≡×МЕНЮ

• Інтер'єр
• Вікна
• Стіни
• Проекти
• Будівлі

Катодний захист від корозії. Електрохімічний захист

МЕТАЛЕВИХ СПОРУД»

Теоретичні основи

Катодний захист підземних металевих споруд

Принцип дії катодного захисту

При контакті металу з ґрунтами, що належать до електролітичних середовищ, відбувається корозійний процес, що супроводжується утворенням електричного струму, та встановлюється певний електродний потенціал. Величину електродного потенціалу трубопроводу можна визначити по різниці потенціалів між двома електродами: трубопроводом і мідно-сульфатним елементом, що неполяризується. Таким чином, значення потенціалу трубопроводу є різницею його електродного потенціалу і потенціалу електрода порівняння по відношенню до грунту. На поверхні трубопроводу протікають електродні процеси певного напрямку та стаціонарні за характером зміни часу.

Стаціонарний потенціал прийнято називати природним потенціалом, маючи на увазі при цьому відсутність на трубопроводі блукаючих та інших наведених струмів.

Взаємодія корозіюючого металу з електролітом поділяється на два процеси: анодний та катодний, які проходять одночасно на різних ділянках поверхні розділу металу та електроліту.

При захисті від корозії використовують територіальний поділ анодного та катодного процесів. До трубопроводу підключають джерело струму з додатковим заземлювачем електродом, за допомогою якого накладають на трубопровід зовнішній постійний струм. В цьому випадку анодний процес відбувається на додатковому електроді-заземлювачі.

Катодна поляризація підземних трубопроводів здійснюється за допомогою накладання електричного полявід зовнішнього джерела постійного струму Негативний полюс джерела постійного струму підключається до конструкції, що захищається, при цьому трубопровід є катодом по відношенню до грунту, штучно створений анод-заземлювач - до позитивного полюса.

Принципова схемакатодного захисту показано на рис. 14.1. При катодному захисті негативний полюс джерела струму 2 підключений до трубопроводу 1, а позитивний - штучно створеного аноду-заземлювача 3. При включенні джерела струму від його полюса через анодне заземлення надходить в грунт і через пошкоджені ділянки ізоляції 6 на трубу. Далі через точку дренажу 4 по сполучному дроту струм 5 повертається знову до мінусу джерела живлення. При цьому на оголених ділянках трубопроводу починається процес катодної поляризації.

Мал. 14.1. Принципова схема катодного захисту трубопроводу:

1 - трубопровід; 2 - зовнішнє джерелопостійного струму; 3 – анодне заземлення;

4 – точка дренажу; 5 – дренажний кабель; 6 – контакт катодного виведення;

7 – катодний висновок; 8 - пошкодження ізоляції трубопроводу

Оскільки напруга зовнішнього струму, прикладеного між електродом-заземлювачем та трубопроводом, значно перевищує різницю потенціалів між електродами корозійних макропар трубопроводу, стаціонарний потенціал анодного заземлення не відіграє визначальної ролі.

З включенням електрохімічного захисту ( j 0a.дод) порушується розподіл струмів корозійних макропар, зближуються значення різниці потенціалів «труба – земля» катодних ділянок ( j 0к) з різницею потенціалів анодних ділянок ( j 0а), забезпечуються умови для поляризації.

Катодний захист регулюється шляхом підтримання необхідного захисного потенціалу. Якщо накладання зовнішнього струму трубопровід заполяризований до рівноважного потенціалу ( j 0к = j 0а) Розчинення металу (рис. 14.2 а), то анодний струм припиняється і корозія зупиняється. Подальше підвищення захисного струму є недоцільним. За більш позитивних значень потенціалу настає явище неповного захисту (рис. 14.2 б). Воно може виникнути при катодному захисті трубопроводу, що знаходиться в зоні сильного впливу блукаючих струмів або при використанні протекторів, які не мають достатньо негативного електродного потенціалу (цинкові протектори).

Критеріями захисту металу від корозії є захисна щільність струму та захисний потенціал.

Катодна поляризація неізольованої металевої конструкціїдо величини захисного потенціалу потребує значних струмів. Найбільш ймовірні величини щільностей струмів, необхідних для поляризації сталі в різних середовищах до мінімального захисного потенціалу (-0,85) по відношенню до мідно-сульфатного електрода порівняння, наведені в табл. 14.1

Мал. 14.2. Корозійна діаграма для повної поляризації (а) і

неповної поляризації (б)

Зазвичай катодна захист використовується спільно з ізоляційними покриттями, нанесеними на зовнішню поверхнютрубопроводу. Поверхне покриття зменшує необхідний струм на кілька порядків. Так, для катодного захисту стали з гарним покриттяму ґрунті потрібно всього 0,01...0,2 мА/м 2 .

Таблиця 14.1

Щільність струму, необхідна для катодного захисту

неізольованої сталевої поверхні в різних середовищах

Захисна щільність струму для ізольованих магістральних трубопроводів не може стати надійним критерієм захисту внаслідок невідомого розподілу пошкодженої ізоляції трубопроводу, що визначає фактичну площу контакту металу із ґрунтом. Навіть для неізольованої труби (патрон на підземному переході через залізниці та шосейні дороги) захисна щільність струму визначається за геометричними розмірами споруди і є фіктивною, оскільки залишається невідомою частка поверхні патрона, покрита постійно присутніми пасивними захисними шарами (окалиною та ін.) у процесі деполяризації. Тому захисна густина струму як критерій захисту застосовується при деяких лабораторних дослідженнях, що виконуються на зразках металу.

