ИНСТРУКЦИЯ ПО ЗАЩИТЕ ГОРОДСКИХ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ от электрохимической КОРРОЗИИ

Разработана

Академией коммунального хозяйства

им. К. Д. Памфилова

Утверждена

ВО €росстройгазификация»

при Совете Министров РСФСР 6.12.89 г.

Часть 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Глава 1.1. ПОРЯДОК И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

1.1.1.    Требования настоящей Инструкции должны учитываться и выполняться при проектировании, строительстве, реконструкции, эксплуатации и ремонте стальных трубопроводов (кроме теплопроводов), прокладываемых в пределах территории городов и других населенных пунктов, промышленных предприятий, а также газопроводов давлением газа до 1,2 МПа (12кгс/см²) включительно, предназначенных для газоснабжения городов, населенных пунктов и промышленных предприятий, но прокладываемых вне их территорий.

1.1.2.    Все подземные стальные трубопроводы должны быть защищены от почвенной коррозии, коррозии, вызываемой блуждающими токами, а для источников блуждающих токов должны быть предусмотрены мероприятия по ограничению токов утечки в соответствии с требованиями ГОСТ 9.602-89 «Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии» и настоящей Инструкции. Подземные стальные водопроводные трубы должны быть также защищены от внутренней коррозии в соответствии с требованиями, изложенными в ч. 8 настоящей Инструкции.

1.1.3.    Мероприятия по защите от коррозии подземных трубопроводов осуществляют, как правило, организации и предприятия, в ведении которых находятся эти сооружения.

1.1.4.    Мероприятия по ограничению утечки токов в землю осуществляют организации и предприятия, в ведении которых находятся действующие, реконструируемые и строящиеся сооружения, являющиеся источниками блуждающих токов.

1.1.5.    Защиту подземных трубопроводов от коррозии в городах и населенных пунктах производят специализированные предприятия по защите от коррозии (конторы или предприятия «Подземметаллзащита», производственные управления «Антикор», специальные службы защиты, входящие в состав организации, эксплуатирующей данные трубопроводы и др.).

1.1.6.    Основными задачами специализированных предприятий являются организация и выполнение по договорам работ по защите подземных металлических сооружений от почвенной коррозии и коррозии, вызываемой блуждающими токами, на территории области (края, республики).

В основные функции специализированных предприятий входят: контроль коррозионного состояния подземных металлических сооружений и эксплуатация установок электрохимической защиты; разработка проектов электрохимической защиты отдельных участков эксплуатируемых подземных стальных трубопроводов; выполнение строительно-монтажных и пусконаладочных работ по устройству электрохимической защиты эксплуатируемых трубопроводов; выдача технических условий на проектирование электрохимической защиты.

1.1.7.    Защита от коррозии подземных стальных трубопроводов осуществляется по проектам, составленным в соответствии с требованиями ГОСТ 9.002-89 и настоящей Инструкции.

1.1.8.    Проекты защиты от коррозии подземных стальных трубопроводов должны разрабатываться одновременно с проектированием трубопроводов.

1.1.9.    Проект защиты подземных трубопроводов от коррозии, как правило, разрабатывает организация, проектирующая трубопровод.

1.1.10.    Проектирование электрохимической защиты действующих городских подземных сооружений осуществляется специализированными проектными институтами или предприятиями по защите от коррозии.

1.1.11.    Мероприятия по защите от коррозии строящихся подземных трубопроводов, включение в работу устройств электрохимической защиты должны осуществляться до сдачи трубопроводов в эксплуатацию, но не позднее чем через 6 мес после укладки трубопроводов в грунт.

Для подземных стальных газопроводов электрохимическая защита должна быть введена в действие в зонах опасного влияния блуждающих токов не позднее одного месяца, а в остальных случаях не позднее 6 мес после укладки газопровода в грунт.

1.1.12.    Строительство электрозащитных установок на действующих подземных сооружениях выполняют на основании утвержденных исполкомами городских Советов народных депутатов титулов строительных работ и графиков, согласованных с заказчиками.

1.1.13.    Все строительно-монтажные работы по устройству средств защиты на строящихся подземных трубопроводах, как правило, должны выполнять строительно-монтажные организации, осуществляющие строительство трубопроводов. Пусконаладочные работы выполняют специализированные предприятия по защите от коррозии.

1.1.14.    Строительно-монтажные работы по устройству средств защиты трубопроводов, находящихся в эксплуатации, выполняют строительномонтажные организации, организации, эксплуатирующие данные сооружения, а также специализированные предприятия по защите от коррозии.

1.1.15.    Вносить изменения в согласованные проекты без разрешения специализированного предприятия по защите от коррозии и проектной организации запрещается.

