7. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ
С учетом требований [6] трубопроводы линий высокого давления, прокладываемые в земле, должны иметь независимо от коррозионной активности грунта усиленные защитные покрытия, наносимые в заводских условиях. Е полевых условиях изолируются лишь места соединения труб и корпуса соединительных муфт. С целью предотвращения коррозионных повреждений трубопроводы, проложенные в земле, защищаются катодной поляризацией независимо от коррозионной активности грунта. При осуществлении катодной поляризации должно быть обеспечено поддержание на трубопроводе отрицательного потенциала (в пределах от —0,85 до —1,1 В по отношению к медносульфатному электроду сравнения), что исключает возможность коррозионного повреждения при незначительных повреждениях защитного покрытия. Отрицательный потенциал на трубопроводе может быть обеспечен несколькими способами. Наиболее часто применяются установки катодной защиты и электрические дренажи. Катодная защита представляет собой устройство, создающее отрицательный потенциал на трубопроводе за счет электроэнергии от постороннего источника Катодная станция, используемая для этой цели, обычно состоит из понижающего трансформатора мощностью 0,5—3 кВ-А. выпрямительного устройства на ток 50—100 А, вспомогательных приборов, регуляторов, переключателей и т. п.
Электрический дренаж — это устройство, позволяющее отвести блуждающие токи от защищаемого сооружения к источнику этих токов. Источником блуждающих токов обычно являются линии электрифицированных железных дорог, трамвая, метрополитена, а также городские электрические сети с заземленной нейтралью. На трубопроводах линий высокого давления чаще применяются схемы катодной поляризации с использованием катодных станций. Одна из применяемых схем показана на рис. 26. Она обладает тем преимуществом по сравнению с рядом других схем. что ее влияние на другие сооружения незначительно, Существенным достоинством этой схемы являются регулируемые напряжения на выходе, относительная простота и то, что на нее не оказывают влияния блуждающие токи. Для получения требуемого защитного потенциала используются чугунные сопротивления марки АС-3-70 сечением активной части око по 50 мм2 с сопротивлением постоянному току около 0,05 Ом Из этих сопротивлений собирается шунтовой реостат общим сечением около 300 мм2 и результирующим сопротивлением 0,С1 Ом. реостат служит для создания падения напряжения в 0,5 В при прохождении постоянного тока около 50 А от катодной станции. Этого падения напряжения обычно бывает достаточно для создания защитного потенциала вдоль линии длиной в несколько километров
Для поддержания отрицательного потенциала шунтовые реостаты устанавливаются на обоих концах линии, а их сечения выбираются исходя из перспективного тока однофазного короткого замыкания.
Рис. 26. Принципиальная схема катодной поляризации кабельной линии высокого давления:
1 — концевая муфта; 2 — соедииительно-разветвительная муфта; 3 — мертвая опора; 4 — соединительная муфта; 5 — стальной изолированный трубопровод; 6 — шунтовое сопротивление; 7 — катодная станция; 8 — сопротивление заземляющего устройства
Рис. 27. Принципиальная схема подключения опытной катодной станции и измерительных приборов при испытании изоляционного покрытия катодной поляризацией:
1 — анодное заземление; 2 — шунт; 3 — амперметр; 4— генератор постоянного тока; 5 — соединительные провода; 6 — место присоединения провода к трубе; 7 — конец трубы; 8 — вольтметр (М-231) начала трубопровода; 9 — вольтметр конца трубопровода, 10— медносульфатный электрод сравнения; 11 — изоляция трубы
Шунтовый реостат должен быть проверен на термическую и электродинамическую стойкость к токам однофазного короткого замыкания. В этой схеме заземления концевых муфт выполняют роль анодов. Согласно ГОСТ 9.015—74 контроль качества изоляционных покрытий законченных строительством участков трубопроводов, а также во время последующей эксплуатации производится методом катодной поляризации, которая обеспечивается наложением постоянного тока от генератора (аккумуляторной батареи, станции катодной защиты и т.п.). Принципиальная схема подключения генератора постоянного тока и измерительных приборов показана на рис. 27. Состояние изоляционного покрытия оценивают как удовлетворительное, если смещение разности потенциалов «труба — земля» в конце участка, вызванное поляризацией, оказывается не меньше 0,4 В (по абсолютной величине), а ток, вызывающий это смещение, не превосходит значения, определяемого по номограмме, изображенной на рис 28, а. При неудовлетворении хотя бы одного из этих условий состояние изоляционного покрытия оценивают как неудовлетворительнее.
Смещение разности потенциалов «труба — земля» определяют по формуле
где UT з и — измеренная разность потенциалов «труба — земля» (после включения катодной поляризации) В; Uт,з,е — естественная разность потенциалов «труба — земля» (до включения катодной поляризации), В.
Значение тока определяют в зависимости от длины трубопровода и его диаметра. Состояние изоляционного покрытия коротких (до 4 км) трубопроводов оценивают по смешению разности потенциалов «труба — земля» в начале трубопровода и току, определяемому по номограмме, приведенной на рис. 28,6. Состояние покрытия короткого участка оценивают как удовлетворительное, если ток не превышает значения, определяемого по номограмме (рис 28,6), а смещение разности потенциалов «труба—земля» не меньше (по абсолютной величине) 0,7 В. Испытания проводят в следующем порядке: измеряют естественную разность потенциалов «труба — земля» в начале (в точке подключения генератора) и в конце участка. При измерениях генератор должен быть отключен; включают генератор постоянного тока, устанавливают требуемый ток, который определяют по номограммам, поддерживают его постоянным в течение всего периода испытаний; если ни разность потенциалов в точке дренажа, ни ток не изменяются в течение 2 ч, измеряют разность потенциалов «труба — земля» в конце участка. Все измерения разности потенциалов «труба — земля» производит относительно медносульфатного электрода сравнения. При подготовке кабельной линии к включению следует иметь в виду, что линия должна быть присоединена к заземляющему контуру подстанции. Обычно шина заземления присоединяется к трубопроводу около неподвижной опоры или около соединительно-разветвительной муфты. Вследствие того, что концевые муфты обычно изолируются от опорных металлоконструкций, во время прохождения тока однофазного короткого замыкания возможно появление на разветвительных трубах и нижних фланцах концевых муфт наведенного напряжения. Поэтому разветвительные трубы и нижние фланцы концевой муфты должны быть надежно изолированы от металлоконструкции во избежание электрического пробоя, который может повлечь за собой прожог трубы и потерю масла.
Рис. Р8. Номограммы зависимости тока от длины контролируемого участка и диаметра трубопровода