Захист трубопроводів від корозії може виконуватися за допомогою безлічі технологій, найбільш ефективним є електрохімічний метод, до якого і відноситься катодна захист. Найчастіше антикорозійний катодний захист застосовується комплексно, разом із обробкою сталевої конструкції ізолюючими складами.

У цій статті розглянуто електрохімічний захист трубопроводів і особливо детально вивчено її катодний підвид. Ви дізнаєтеся, в чому полягає суть даного методу, коли його можна використовувати та яке обладнання застосовується для катодного захисту металів.

Зміст статті

Різновиди катодного захисту

Катодний захист сталевих конструкцій від корозії було винайдено у 1820-х роках. Вперше метод був застосований у кораблебудуванні – захисними анодними протекторами обшили мідний корпус судна, що значно зменшило швидкість кородування міді. Методика була взята на озброєння і почала активно розвиватися, що зробило її одним із найефективніших методів протикорозійного захисту на сьогоднішній день.

Катодний захист металів, згідно з технологією виконання, класифікується на два різновиди:

• метод №1 – до конструкції, що захищається, приєднується зовнішній джерело струму, за наявності якого саме металевий виріб виконується роль катода, тоді як аноди виступають сторонні інертні електроди.
• метод №2 – “ гальванічна технологія“: конструкція, що захищається, контактує з протекторною пластиною виготовленою з металу, що має більший електронегативний потенціал (до таких металів відноситься цинк, алюміній, магній та їх сплави). Функцію анода в даному методу виконують обидва метали, тоді як електрохімічне розчинення металу протекторної пластини забезпечує протікання через конструкцію, що захищається необхідного мінімуму катодного струму. Після закінчення часу протекторна пластина повністю руйнується.

Метод №1 – найпоширеніший. Це проста в реалізації протикорозійна технологія, яка ефективно справляється з багатьма різновидами корозії металів:

• міжкристальна корозія нержавіючої сталі;
• піттингова корозія;
• розтріскування латуні із підвищеної напруги;
• корозія під впливом блукаючих струмів.

На відміну від першого методу, придатного для захисту великих за розміром конструкцій (застосовується для підземних та наземних трубопроводів), гальванічний електрохімзахист призначений для застосування з виробами малих розмірів.

Гальванічний метод широко поширений у США, у Росії він практично не використовується, оскільки технологія зведення трубопроводів у нашій країні не передбачає обробки магістралей спеціальним ізоляційним покриттям, яке є обов'язковою умовоюдля гальванічного електрохімзахисту.

Зазначимо, що без значно збільшується корозія сталі під впливом ґрунтових вод, що особливо характерно для весняного періодута осені. Взимку після замерзання води корозія від вологи суттєво уповільнюється.

Суть технології

Катодна протикорозійна захист здійснюється за допомогою застосування постійного струму, який подається на конструкцію, що захищається від зовнішнього джерела (найчастіше використовуються випрямлячі, що перетворюють змінний струм в постійний) і робить її потенціал негативним.

Сам об'єкт, підключений до постійного струму, є “мінусом” – катодом, тоді як підведене до нього анодне заземлення є “плюсом”. Ключовою умовою ефективності катодного захисту є наявність електролітичного середовища, що добре проводиться, в якості якого при захисті підземних трубопроводів виступає грунт, тоді як електронний контакт досягається за рахунок використання металевих матеріалів з високою провідністю.

У процесі реалізації технології між електролітичним середовищем (ґрунтом) та об'єктом постійно підтримується необхідна різниця потенціалу струму, величина якої визначається за допомогою високоомного вольтметра.

Особливості катодного захисту трубопроводів

Корозія – головна причина розгерметизації всіх типів трубопроводів. Через пошкодження металу іржею на ньому утворюються розриви, каверни та тріщини, що призводять до руйнування сталевої конструкції. Ця проблема особливо критична для підземних трубопроводів, які постійно перебувають у постійному контакті із ґрунтовими водами.

Катодна захист газопроводів від корозії виконується одним із вищевказаних методів (за допомогою зовнішнього випрямляча або гальванічним способом). Технологія в даному випадку дозволяє зменшити швидкість окислення і розчинення металу, з якого виготовлений трубопровід, що досягається за рахунок зміщення його природного корозійного потенціалу в негативну сторону.

За допомогою практичних випробувань було з'ясовано, що потенціал катодної поляризації металів, при якому уповільнюються всі корозійні процеси, дорівнює -0.85 В, Тоді як у підземних трубопроводів у природному режимі він становить -0.55 Ст.

Щоб протикорозійний захист був ефективним, необхідно за допомогою постійного струму знизити катодний потенціал металу, з якого виготовлений трубопровід, на -0.3 В. У такому разі швидкість кородування сталі не перевищує 10 мікрометрів протягом року.

Катодний захист – найбільш ефективний методзахисту підземних трубопроводів від блукаючих струмів Під поняттям блукаючих струмів мається на увазі електричний заряд, який потрапляє в землю в результаті роботи точок заземлення ЛЕП, громовідводів або руху поїздів залізничними магістралями. Точний час і місце появи блукаючих струмів з'ясувати неможливо.

Корозійна дія блукаючих струмів на метал відбувається у разі, якщо металева конструкція має позитивний потенціал щодо електроліту (для підземних трубопроводів електролітом виступає ґрунт). Катодна захист робить потенціал металу підземних трубопроводів негативним, що усуває ризик їх окислення під впливом блукаючих струмів.

Технологія застосування зовнішнього джерела струму для захисту катодного підземних трубопроводів краща. Її переваги – необмежений енергоресурс, здатний долати питомий опір ґрунту.

Як джерело струму протикорозійний захист використовується повітряні лінії електропередач потужністю 6 і 10 кВт, якщо ж на території ЛЕП відсутні, можуть застосовуватися мобільні генератори, що працюють на газу та дизпаливі.