			Пределы	измерений
Тип	Назначение	Класс	по току.
		точности		по напряжению.
			А	В

43312	Измерение постоян- — ного и переменного тока и напряжения	2- 10~s—1.0	Постоянного напряжения: 0,1-1000 Переменного напряжения: 0,2-1000 Поляризационного потенциала: 0,1—2
43313.1	То же —	1 • 10"7—20,0	Постоянного напряжения: 1 • 10-4—200 Переменного напряжения: 1 • 10-3-600 Поляризационного потенциала: 0,01—2,0
ЭВ 2234	Измерение постоян- —	0,005-0-0,005;	0,5—0—0,5;
	ного тока и напря	0,05-0-0,05;	1 —0— 1;
	жения	0,1-0—0,1; 1-0-1; 10—0—10	5-0-5; 10-0-10; 50-0-50; 100-0-100

Датчик потенциала представляет собой стальную пластинку размером 25X25 мм и толщиной 1,5—2 мм. Датчик вмонтирован в гнездо, укрепленное на внешней цилиндрической поверхности электрода. Свободные концы соединительных проводников от медного стержня электрода и датчика припаяны к штекерам. Штекер отдатчика на конце имеет косой срез.

Основные параметры и размеры электрода МЭСД-АКХ следующие.

Переходное электрическое сопротивление электрода,

кОм, не более............... 10

Диаметр корпуса электрода, мм.........120    ±10

Высота корпуса электрода, мм......... 240    ±10

Длина защитного кожуха (трубки) контактных проводников электрода, мм, не менее..........1480

Масса электрода, кг, не более.......... 3

Корпус электрода может быть заполнен электролитом, не замерзающим при температуре до —40 °С. Рецептура электролита приведена в табл. 4.

Электролит изготавливается в следующем порядке.

1. Желатин заливают 400 ±10 см¹ дистиллированной воды и оставляют набухать на 50±Ю мин при температуре 20±5°С.

2 От сети переменного тока и автономное

2 10^s    3    — 30-+50    90 200XI06X    1.4

(при 30 °С)    Х100

2.2.10. Прерыватель тока ПТ-1 предназначен для автоматической коммутации цепей датчика—трубопровод и датчик—электрод сравнения при измерении поляризационных потенциалов трубопроводов, а также при определении коррозионной агрессивности грунтов по плотности катодного тока и при определении опасного действия блуждающих токов по полярности омического падения потенциалов.

Глава 2.3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПАСНОСТИ КОРРОЗИИ

Определение коррозионной агрессивности грунтов

2.3.1. Удельное электрическое сопротивление грунта определяют для выявления участков трассы прокладки трубопровода с высокой коррозионной агрессивностью грунта, требующей защиты от коррозии, а также для расчета катодной и протекторной защиты.

2 Заквз 541

Рис. 4. Схема определения удельного сопротивления грунта. / — электрод: 2 — прибор.

Удельное электрическое сопротивление грунта определяется в полевых и лабораторных условиях.

2.3.2.    Удельное электрическое сопротивление грунта в полевых условиях определяют непосредственно на местности по трассе подземного трубопровода без отбора проб грунта. В качестве аппаратуры применяются измерители сопротивления типа Ф-416, М-416, МС-08. Допускаются другие приборы. В качестве электродов применяются стальные электроды длиной 250—350 мм и диаметром 15—20 мм.

2.3.3.    Измерение электрического сопротивления грунта производят по четырехэлектродной схеме (рис. 4). Электроды размещают по одной линии, которая для проектируемого сооружения должна совпадать с осью трассы, а для уложенного в землю сооружения должна проходить перпендикулярно или параллельно этому сооружению на расстоянии 2—4 м от его оси. Измерения выполняют в период отсутствия промерзания грунтов на глубине заложения подземного сооружения, с интервалами 100— 500 м. На действующей сети измерения проводят через каждые 100—200 м.

Глубина забивки электродов в грунт не должна быть более 1/20 расстояния между электродами.

2.3.4.    Удельное электрическое сопротивление грунта р. Ом • м, определяют по формуле

р = 2лЯа,

где R — измеренное по прибору сопротивление. Ом; а — расстояние между электродами, принимаемое одинаковым.

Результаты измерений и расчетов заносят в протокол (форма 1-2а прил. 1).

2.3.5.    Для определения удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях необходимо произвести отбор и обработку проб испытываемого грунта.

2.3.6.    Методика отбора проб грунта заключается в следующем: пробы грунта отбирают в шурфах, скважинах и траншеях из слоев, расположенных на глубине прокладки сооружения с интервалами 50—200 м на расстоянии 0,5—0,7 м от боковой стенки трубы. Для пробы берут 1,5—2 кг грунта, удаляют твердые включения размером более 3 мм. Отобранную пробу помещают в полиэтиленовый пакет и снабжают паспортом, в котором указываются номера объекта, пробы, место и глубина отбора пробы.

