления. При этом если проектируемое заземление
по своим геометрическим размерам будет соизмеримо с использованным для измерения
заземлителем, то данный способ не дает больших погрешностей. Если длина
измеряемого заземлителя примерно равна 1 м, то глубина исследуемого грунта равна
примерно 1,5 м. При таком способе измерения удельного сопротивления грунта может
возникнуть значительная погрешность, вызванная неплотным прилеганием грунта к
заземлителю. В сухих, щебенистых, крупнозернистых породах контакт стержня с
грунтом хуже, чем во влажных тонкодисперсных
грунтах.
Измерение
удельного сопротивления грунта при помощи четырехэлектродных установок выполняют
по схеме рис. 1, а. Измерительные электроды размещают обычно в одну линию,
которая для проектируемого трубопровода должна совпадать с осью трассы, а для
уложенного в землю трубопровода проходить параллельно последнему на расстоянии
не менее 4-6 м или перпендикулярно к нему. Расстояние между питающими
электродами А и В должно находиться в пределах:  , где  - глубина прокладки подземного
трубопровода, отсчитываемая от поверхности земли до центра трубы трубопровода.
Удельное сопротивление грунта определяют по формуле  , где  - разность потенциалов между
измерительными электродами  и  ;  - ток, протекающий через цепь питающих электродов А и В.
Коэффициент  определяется в зависимости от размещения питающих электродов А, В
и измерительных электродов , . В общем случае
 ,
где  ,  ,  - соответственно расстояние между
электродами  и , и , и  .
Рис. 1. Схема измерения удельного сопротивления грунта при
помощи четырехэлектродной установки (а), измерителей заземления (б), по методу
амперметра-вольтметра (в)
На
практике наиболее часто применяют симметричную четырехэлектродную установку
Шлюмберже, для которой принято условие:  . В этом случае  .
Установку
Шлюмберже используют преимущественно при выполнении вертикальных электрических
зондирований. При этом для изучения электрических характеристик земли в данном
месте расстояние между измерительными электродами может не изменяться,
перемещают симметрично только питающие электроды. Измерительные электроды нужно
перемещать только в том случае, когда чувствительность измерительного прибора не
позволяет проводить достоверные
измерения.
Частным
случаем симметричной четырехэлектродной установки является установка Веннера,
для которой расстояние между электродами одинаково и равно . Для установки Веннера  .
В ряде
случаев целесообразно использовать так называемую двухэлектродную
(потенциальную) установку, которая отличается тем, что в ней второй питающий
электрод В и измерительный электрод отнесены в бесконечность (на
расстояние в 10-20 раз больше, чем расстояние между первым измерительным
электродом и ближним к нему питающим), т.е. будет иметь место следующее условие:
 . Для этой
установки  , где
 -
расстояние между электродами и .
Двухэлектродную
установку удобно использовать для обследования некоторой площади при поиске
наилучших условий с целью определения местоположения заземляющих электродов, так
как для этого можно перемещать только два электрода А и М, сохраняя постоянное
расстояние между
ними.
Удельное
сопротивление грунта имеет сезонный характер и зависит от изменения температуры
и влажности. Для определения его минимальной величины вводится поправочный
коэффициент  (табл. 3), т. е.  , где  - минимальное годовое удельное
сопротивление грунта;  - измеренное удельное сопротивление
грунта.
Таблица 3
Поправочный коэффициент к зависимости от климатического
района СССР по месяцам
|
Месяцы |
Европейская часть и Сибирь |
Южные районы |
|
I |
0,69 |
0,66 |
|
II |
0,63 |
0,57 |
|
III |
0,57 |
0,63 |
|
IV |
0,69 |
0,71 |
|
V |
0,74 |
1 |
|
VI |
0,89 |
0,99 |
|
VII |
1 |
0,89 |
|
VIII |
0,89 |
0,86 |
|
IX |
0,97 |
0,9 |
|
X |
0,86 |
0,92 |
|
XI |
0,74 |
0,92 |
|
XII |
0,77 |
0,74 |
При
определении удельного сопротивления грунта с помощью четырехэлектродных
установок можно использовать измерители заземления МС-08, М-416, Ф-416 ИзП-03,
полевой электроразведочный потенциометр ЭП-1М; электронный стрелочный
компенсатор ЭСК-1, а также другие приборы аналогичного
назначения.
Измерение
удельного сопротивления грунта по трассе трубопровода с использованием приборов
ИзП-03, МС-08 и М-416 выполняют по схеме рис 1,б, где расстояние между электродами
принимается одинаковым и равным приблизительно двойной глубине залегания
трубопровода. При этом токовые клеммы  ,  прибора должны подключаться к
внешним (токовым) электродам, а клеммы  ,  - к внутренним (потенциальным)
электродам
установки.
Удельное
сопротивление грунта определяют по формуле  , где - расстояние между электродами;
 -
показания
прибора.
Длина
погруженного в грунт электрода  не должна превышать 1/20 от величины
, т. е. должно
соблюдаться условие  .
Схема
измерения удельного сопротивления грунта методом амперметра-вольтметра
изображена на рис. 1,в. При этом удельное сопротивление грунта определяется из
выражения  , где
 - среднее
значение показателей милливольтметра, измеренное при двух противоположных
направлениях тока; - среднее значение показаний
амперметра.
При
определении удельного сопротивления методом амперметра-вольтметра рекомендуется
использовать медные или латунные электроды, а также применять милливольтметр с
высоким входным сопротивлением (например, высокоомный вольтметр ВВ-1 или
цифровой прибор 43312). Очень удобно использовать для этих целей прибор АЭ-72,
так как в этом приборе предусмотрены токовые и потенциальные клеммы и измерения
сводятся к последовательному измерению тока и разности потенциалов одним и тем
же
прибором. Читать дальше>>>
О
контроле качества защитных покрытий
трубопроводов можно прочитать
здесь>>>.
|