Детальний огляд технології катодного захисту від корозії (відео)

Устаткування для катодного захисту

Для протикорозійного захисту підземних трубопроводів застосовується спеціальне обладнання. станції катодного захисту(СКЗ), що складаються з наступних вузлів:

• заземлення (анод);
• джерело постійного струму;
• пункт управління, контролю та вимірювань;
• з'єднувальні кабелі та дроти.

Одна СКЗ, підключена до електромережі чи автономному генератору, може виконувати катодну захист відразу кількох розташованих магістралей підземних трубопроводів. Регулювання струму може виконуватися вручну (за допомогою заміни обмотки на трансформаторі) або автоматичному режимі (якщо система укомплектована тиристорами).

Серед станцій катодного захисту, що застосовуються у вітчизняній промисловості, найбільш технологічною установкою вважається Мінерва-3000 (спроектована інженерами із Франції на замовлення Газпрому). Потужності цієї СКЗ достатньо для ефективного захисту 30 км. підземного трубопроводу.

До переваг установки належить:

• підвищена потужність;
• функція відновлення після перевантаження (оновлення відбувається за 15 секунд);
• наявність систем цифрового регулювання контролю за робочими режимами;
• повна герметичність відповідальних вузлів;
• можливість підключення обладнання для дистанційного контролю.

Також широко затребуваними у вітчизняному будівництві є установки АСКГ-ТМ, порівняно з Мінервою-3000, вони мають зменшену потужність (1-5 кВт), проте у стокове комплектації система обладнана телеметричним комплексом, який в автоматичному режимі контролює роботу СКЗ та має можливість дистанційного керування. .

Станції катодного захисту Мінерва-3000 та АСКГ-ТМвимагають живлення від електромережі потужністю 220 В. Віддалене керування обладнанням виконується за допомогою вбудованих модулів GPRS. СКЗ мають досить більше габарити – 50*40*90 см. та вага – 50 кг. Мінімальний термін служби пристроїв становить 20 років.

Трубопровідні магістралі – це на сьогоднішній день найпоширеніший засіб для транспортування носіїв енергії. Очевидний їх недолік - схильність до утворення іржі. Для цього виконується катодна захист магістральних трубопроводів від корозії. У чому її принцип дії?

Причини корозії

Мережі трубопроводів систем життєзабезпечення поширені на всій території Росії. З їх допомогою ефективно транспортується газ, вода, нафтопродукти та нафта. Нещодавно було прокладено трубопроводів для транспортування аміаку. Більшість видів трубопроводів виконані з металу, а головний їхній ворог – це корозія, видів якої є багато.

Причини утворення іржі на металевих поверхнях ґрунтуються на властивостях довкілля, як зовнішньої, так і внутрішньої корозії трубопроводів. Небезпека утворення корозії для внутрішніх поверхонь ґрунтується на:

1. Взаємодія з водою.
2. Наявність у воді лугів, солей чи кислот.

Такі обставини можуть скластися на магістральних водопроводах, системах гарячого водопостачання (ГВП), пари та опалення. Не менш важливим фактором є спосіб прокладання трубопроводу: наземний чи підземний. Перший простіше обслуговувати та усувати причини утворення іржі порівняно з другим.

При способі прокладання "труба в іншу трубу" ризик виникнення корозії знаходиться на невисокому рівні. При безпосередньому виконанні монтажу трубопроводу на відкритому повітріможливе утворення іржі від взаємодії з атмосферою, що також призводить до зміни конструкції.

Трубопроводи, розташовані під землею, у тому числі пара та гарячої водинайбільш уразливі до корозії. Виникає питання про схильність до корозії труб, розташованих на дні вододжерел, але невелика частина магістралей розташована в цих місцях.

Відповідно до призначення трубопроводи з ризиком виникнення корозії поділяються на:

• магістральні;
• промислові;
• для систем опалення та життєзабезпечення населення;
• для стічних вод від промислових підприємств.

Схильність до корозії магістральних трубопровідних мереж

Корозія трубопроводів даного типу найбільш добре вивчена, та їх захист від впливу зовнішніх факторіввизначено стандартними вимогами. У нормативних документах розглядаються способи захисту, а чи не причини, з яких відбувається утворення іржі.

Не менш важливо враховувати, що при цьому розглядається тільки зовнішня корозія, якій піддається зовнішній ділянці трубопроводу, так як усередині магістралі проходять інертні гази. Не настільки небезпечно у разі контактування металу з атмосферою.

Для захищеності від корозії за ГОСТом розглядаються для кількох ділянка трубопроводу: підвищеної та високої небезпеки, а також корозійно-небезпечних.

Вплив негативних факторів із атмосфери для ділянок підвищеної небезпеки чи види корозії:

1. Від джерел постійного струму виникнення блукаючих струмів.
2. Вплив мікроорганізмів.
3. Створена напруга провокує розтріскування металу.
4. Зберігання відходів.
5. Солоні ґрунти.
6. Температура речовини, що транспортується, вище 300 °С.
7. Вуглекислотна корозія нафтопроводу.

Монтер із захисту підземних трубопроводів від корозії повинен знати конструкцію трубопроводу та вимоги СНіП.

Електрохімічна корозія від ґрунту

Внаслідок різниці напруги, що утворилися на окремих ділянках трубопроводів, виникає потік електронів. Процес утворення іржі відбувається за електрохімічним принципом. На підставі цього ефекту частина металу в анодних зонах розтріскується і перетікає в основу ґрунту. Після взаємодії з електролітом утворюється корозія.