Рис. 5. Схема установки для определения удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях. / — источник напряжения; 2 — миллиамперметр; 3 — вольтметр; 4 — измерительная ячейка; А. В — внешние электроды. М. N — внутренние электроды.

2.3.7. Определение удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях проводится по четырехэлектродной схеме на постоянном или низкочастотном переменном токе. Принципиальная схема установки представлена на рис. 5. Установка включает источник регулируемого напряжения /, миллиамперметр 2, вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 МОм 3, измерительную ячейку 4, электроды Л, В, М, N.

Ячейка прямоугольной формы из материала с диэлектрическими свойствами (стекло, фарфор, пластмасса и т. д.) или из стали с внутренней футеровкой изоляционным материалом. Внутренние размеры ячейки рекомендуются следующие: а=100 мм, 6=45 мм, Л =45 мм. Могут быть и другие произвольные размеры.

Внешние электроды А и В представляют собой прямоугольные пластины (из углеродистой или нержавеющей стали) с ножкой, к которой крепится или припаивается проводник — токоподвод. Размеры электродов 44 Х40 мм, где 40 — высота электрода. Одну сторону электродов, которая примыкает к торцевой поверхности ячейки, изолируют.

Внутренние электроды М и N изготавливают из медной проволоки или стержня диаметром 1—3 мм и длиной более высоты ячейки.

Отобранную пробу грунта смачивают дистиллированной водой до влагонасыщения, т. е. появления на поверхности непоглощенной влаги. Электроды А и В зачищают шкуркой шлифовальной (ГОСТ 6456-75) зернистостью 40 и меньше, обезжиривают ацетоном, промывают дистиллированной водой и устанавливают вплотную к торцовым поверхностям внутри ячейки. Засыпают ячейку грунтом на высоту меньше высоты ячейки на 4 мм. Электроды М и N, предварительно подготовленные так же, как и электроды А и В, устанавливают в грунт вертикально, опуская их до дна по центральной линии ячейки на расстоянии 50 мм друг от друга и 25 мм от торцевых стенок ячейки.

Электроды А и В подключают к источнику напряжения или тока. Устанавливают определенное значение силы тока / и измеряют падение напряжения U

Рис. 6. Схема установки для определения плотности катодного тока.

/ — миллиамперметр; 2 — регулируемое сопротивление; 3 — источник напряжения; 4— вольтметр; 5 — прерыватель тока; 6 — ячейка; 7 — рабочий электрод; 8 — вспомогательный электрод; 9 — электрод

сравнения.

между электродами Ми N. Измерения проводят при трех разных значениях силы тока (/|</2</з. например 1 • 10”³, 2*10“³, З*10~³ А). При работе на постоянном токе меняют полярность электродов А и В и измерения повторяют. Сопротивление грунта рассчитывают по формуле Ri—Ui/Ii. Определяют среднее значение сопротивления грунта R_cp=tRi/n, где п — число измерений.

Примечание. В отсутствии тока разность потенциалов Vo между электродами М и N может отличаться от нуля на 10— 30 мВ. При расчете тогда используют формулу Ri~*(Ui— -U₀)/Ii.

Удельное электрическое сопротивление грунта, Ом • м, определяют

по формуле    о /с/а

Р — Rcp{S/l\

где S — площадь поверхности одной стороны электродов А {и В), м²; / — расстояние между электродами М и N, м.

Для ячейки с приведенными выше размерами электродов А и В и расстоянием между электродами М и N р = 3,5 • 10“² • /?_ср, Ом м.

Результаты заносят в протокол (форма 1-26 прил. 1).

2.3.8. Определение коррозионной агрессивности грунта по отношению к стали по плотности катодного тока при смещении потенциала на 100 мВ отрицательнее потенциала коррозии стали в грунте производится на специальной установке (рис. 6).

Установка включает источник напряжения постоянного тока 3, вольтметр 4 с внутренним сопротивлением 10 МОм, прерыватель тока 5 (рис. 6, а) или измерительный прибор, содержащий прерыватель тока, например 43312 (рис. 6, б), регулируемое сопротивление 2, миллиамперметр /, ячейку 6, рабочий 7 и вспомогательный 8 электроды, электрод сравнения 9. Ячейка прямоугольной формы из материала, обладающего диэлектрическими свойствами (стекло, фарфор, пластмасса и т. д.) объемом от 0,5 до 1,0 л. Рекомендуемые внутренние размеры ячейки 70X70X100 мм.

Рабочий электрод представляет собой прямоугольную пластину из стали толщиной 1,5—2 мм, размером 50 X 20 мм. Вспомогательный электрод из углеродистой стали, формой и размером такой же, как рабочий электрод. Электрод сравнения — насыщенный медносульфатный, хлор-серебряный и т. д.

Пробу грунта отбирают по пункту 2.3.6. Отобранную пробу загружают в ячейку, сохраняя ее естественную влажность. Если при хранении проб после их отбора возможно изменение естественной влажности грунта, то необходимо определять влажность отобранной пробы. Для определения влажности грунта отбирают часть пробы (массой несколько единиц или десятков граммов), подготовленной по пункту 2.3.6 и взвешивают (пи), затем ее высушивают при /< 105 °С и снова взвешивают (m2). Влажность определяют по формуле W=[(m\ — т^/тг] • 100%. Перед проведением исследования вновь определяют влажность пробы грунта. Если влажность уменьшилась, то ее доводят до естественной влажности с помощью дистиллированной воды.

На дно ячейки насыпают на высоту 20 мм грунт и уплотняют. Устанавливают вертикально напротив друг друга рабочий и вспомогательный электроды. Электроды должны быть обращены друг к другу рабочими поверхностями, расстояние между ними 2—3 см. Грунт постепенно насыпают и уплотняют его с усилением 3—4 кг, добиваясь максимально возможного уплотнения грунта по мере добавления каждой новой порции. Расстояние от верхней кромки рабочего электрода до поверхности грунта должно составлять 50 мм. Электрод сравнения устанавливают сверху ячейки в грунт, заглубляя его на 1,0—1.5 см.

Рабочий электрод выдерживают в грунте до включения поляризации 15—20 мин. Измеряют его потенциал, коррозии, т. е. разность потенциалов между рабочим электродом и электродом сравнения.

о

Рис. 7. Схема измерения для обнаружения блуждающих токов в земле. / — медносульфатные электроды. 2 — изолированные провода: /»—расстояние между измерительными электродами.

Катодную поляризацию рабочего электрода осуществляют, подключая его к отрицательному полюсу источника тока, а вспомогательный электрод — к положительному. Потенциал рабочего электрода смещают на 100 мВ отрицательнее его потенциала коррозии.

Измеряют силу тока /_к. Измерения выполняют несколько раз за период поляризации рабочего электрода при потенциале на 100 мВ отрицательнее потенциала коррозии, что позволяет определить характер изменения /* во времени. Последнее измеренное значение /* берут для определения среднего значения /_клр. Если значение /_к постоянно или уменьшается во времени, то длительность поляризации составляет 10—15 мин, в течение которых измеряют и записывают /* 3—4 раза. Если сила тока во времени растет, то измеряют и записывают /„ 5—6 раз; длительность поляризации составляет 40 мин или тот промежуток времени, в течение которого плотность тока превысит 0,2 А/м² (что при рекомендуемом размере поверхности рабочего электрода S = 10 см² соответствует силе тока 0,0002 А). Превышение силы тока над 0,0002 А характеризует высокую коррозионную агрессивность грунта.

Определение /_к выполняют для одного грунта не менее чем в трех ячейках и вычисляют среднее арифметическое значение силы катодного тока /_кхр.

Плотность тока i_Kt А/м², определяют по формуле

4 = /жх_Р/5 = /дхр/0,001.

Результаты измерения заносят в протокол (форма 1-2в прил. 1).

Определение блуждающих токов в земле

2.3.9. Наличие блуждающих токов в земле на трассе проектируемого трубопровода определяют по результатам измерений разности потенциалов между проложенными в данном районе подземными металлическими сооружениями и землей.

2.3.10.    При отсутствии подземных металлических сооружений наличие блуждающих токов в земле на трассе проектируемых трубопроводов следует определять, измеряя разность потенциалов между двумя точками земли через каждые 1000 м по двум взаимно перпендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м. Схема электрических измерений для обнаружения блуждающих токов в земле приведена на рис. 7.

2.3.11.    При проведении измерения используют медносульфатные электроды сравнения, которые подбирают так, чтобы разность электродвижущей силы (э.д.с.) двух электродов не превышала 2 мВ.

В качестве вольтметра используют высокоомные показывающие или самопишущие приборы (М-23, ЭВ 2234 или Н-399). Показания приборов рекомендуется отсчитывать через каждые 5—10 с в течение 10—15 мин в каждом пункте измерения.

2.3.12.    Возможны два варианта расположения измерительных электродов на местности: параллельно будущей трассе сооружения, а затем перпендикулярно к оси трассы в соответствии со сторонами света. Второй вариант наиболее удобен в тех случаях, когда изучаются коррозионные условия целого района, а также при сложной трассе подземного сооружения.

2.3.13.    При проведении измерений необходимо особенно внимательно следить за подключением клемм прибора.

Если одна из установок ориентирована по предполагаемой трассе трубопровода, то положительная клемма прибора должна подключаться к электроду, направленному в сторону начала трассы. Электроды, установленные перпендикулярно, следует подключать так, чтобы «нижний» электрод соединялся с положительной, а «верхний» — с отрицательной клеммой прибора. При расположении по второму варианту электроды, ориентированные на юг и запад, соединяют с положительными клеммами соединительных приборов, а на север и восток — с отрицательными.