Одним із значних критеріїв для забезпечення захисту від негативних проявів є довжина магістралі. На шляху трапляються ґрунти з різним складомта характеристикою. Все це сприяє виникненню різниці напруги між частинами прокладених трубопроводів. Магістралі мають хорошу провідність, тому відбувається утворення гальванопар з досить великою протяжністю.

Збільшення швидкості корозії трубопроводу провокує висока щільністьпотоку електронів. Не менше значення відіграє і глибина розташування магістралей, так як на ній зберігається суттєвий відсоток вологості, і температури, яка нижче за позначку “0” не відпускається. На поверхні труб залишається прокатна окалина після обробки, а це впливає на появу іржі.

Шляхом проведення дослідницьких робітвстановлена ​​пряма залежність між глибиною та площею утвореної іржі на металі. Це засновано на тому, що метал з більшою площеюповерхні найбільш уразливий до зовнішніх негативних проявів. До окремих випадків можна віднести прояв на сталевих спорудах значно менших кількостей руйнувань під впливом електрохімічного процесу.

Агресивність ґрунтів до металу, насамперед, визначається їхньою власною структурною складовою, вологістю, опором, насиченістю лугами, повітряною проникністю та іншими факторами. Монтер із захисту підземних трубопроводів від корозії має бути ознайомлений із проектом на будівництво магістралі.

Корозія під впливом блукаючих струмів

Іржа може виникати від змінного та постійного потоку електронів:

• Утворення іржі під впливом струму незмінних величин. Блукаючими струмами називаються струми, що знаходяться в ґрунті та в конструктивних елементах, розташованих під землею. Їхнє походження антропогенне. Вони виникають внаслідок експлуатації технічних пристроїв постійного струму, що поширюється від будівель чи споруд. Ними можуть бути зварювальні інвертори, систем захисту від катодів та інші пристрої Струм прагне пройти шляхом найменшого показника опору, в результаті, при наявних трубопроводах у землі, струму буде набагато легше пройти через метал. Анодом є ділянка трубопроводу, з якого блукаючий струм виходить на поверхню ґрунту. Частина трубопроводу, який потрапляє струм, грає роль катода. На описаних анодних поверхнях струми мають підвищену щільність, тому у цих місцях утворюються значні корозійні місця. Швидкість корозії не обмежується та може бути до 20 мм на рік.
• Утворення іржі під впливом змінного струму. При розташуванні біля магістралей ліній електропередач із напругою мережі понад 110 кВ, і навіть паралельному розташуванні трубопроводів під впливом змінних струмів утворюється корозія, зокрема корозія під ізоляцією трубопроводів.

Корозійне розтріскування під впливом напруги

Якщо на металеву поверхню одночасно впливають зовнішні негативні фактори і висока напруга від ЛЕП, що створює зусилля, що розтягують, то відбувається утворення іржі. Згідно з проведеними дослідженнями, отримала своє місце воднево-корозійна нова теорія.

Тріщини невеликого розміру утворюються при насиченні труби воднем, яке після забезпечує збільшення тиску зсередини до показників, вище за належний еквівалент зв'язку атомів і кристалів.

Під впливом дифузії протонів проводиться наворожування поверхневого шару під вплив гідролізу при підвищених рівнях катодної захищеності та одночасного впливу неорганічних сполук.

Після того, як тріщина розкриється, відбувається прискорення процесу іржавіння металу, яке забезпечується ґрунтовим електролітом. У результаті під впливом механічних впливів метал зазнає повільного руйнування.

Корозія під впливом мікроорганізмів

Мікробіологічна корозія називається процес утворення іржі на трубопроводі під впливом живих мікроорганізмів. Це можуть бути водорості, грибки, бактерії, у тому числі найпростіші організми. Встановлено, що розмноження бактерій найбільше впливає на цей процес. Для підтримки життєдіяльності мікроорганізмів необхідне створення умов, саме потрібен азот, вологість, води та солі. Також такі умови, як:

1. Температурно-вологісні показники.
2. Тиск.
3. Наявність освітленості.
4. Кисень.

При виділенні кислотного середовища організми можуть викликати корозію. Під їх впливом на поверхні проявляються каверни, що мають чорний колір та неприємний запах сірководню. Бактерії, що містять сульфати, присутні практичні у всіх грунтах, але швидкість корозії збільшується при збільшенні їх кількості.

Що таке електрохімічний захист

Електрохімічний захисттрубопроводів від корозії – це комплекс заходів, вкладених у недопущення розвитку корозії під впливом електричного поля. Для перетворення постійного струму використовуються спеціалізовані випрямлячі.

Захист від корозії виробляється створенням електромагнітного поля, у результаті купується негативний потенціал чи ділянку виконує роль катода. Тобто відрізок сталевих трубопроводів, захищений від утворення іржі, набуває негативного заряду, а заземлення – позитивний.

Катодна захист трубопроводів від корозії супроводжує електролітичною захищеністю з достатньою провідністю середовища. Таку функцію виконує ґрунт, при прокладанні металевих підземних магістралей. Контактування електродів здійснюється через струмопровідні елементи.

Індикатор визначення показників корозії – це високовольтний вольтметр чи датчик корозії. За допомогою цього приладу контролюється показник між електролітом та ґрунтом, конкретно для цього випадку.

Як класифікується електрохімічний захист

Корозія та захист магістральних трубопроводів та резервуарів від неї контролюються двома способами:

• До металевої поверхні підводиться джерело струму. Ця ділянка набуває негативного заряду, тобто виконує роль катода. Аноди – це інертні електроди, які жодного відношення до конструктивного виконання не мають. Цей спосіб вважається найбільш поширеним і електрохімічна корозія не виникає. Така методика спрямована на недопущення наступних різновидів корозій: піттингової, внаслідок присутності блукаючих струмів, кристалічного типу нержавіючої сталі, а також розтріскування елементів з латуні.
• Гальванічний метод. Захист магістральних трубопроводів або протекторний захист здійснюється металевими пластинами з великими показниками негативних зарядів, виготовленими з алюмінію, цинку, магнію або їх сплавів. Аноди – це два елементи, так звані інгібітори, при цьому повільна руйнація протектора сприяє підтримці у виробі катодного струму. Протекторний захист використовується вкрай рідко. ЕХЗ виконується на ізоляційне покриття трубопроводів.