2.3.14.    Если измеряемая разность потенциалов устойчива, т. е. не изменяется по амплитуде и знаку, это указывает на наличие в земле токов почвенного происхождения либо токов от линии передачи постоянного тока по системе провод—земля.

Если измеряемая разность потенциалов имеет неустойчивый характер, т. е. изменяется по амплитуде и знаку или только по амплитуде, это указывает на наличие блуждающих токов от электрифицированного транспорта.

Определение опасного действия блуждающих токов на подземные трубопроводы

2.3.15.    Опасное действие блуждающих токов на подземные трубопроводы определяется смещением разности потенциалов между трубопроводом и электродом сравнения.

2.3.16.    Смещение разности потенциалов между трубопроводом и электродом сравнения определяется двумя методами.

Метод 1 — по разности между значением измеренного потенциала сооружения и значением его стационарного потенциала.

Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и низколегированной стали

Низкая    Свыше 50    До 0,05

Средняя    От 20 до 50    От 0,05 до 0,20

Высокая    До 20    Свыше 0,20

Глава 1.2. КРИТЕРИИ ОПАСНОСТИ КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ

1.2.1.    Критериями опасности коррозии подземных стальных трубопроводов являются: коррозионная агрессивность среды по отношению к металлу сооружения (почвенная коррозия), опасное воздействие постоянного и переменного блуждающих токов (коррозия блуждающими токами).

1.2.2.    Коррозионная агрессивность грунта по отношению к стали характеризуется удельным электрическим сопротивлением грунта, определенным в полевых и лабораторных условиях, и средней плотностью катодного тока U при смещении потенциала £ на 100 мВ отрицательней потенциала коррозии стали £_кор в грунте и оценивается по табл. 1. Если при определении одного из показателей установлена высокая коррозионная агрессивность грунта, находить другие показатели не требуется.

1.2.3.    Опасным действием блуждающих токов на подземные стальные трубопроводы считается наличие знакопеременного (знакопеременная зона) или изменяющегося во времени положительного (анодная зона) смещения разности потенциалов между трубопроводом и электродом сравнения.

Примечание. Для вновь проектируемых трубопроводов опасным является наличие блуждающих токов в земле.

1.2.4.    Опасность коррозии подземных трубопроводов блуждающими токами оценивают на основании электрических измерений.

1.2.5.    Опасность коррозии стальных подземных трубопроводов при действии переменного тока характеризуется смешением среднего значения разности потенциалов между трубопроводом и медносульфатным электродом сравнения в отрицательную сторону не менее чем на 10 мВ по сравнению с разностью потенциалов, измеренной при отсутствии влияния переменного тока.

1.2.6.    Защита подземных стальных трубопроводов от почвенной коррозии и коррозии, вызываемой блуждающими токами, может быть осуществлена путем изоляции трубопровода от контакта с окружающим грунтом и ограничения проникания блуждающих токов в трубопроводы из окружающей среды (рациональный выбор трасс прокладки трубопровода, применение различных типов изоляционных покрытий, использование специальных способов прокладки трубопроводов) и путем катодной поляризации металла трубопровода.

1.2.7.    Подземные стальные трубопроводы, прокладываемые непосредственно в грунтах высокой коррозионной агрессивности, следует защи-

Метод 2 — по полярности омического падения потенциала между сооружением и специальным вспомогательным электродом сравнения.

2.3.17.    При определении смещения разности потенциалов по методу I измерения выполняются в контрольно-измерительных пунктах, колодцах, шурфах и т. д. контактным методом с применением высокоомных регистрирующих или показывающих приборов. Положительную клемму измерительного прибора присоединяют к сооружению, отрицательную — к электроду сравнения.

2.3.18.    При проведении измерений на контрольно-измерительных пунктах соединительный провод от отрицательной клеммы вольтметра подключают к электроду сравнения контрольно-измерительных пунктов. В остальных случаях соединительный провод подключают к временному электроду сравнения.

2.3.19.    Временные электроды сравнения устанавливают на минимальном расстоянии от трубопровода. Если электрод устанавливают на поверхности земли, то желательно поместить его над осью трубопровода. Если электрод устанавливают в колодце или камере, то располагают его на дне или в стенке на минимальном расстоянии от трубопровода.

В качестве электрода применяют неполяризующийся медносульфатный электрод сравнения.

2.3.20.    При измерениях в зоне влияния блуждающих токов трамвая с частотой движения 15—20 пар в 1 ч продолжительность измерения должна быть не менее 10 мин. Измерения необходимо производить в часы утренней или вечерней пиковой нагрузки электротранспорта.

При измерениях в зоне влияния блуждающих токов электрифицированных железных дорог период измерения должен охватывать пусковые моменты и время прохождения электропоездов в обе стороны между двумя ближайшими станциями (платформами).