Про особливості електрохімічного захисту

Основною причиною руйнування трубопроводів є наслідок корозії металевих поверхонь. Після утворення іржі утворюють тріщини, розриви, каверни, які поступово збільшуються у розмірах та сприяють розриву трубопроводу. Це частіше відбувається у магістралей, прокладених під землею, чи стикаються з грунтовими водами.

У принципі дії катодного захисту закладено створення різниці напруги та дії двома вищеописаними методами. Після проведених вимірювальних операцій безпосередньо біля розташування трубопроводу з'ясовано, що необхідний потенціал, що сприяє уповільненню процесу руйнування повинен становити 0,85В, а підземних елементів це значення дорівнює 0,55В.

Для уповільнення швидкості корозії слід зменшити катодну напругу на 0,3В. При такому розкладі швидкість корозії не буде більше 10 мкм/рік, а це суттєво продовжить термін служби технічних пристроїв.

Одна із значних проблем – це наявність блукаючих струмів у ґрунті. Такі струми виникають від заземлень будівель, споруд, рейкових шляхівта інших пристроїв. Тим більше, неможливо провести точну оцінку, де вони можуть проявитися.

Для створення руйнівного впливу достатньо заряду сталевих трубопроводів позитивним потенціалом до електролітичного оточення, до них відносяться магістралі, прокладені в грунті.

Для того щоб забезпечити контур струмом необхідно підвести зовнішню напругу, параметри якої будуть достатніми для пробивання опору ґрунтової основи.

Як правило, подібні джерела – це лінії електропередач із показниками потужностей від 6 до 10 кВт. Якщо електричний струм неможливо підвести, можна використовувати дизельні або газові генератори. Монтер із захисту підземних трубопроводів від корозії перед виконанням робіт має бути ознайомлений із проектними рішеннями.

Катодний захист

Щоб знизився відсоток виникнення іржі на поверхні труб, використовуються станції електродного захисту:

1. Анодна, виконана у вигляді провідників, що заземлюють.
2. Перетворювачі постійних потоків електронів.
3. Обладнання пункту управління процесом та контролю за цим процесом.
4. Кабельні та провідні з'єднання.

Станції катодних захистів досить результативні, при безпосередньому з'єднанні з лінією електропередачі або генератору, вони забезпечують інгібуючу дію струмів. При цьому забезпечується захист одночасно кількох ділянок трубопроводу. Регулювання параметрів здійснюється вручну або автоматично. У першому випадку використовуються обмотки трансформаторів, а у другому – тиристори.

Найбільш поширеною біля Росії є високотехнологічна установка – Міневра -3000. Її потужності достатньо для здійснення захисту 30000 м магістралей.

Переваги технічного устрою:

• високі показники потужності;
• оновлення режиму роботи після перевантаження через чверть хвилини;
• за допомогою цифрового регулювання здійснюється контроль за робочими параметрами;
• герметичність високовідповідальних сполук;
• підключення пристрою до дистанційного контролюза процесом.

Також застосовуються АСКГ-ТМ, хоча вони їх потужність невелика, їх оснащення телеметричним комплексом або дистанційним керуваннямдозволяє їм бути не менш популярними.

Схема ізоляційної магістралі водопроводу чи газопроводу має бути дома проведення робіт.

Відео: катодна захист від корозії - який буває і як виконується?

Захист від корозії облаштуванням дренажу

Монтер захисту підземних трубопроводів від корозії повинен бути ознайомлений з пристроєм дренажу. Такий захист від утворення іржі трубопроводів від блукаючих струмів проводиться пристроєм дренажу, необхідним для відведення цих струмів в іншу ділянку землі. Усього існує кілька варіантів дренажів.

Різновиди виконання:

1. Виконаний під землею.
2. Прямий.
3. Із полярностями.
4. Посилений.

При здійсненні земляного дренажу проводять установку електродів до анодні зони. Для забезпечення прямої дренажної лінії виконується електрична перемичка, що з'єднує трубопровід з негативним полюсом джерел струмів, наприклад, заземленню від житлового будинку.

Поляризований дренаж має односторонню провідність, тобто при появі позитивного заряду на контурі заземлення він автоматично відключається. Посилений дренаж функціонує від перетворювача струму, додатково підключеного до електричної схеми, а це покращує відведення блукаючих струмів від магістралі.

Надбавка на корозію трубопроводів проводиться розрахунковим шляхом, згідно з РД.

Крім того, застосовується інгібіторний захист, тобто на трубах використовується спеціальний склад для захисту від агресивних середовищ. Стоянка корозія виникає при простої котельного обладнання тривалий час, щоб цього не відбувалося, необхідне технічне обслуговування обладнання.

Монтер із захисту підземних трубопроводів від корозії повинен мати знання та навички, навчений Правилам і періодично проходити медогляд, і складати іспити в присутності інспектора Ростехнагляду.

Досі при облаштуванні протяжних промислових трубопроводівНайбільш затребуваним матеріалом виготовлення труб є сталь. Маючи безліч чудових властивостей, таких як механічна міцністьздатність функціонувати при великих значеннях внутрішніх тискуі температури та стійкість до сезонних змін погоди, сталь має і серйозний недолік: схильність до корозії, що призводить до руйнування виробу та, відповідно, непрацездатності всієї системи.