2.3.21.    В зоне действия блуждающих токов электрифицированного транспорта разность потенциалов между трубопроводом и землей рекомендуется измерять при помощи самопишущих приборов. Скорость движения диаграммной бумаги 180 или 600 мм/ч.

При подготовке к пуску самопишущего прибора на диаграммной бумаге указываются привязка пункта измерения (его номер или адрес), дата и время начала записи, тип электрода сравнения, регистрируемая величина (например, потенциал трубопровода по отношению к земле), заводской номер прибора, предел измерения, скорость движения диаграммной бумаги.

2.3.22.    Разность между измеренным потенциалом сооружения и значением его стационарного потенциала определяется по формуле

&и=и„_ы-и_с,

где и*_Ъы — наименее отрицательная или наиболее положительная за период измерений мгновенная разность потенциалов между сооружением и медносульфатным электродом сравнения; U_c — стационарный потенциал сооружения.

Примечание. Стационарный потенциал — потенциал металлического сооружения, измеренный относительно электрода сравнения при отсутствии блуждающих токов, поляризации

_л_    от внешних источников тока.

24

тать от почвенной коррозии защитными покрытиями и катодной поляризацией.

1.2.8.    При защите от почвенной коррозии катодная поляризация подземных стальных трубопроводов (кроме трубопроводов, транспортирующих нагретые выше 20 °С жидкие или газообразные среды) должна осуществляться таким образом, чтобы значения поляризационных потенциалов металла находились в пределах от —0,85 до —1,1 В.

Примечание. При невозможности измерения поляризационных потенциалов (действующие стальные трубопроводы не оборудованы контрольно-измерительными пунктами для измерения поляризационных потенциалов либо с поверхности земли в зимний период) допускается осуществлять катодную поляризацию таким образом, чтобы значения разности потенциалов (включающие поляризационную и омическую составляющие) между трубой и медносульфатным электродом сравнения находились в пределах от —0,9 до —2,5 В.

1.2.9.    Катодная поляризация подземных стальных трубопроводов, по которым транспортируются нагретые среды, должна осуществляться таким образом, чтобы поляризационные потенциалы стали находились в пределах от —0,95 до —1,15 В.

1.2.10.    При защите от коррозии блуждающими токами катодная поляризация подземных стальных трубопроводов должна осуществляться таким образом, чтобы обеспечивалось отсутствие на сооружении анодных и знакопеременных зон.

1.2.11.    При защите подземных стальных трубопроводов в грунтах высокой коррозионной агрессивности и одновременном опасном влиянии блуждающих токов средние значения поляризационных потенциалов или разности потенциалов должны находиться в пределах, указанных в пункте 1.2.8. При этом мгновенные значения потенциалов по абсолютной величине должны быть не менее значения стационарного потенциала, а при отсутствии возможности его определения — не менее 0,7 В.

1.2.12.    Защита стальных подземных трубопроводов от коррозии, вызываемой влиянием блуждающих токов электрифицированного на переменном токе транспорта, осуществляется в опасных зонах независимо от коррозионной активности грунтов путем катодной поляризации. Катодная поляризация должна выполняться в соответствии с пунктом 1.2.8.

1.2.13.    Катодную поляризацию подземных стальных трубопроводов проводят так, чтобы исключить вредное влияние ее на соседние подземные металлические сооружения. Это влияние заключается в уменьшении абсолютного значения минимального или увеличении абсолютного значения максимального защитного потенциала на соседних металлических сооружениях, имеющих катодную поляризацию, а также в появлении опасности электрохимической коррозии на соседних подземных металлических сооружениях, ранее не требовавших защиты от нее.

1.2.14.    В случаях, когда при осуществлении катодной поляризации нельзя избежать вредного влияния на соседние металлические сооружения, необходимо выполнять совместную защиту этих сооружений или применять другие меры, устраняющие влияние.

Часть 2. КОРРОЗИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ НА ПОДЗЕМНЫХ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДАХ

Глава 2.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ИЗМЕРЕНИЙ.

ОРГАНИЗАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

2.1.1.    Коррозионные измерения на подземных стальных трубопроводах выполняют с целью определения опасности электрохимической коррозии подземных трубопроводов и эффективности действия электрохимической защиты.

2.1.2.    Коррозионные измерения на подземных трубопроводах подразделяются на проводимые при проектировании, при строительстве и при эксплуатации противокоррозионной защиты подземных стальных трубопроводов.

2.1.3.    При проектировании защиты вновь сооружаемых подземных трубопроводов проводят коррозионные измерения с целью выявления участков трасс, опасных в отношении подземной коррозии. При этом определяют коррозионную агрессивность грунтов и наличие блуждающих токов в земле. Коррозионные измерения проводят, как правило, организации, разрабатывающие проект прокладки данного сооружения, или специализированные организации, проектирующие защитные противокоррозионные мероприятия для городских подземных сооружений.

Объем и состав коррозионных исследований при проектировании подземного трубопровода устанавливает организация, разрабатывающая проект (раздел) защиты от коррозии исходя из требований ГОСТ 9.602-89 и настоящей Инструкции.

2.1.4.    При проектировании зашиты уложенных в землю трубопроводов проводят коррозионные измерения с целью выявления участков трубопроводов, находящихся в зонах коррозионной опасности, вызванных агрессивностью грунта или влиянием блуждающих токов. При этом определяют коррозионную агрессивность грунтов и смещение разности потенциалов между трубопроводом и электродом сравнения.

Коррозионные измерения проводят организации, разрабатывающие проект защиты трубопроводов от электрохимической коррозии, а также организации, эксплуатирующие защитные устройства. Объем и состав коррозионных измерений устанавливаются исходя из требований ГОСТ 9.602-89 и настоящей Инструкции.

2.1.5.    При строительстве подземных трубопроводов проводят две группы коррозионных измерений: при производстве изоляционно-укладочных работ и при работах, связанных с монтажом и наладкой электрохимической защиты. При монтажных работах и наладке электрохимической защиты измерения проводят с целью определения параметров установок электрохимической защиты и контроля эффективности их действия.

2.1.6.    Коррозионные измерения при эксплуатации противокоррозионной защиты трубопроводов проводят с целью определения эффективности действия средств электрохимической защиты.

2.1.7.    На сети действующих трубопроводов измерение потенциалов

проводят в зонах действия средств электрозащиты подземных сооружений и в зонах влияния источников блуждающих токов — 2 раза в год, а также после каждого значительного изменения коррозионных условий (режима работы электрозащитных установок, системы электроснабжения электрифицированного транспорта, а также условий, связанных с развитием сети подземных сооружений и источников блуждающих токов, изменений удельного сопротивления грунта в результате его загрязнения). Результаты измерений фиксируют в картах-схемах подземных трубопроводов. В остальных случаях измерения проводят 1 раз в 2 года.

2.1.8. Для проведения периодических измерений все подземные коммуникации целесообразно делить по территориальным признакам на трассы (маршруты).

Примечание. Каждый маршрут должен иметь свой постоянный номер и может включать до 20—25 пунктов измерений потенциалов; местоположение пунктов измерений с указанием вида пункта (сифон, ввод, контрольно-измерительный н т. д.) записывают в форму 1-1 прил. 1. На каждый маршрут составляют общий эскиз с нанесенными пунктами измерений.

Глава 2.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ КОРРОЗИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

2.2.1.    Удельное сопротивление грунта может быть определено с помощью специальных измерительных приборов М-416, Ф-416, МС-08 и ЭП-1М. Технические данные указанных приборов приведены в табл. 2.

2.2.2.    Для измерения напряжения и тока при коррозионных измерениях используют показывающие и регистрирующие приборы. Применяют вольтметры с внутренним сопротивлением не менее 20 кОм на 1 В. Технические данные приборов, рекомендуемых для проведения коррозионных измерений, приведены в табл. 3.

2.2.3.    При проведении коррозионных измерений наибольшее распространение получили неполяризующиеся медносульфатные электроды.

2.2.4.    Медносульфатный неполяризующийся электрод ЭН-1 состоит из пористой керамической чашки и пластмассовой крышки, в которую ввинчивается медный стержень. В медном стержне сверху высверлено отверстие для присоединения вилки. Во внутреннюю полость электрода заливается насыщенный раствор медного купороса. Сопротивление электрода не более 200 Ом. Габаритные размеры электрода: высота 102, диаметр 94 мм; масса 0,35 кг. Электрод поставляют в футляре, в котором размещаются два электрода.

2.2.5.    Неполяризующийся медносульфатный электрод сравнения НМ-СЗ-58 (рис. 1) состоит из неметаллического сосуда 3 с деревянной пористой диафрагмой 6, крепящейся к сосуду с кольцом 4. В верхней части сосуда через резиновую пробку / проходит медный стержень 2, имеющий на наружном конце зажим (гайку с шайбами) для подключения соединительного провода.