Один із способів захисту від цієї загрози – електрохімічний, що включає катодний та анодний захист трубопроводів; про особливості та різновиди катодного захисту буде розказано нижче.

Визначення електрохімічного захисту

Електрохімічний захист трубопроводів від корозії - процес, що здійснюється при впливі постійного електричного поля на об'єкт, що охороняється, з металів або сплавів. Оскільки зазвичай доступний для роботи змінний струм, використовуються спеціальні випрямлячі перетворення його в постійний.

У разі катодного захисту трубопроводів об'єкт, що захищається, шляхом подачі на нього електромагнітного поля набуває негативного потенціалу, тобто робиться катодом.

Відповідно, якщо відрізок труби, що захищається від корозії, стає «мінусом», то заземлення, що підводиться до нього, – «плюсом» (тобто анодом).

Антикорозійний захист за такою методикою неможливий без присутності електролітичного, з гарною провідністю середовища. У разі облаштування трубопроводів під землею її функцію виконує ґрунт. Контакт же електродів забезпечується шляхом застосування елементів електричних струмів, що добре проводять, з металів і сплавів.

У ході протікання процесу між середовищем-електролітом (в даному випадку ґрунтом) і елементом, що захищається від корозії, виникає постійна різниця потенціалів, значення якої контролюється за допомогою високовольтних вольтметрів.

Класифікація методик електрохімічного катодного захисту

Такий спосіб запобігання корозії був запропонований у 20-х роках XIX століття і спочатку використовувався в суднобудуванні: мідні корпуси кораблів обшивалися протекторами-анодами, що значно знижують швидкість кородування металу.

Після того, як було встановлено ефективність нової технології, винахід почав активно застосовуватися в інших галузях промисловості. Через деякий час воно було визнано одним із самих ефективних способівзахисту металів

В даний час використовується два основних типи катодного захисту трубопроводів від корозії:

1. Найпростіший спосіб: до металевого виробу, що вимагає запобігання корозії, підводиться зовнішнє джерело електричного струму. У такому виконанні сама деталь набуває негативного заряду і стає катодом, роль анода виконують інертні, не залежать від конструкції, електроди.
2. Гальванічний метод. Деталь, що потребує захисту, стикається із захисною (протекторною) пластиною, що виготовляється з металів з великими значеннями негативного електричного потенціалу: алюмінію, магнію, цинку та їх сплавів. Анодами в цьому випадку стають обидва металеві елементи, а повільне електрохімічне руйнування пластини-протектора гарантує підтримку в сталевому виробінеобхідного катодного струму. Через більш-менш довгий час, Залежно від параметрів пластини, вона розчиняється повністю.

Характеристики першого методу

Цей спосіб ЕХЗ трубопроводів, з простоти, найбільш поширений. Застосовуються він для запобігання великим конструкціям та елементам, зокрема, трубопроводам підземного та наземного типів.

Методика допомагає протистояти:

• піттингової корозії;
• корозії через присутність у зоні розташування елемента блукаючих струмів;
• корозії нержавіючої сталі міжкристального типу;
• розтріскування латунних елементів внаслідок підвищеної напруги.

Характеристики другого методу

Ця технологія призначається, на відміну першої, зокрема захисту виробів невеликих розмірів. Методика найбільш популярна у США, тоді як у Російської Федераціївикористовується рідко. Причина в тому, що для проведення гальванічної електрохімічний захист трубопроводів потрібна наявність на виробі ізоляційного покриття, а в Росії магістральні трубопроводив такий спосіб не обробляються.

Особливості ЕХЗ трубопроводів

Головною причиною виходу трубопроводів з ладу (часткової розгерметизації або повного руйнуванняокремих елементів) є корозія металу. Внаслідок утворення на поверхні виробу іржі на його поверхні з'являються мікророзриви, раковини (каверни) та тріщини, що поступово призводять до виходу системи з ладу. Особливо ця проблема актуальна для труб, що пролягають під землею і постійно стикаються з ґрунтовими водами.

Принцип дії катодного захисту трубопроводів від корозії передбачає створення різниці електричних потенціалів та реалізується двома вищеописаними способами.

Після проведення вимірювань на місцевості було встановлено, що необхідний потенціал, у якому уповільнюється будь-який корозійний процес, становить –0,85; у перебувають під шаром землі елементів трубопроводу його природне значення дорівнює –0,55 У.

Щоб суттєво уповільнити процеси руйнування матеріалів, потрібно домогтися зниження катодного потенціалу деталі, що захищається, на 0,3 В. Якщо досягти цього, швидкість корозії сталевих елементів не перевищуватиме значень 10 мкм/рік.

Одну з найсерйозніших загроз металевим виробам становлять блукаючі струми, тобто електричні розряди, що проникають у ґрунт унаслідок роботи заземлень ліній енергопередач (ЛЕП), громовідводів або пересування по рейках поїздів. Неможливо визначити, в який час і де вони виявляться.

Руйнівний вплив блукаючих струмів на сталеві елементи конструкцій проявляється, коли ці деталі мають позитивний електричний потенціал щодо електролітичного середовища (у разі трубопроводів – ґрунту). Катодна методика повідомляє виробу, що захищається, негативний потенціал, внаслідок чого небезпека корозії через цей фактор виключається.

Оптимальним способом забезпечення контуру електричним струмом є використання зовнішнього джерела енергії: він гарантує подачу напруги, достатньої для пробивання питомого опоруґрунту.

Зазвичай у ролі такого джерела виступають повітряні лінії енергопередачі з потужностями 6 та 10 кВт. У разі відсутності на ділянці пролягання трубопроводу ЛЕП слід використовувати генератори мобільного типу, що функціонують на газі та дизельному паливі.

Що потрібно для катодного електрохімічного захисту

Для забезпечення зниження корозії на ділянках пролягання трубопроводів використовуються спеціальні пристрої, звані станціями катодного захисту (СКЗ).

Ці станції включають такі елементи:

• заземлення, що у ролі анода;
• генератор постійного струму;
• пункт контролю, вимірювань та управління процесом;
• сполучні пристрої (проводи та кабелі).

Станції катодного захисту цілком ефективно виконують основну функцію, при підключенні до незалежного генератора або ЛЕП, захищаючи одночасно кілька розташованих поблизу ділянок трубопроводів.

Регулювати параметри струму можна як вручну (замінюючи трансформаторні обмотки), так і в автоматизованому режимі (якщо контур має тиристори).

Найбільш досконалою серед застосовуваних на території РФ станцій катодного захисту визнається "Мінерва-3000" (проект СКЗ на замовлення "Газпрому" було створено французькими інженерами). Одна така станція дозволяє забезпечити безпеку близько 30 км трубопроводу, що пролягає під землею.

Плюси «Мінерви-3000»:

• високий рівень потужності;
• можливість швидкого відновлення після виникнення навантажень (не більше 15 секунд);
• оснащеність необхідними контролю робочих режимів вузлами цифрового регулювання системи;
• абсолютно герметичні відповідальні вузли;
• можливість контролювати функціонування установки віддалено при підключенні спеціального обладнання.

Друга найпопулярніша у Росії СКЗ – «АСКГ-ТМ» (адаптивна телемеханізована станція катодного захисту). Потужність таких станцій менша, ніж згаданих вище (від 1 до 5 кВт), але їх можливості автоматичного контролю роботи покращені за рахунок наявності у вихідній комплектації телеметричного комплексу з дистанційним керуванням.

Обидві станції вимагають джерела напруги потужністю 220, управляються за допомогою модулів GPRS і характеризуються досить скромними габаритами - 500×400×900 мм при вазі 50 кг. Термін експлуатації СКЗ – від 20 років.

А.І. Хейфец, начальник служби електрохімічного захисту,
ВАТ «Тепломережа Санкт-Петербурга», м. Санкт-Петербург

Вступ

Захист трубопроводів теплових мереж від корозії є дуже важливим завданням, від вирішення якого залежить надійність роботи всієї системи централізованого теплопостачання. У м. Санкт-Петербург превалюють теплові мережі підземної прокладки, які експлуатуються в корозійно-небезпечних умовах, обумовлених як густою мережею підземних комунікацій великої протяжності та розвиненим електрифікованим транспортом, так і насиченістю ґрунтів та ґрунтів вологою та хімічними реагентами. Існує два основних способи захисту металів від корозії: пасивний – це нанесення на їх поверхню ізоляційних покриттів та активний – це використання засобів електрохімічного захисту.

Трохи теорії

Металеві споруди, що експлуатуються в різних середовищах (в атмосфері, воді, ґрунті), піддаються руйнівному впливу цього середовища. Руйнування металу внаслідок його взаємодії із зовнішнім середовищем називається корозією. Сутью корозійного процесу є видалення атомів з металевих грат, яке може відбуватися двома шляхами, тому і розрізняють корозію просто хімічну та електрохімічну.

Корозія є хімічною, якщо після розриву металевого зв'язку атоми металу безпосередньо з'єднуються. хімічним зв'язкомз тими атомами чи групами атомів, що входять до складу окислювачів, які відбирають валентні електрони металу. Процес проходить без участі вільних електронів і супроводжується появою електричного струму. Прикладом може бути утворення окалини при взаємодії матеріалів на основі заліза при високій температурі з киснем.

Корозія є електрохімічною, якщо при виході з металевих грат позитивно заряджений іон металу, тобто. катіон, вступає у зв'язок не з окислювачем, а з іншими компонентами корозійного середовища, окислювачі ж передаються електрони, що звільняються при утворенні катіону. При електрохімічній корозії видалення атомів з металевих грат здійснюється в результаті не одного, як при хімічній корозії, а двох незалежних, але пов'язаних між собою електрохімічних процесів: анодного (перехід «захоплених» катіонів металу в розчин) і катодного (зв'язування окислювачем електронів, що звільнилися). Окислювачами служать іони водню, які є скрізь, де є вода, і молекули кисню. Електрохімічна корозія супроводжується появою електричного струму.

Трубопроводи теплових мереж є протяжними об'єктами і їх ділянки виявляються над рівних умовах з погляду розвитку корозійних процесів. Ґрунти і грунти по-різному вбирають у собі атмосферні опади, талі води, мають різної повітропроникністю. Питома електричний опірґрунтів теж різне; саме його значення (що нижче, тим небезпечніше) характеризує корозійну агресивність середовища. В результаті вздовж поверхні трубопроводів утворюються ділянки, де переважно здійснюються або анодні, або катодні реакції. Електрична провідність металу дуже висока, електрони практично миттєво перерозподіляються від місць протікання анодної реакції до місць, де протікає катодна (рис. 1). По суті, виникають подоби гальванічних елементів, батарейок, у яких роль електроліту відіграє ґрунт, а зовнішнім ланцюгом є підземна металева споруда. Анодні зони – це позитивний електрод («+»), а катодні зони – це негативний електрод («-»). При протіканні електричного струму в анодних зонах безперервно відбувається вихід атомів з металевих грат у зовнішнє середовище, тобто. Розчинення металу.