Таблица 2 Технические характеристики приборов, рекомендуемых для измерений сопротивления

Класс ТОЧ НОСТИ Пределы изменений. Условия эксплуатации Габаритные размеры. мм Мас са. кг Тип Назначение Питание Температура. ‘С Относи тельная влажность. X М-416 Измерение сопротивления заземления и удельного сопротивления грунта 2.5 0-10; 0-50; 0-200; 0-1000 Автономное, от сухих батарей типа 373 —25-г +60 95 (при 35*С) 245X140X160 3 Ф 416 Измерение сопротивления заземляющих устройств. удельного сопротивления грунта, активных сопротивлений 1.5 0-5; 0-10; 0-100; 0-1000 От встроенного генератора с ручным приводом (частота вращения рукоятки генератора 120— 145 мин'1) -50Ч-+60 98 (при 30вС) 230X170X215 6 ЭП IM Измерение напряжения. тока, удельного сопротивления грунта По напряжению 0.05-495 мВ; по току 0.5 10"»-4.95 I05 А От поляризатора и компенсатора 330 X 210X120 4.5 МС-08 Измерение сопротивления проводников, заземлений и удельного сопротивления грунта 1.5 0-10; 0-100; 0—1000 От встроенного генератора с ручным приводом 5-40 80 (при 30 *С) 390X195 X 205 10,5

2.2.6.    Переносный неполяризующийся медносульфатный электрод сравнения МЭП-АКХ состоит из пластмассового корпуса с пористым керамическим дном и навинчивающейся крышкой с впрессованным в нее медным электродом. Электрод выпускают с различной формой пористого дна — плоской, конической или полусферической. Материалы, из которых изготовлены электроды МЭП-АКХ, и заливаемый в них электролит позволяют проводить измерения при температуре до —30 °С. Электролит состоит из насыщенного раствора CuSO* • 5НгО в смеси из двух частей этиленгликоля и трех частей дистиллированной (деионизированной) воды. В теплое время года в этих электродах может быть использован обычный электролит из насыщенного раствора сульфата меди.

2.2.7.    При использовании медносульфатных электродов необходимо проводить следующие работы:

—    очистить медный стержень от загрязнений и окисных пленок либо механически (наждачной бумагой), либо травлением азотной кислотой. После протравки стержень тщательно промывают дистиллированной или кипяченой водой. Попадание кислот 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 проведения измерения. После заливки все электроды установить в один сосуд (стеклянный или эмалированный) с насыщенным раствором медного купороса так, чтобы пористые пробки были полностью погружены в раствор. Верхние концы стержней соединить между собой проводом.

2.2.8.    Стальные электроды применяют в качестве заземлителей и питающих электродов при измерении удельного сопротивления грунта, в качестве электрода сравнения при измерениях на рельсовых путях электрифицированного транспорта.

Стальной электрод представляет собой стержень длиной 30—35 см, диаметром 15—20 мм. Конец электрода, забиваемый в землю, заточен конусом. На расстоянии 5—8 см от верхнего конца электрод просверлен, и в отверстие запрессован болт с гайкой для подключения измерительных приборов. Перед проведением измерений поверхность металлических электродов должна быть зачищена до металлического блеска.

2.2.9.    Неполяризующиеся медносульфатные электроды длительного действия с датчиком потенциала типов МЭСД-АКХ и ЭНЕС используют в качестве электродов сравнения при измерениях разности потенциалов между трубопроводом и землей, поляризационного потенциала стального трубопровода, защищаемого методом катодной поляризации, а также в системах автоматического регулирования режима работы установок электрохимической защиты.

Неполяризующийся медносульфатный электрод длительного действия с датчиком электрохимического потенциала МЭСД-АКХ (рис. 2) состоит из керамического корпуса, заполненного электролитом повышенной вязкости, стержня из красной меди марки М1-Т-КР7, установленного в электролите, датчика потенциала, соединительных проводников и предохранительной трубки длиной 1,5 м.

1.5    0,005-0—0,005;

0,05—0—0,05;

0,1 -0-0,1; 1-0—1;

5-0—5;

10-0-10

— Постоянного тока: 0,3-10-®;

1 • 10“⁶;

10- 10"®;

100 10-®;

0,001; 0,01; 1

Переменного тока: 3 10-®;

100- 10-®;

0,001; 0,01; 1

1

   Массу, полученную по п. 1, нагревают в водяной бане, непрерывно помешивая, до 60±2 °С, и, продолжая перемешивать, вливают в раствор, полученный по п. 2.

2

   Медь сернокислую помещают в эмалированную емкость, добавляют оставшееся количество дистиллированной воды и этиленгликоль и перемешивают до полного растворения сернокислой меди.

3

   Полученную смесь нагревают при непрерывном перемешивании до температуры 70±5°С и продолжают перемешивать до получения однородной вязкой жидкости, но не менее 40 мин.

4

   Приготовленный электролит заливают в корпус электрода при температуре 40—50 °С и закрывают горловину корпуса пробкой, залива

5

ют битумом.

6

Неполяризующийся медносульфатный электрод длительного действия ЭНЕС (рис. 3) состоит из пластмассового корпуса 8, заполненного в заводских условиях электролитом 9, незамерзающим при температуре окружающей среды до минус 40 °С, медного стержня 7, ионообменной мембраны //, диафрагмы 12 из пористой керамики, предохранительной трубки 3 с проводниками 5 от медного стержня 7 и датчика потенциала 2.