Особливу небезпеку для трубопроводів теплових мереж становлять блукаючі струми, які виникають внаслідок витоку з транспортних електричних ланцюгів частини струму в ґрунт або водні розчиниде вони потрапляють на металеві конструкції. У місцях виходу струму з цих конструкцій знову грунт або воду виникає анодне розчинення металу. Такі зони особливо часто спостерігаються у районах наземного електричного транспорту. Корозію під дією блукаючих струмів іноді називають електричною корозією. Такі струми можуть досягати величини кілька ампер. Для подання: струм силою 1 А, відповідно до першого закону Фарадея, викликає протягом року розчинення заліза в кількості 9,1 кг. Якщо струм зосереджений ділянці 1 м 2 , це відповідає зменшенню товщини стінки труби на 1,17 мм на рік, тобто. за 6 років вона зменшилася б на 7 мм.

Принцип дії електрохімічного захисту (ЕХЗ) зовнішньої поверхні металу від корозії заснований на тому, що зсув потенціалу металу пропусканням зовнішнього електричного струму можна змінити швидкість його корозії. Залежність між потенціалом та швидкістю корозії нелінійна та неоднозначна.

ЕХЗ, заснована на накладанні катодного струму, зветься катодного захисту. У виробничих умовах вона реалізується у двох варіантах.

1. У першому варіанті необхідне зрушенняпотенціалу забезпечується підключенням конструкції, що захищається, до зовнішнього джерела напруги в якості катода, а в якості анода використовуються допоміжні електроди (рис. 2).

Джерелом служить регульований випрямляч, який перетворює напругу промислової частоти на постійне, а анодні заземлювачі об'єднуються в контур, склад і розташування електродів якого визначаються розрахунком. У процесі експлуатації маса електродів контуру анодного заземлення монотонно зменшується.

Катодна поляризація неізольованої металевої конструкції до величини мінімального захисного потенціалу вимагає значних струмів, тому зазвичай катодна захист використовується спільно з ізоляційними покриттями, нанесеними на зовнішню поверхню споруди, що захищається. Поверхне покриття зменшує необхідний струм на кілька порядків. При катодний захист необхідно контролювати і величину максимального потенціалу, т.к. його занадто велике значенняможе призвести до відшаровування ізоляційного покриття від стінки трубопроводу. Нормативними документами (Типова інструкція із захисту трубопроводів теплових мереж від зовнішньої корозії РД 153-34.0-20.518-2003) встановлено, що мінімальний захисний потенціал для теплових мереж дорівнює 1,1 В, а максимальний 2,5 В негативний бік по відношенню медносульфатного електрода порівняння. Такі значення повинні бути забезпечені на всьому протязі ділянки, що захищається, і це досягається тим вірніше, чим краще метал ізольований від землі.

2. Другим варіантом катодного захисту є гальванічний (або протекторний) захист (рис. 3). Принцип її дії ґрунтується на тому, що різні метали характеризуються різними значеннями стандартних електродних потенціалів. Катодна поляризація конструкції, що захищається досягається за рахунок її контакту з більш електронегативним металом. Останній виступає в ролі анода, і його електрохімічне розчинення забезпечує протікання катодного струму через метал, що захищається. Сам же анод, виконаний із магнію, цинку, алюмінію та їх сплавів, поступово руйнується. Перевагою протекторного захисту є те, що для неї не потрібне зовнішнє джерело напруги, але цей вид захисту може використовуватися тільки на порівняно невеликих ділянках трубопроводів (до 60 м), а також на сталевих футлярах.

3. Для захисту трубопроводів теплових мереж від зовнішньої корозії під дією блукаючих струмів застосовують електродренаж (дренаж) - з'єднання металевим провідником ділянки, з якої стікають ці струми, з колією трамвайних або залізничних колій. При великій відстані до рейки, коли такий дренаж важко реалізувати, використовують додатковий чавунний анод, який закопують у землю і з'єднують з ділянкою, що захищається.

У місцях, де електролітична дія блукаючих струмів складається із струмами гальванічних пар, може відбутися різке збільшення швидкості корозійних процесів. У таких випадках застосовуються установки посиленого дренажу (рис. 4), які дозволяють не тільки відводити струми, що блукають від трубопроводів, але і забезпечити на них необхідну величину захисного потенціалу. Посилений дренаж являє собою звичайну катодну станцію, підключену негативним полюсом до спорудження, що захищається, а позитивним - не до анодного заземлення, а до рейок електрифікованого транспорту.

4. Сильне корозійне вплив на трубопроводи теплових мереж можуть надавати установки ЕХЗ власників суміжних підземних комунікацій, наприклад, газопроводів (рис. 5а). Якщо трубопроводи опинилися в зоні дії катодного струму «чужої» установки, то руйнування в місцях виходу цього струму зі сталевої труби в ґрунт будуть такими ж, як і під дією блукаючих струмів. Для захисту необхідно з'єднати трубопроводи теплових мереж із негативним полюсом джерела напруги (рис. 5б).

Зрушувати потенціал металу для захисту його від корозії можна не лише у бік негативних, а й позитивних значень. При цьому деякі метали переходять у пасивний стан, а струм розчинення металу падає у десятки разів. Такий захист називається анодним, її перевага в тому, що для підтримки пасивного стану металу потрібні малі струми. Однак, якщо в електроліті є іони хлору та сірки, корозія металу може різко зрости і вийти з ладу саме анодно-поляризоване обладнання. Анодний захистдля теплових мереж не застосовується.

ЭХЗ у ВАТ «Тепломережа Санкт-Петербурга» експлуатується та розвивається як система, тобто. сукупність взаємозалежних складових: стаціонарних технічних засобів, інструментального контролю та інформаційної бази даних

Відповідно до графіків фахівці служби ЕХЗ у плановому порядку проводять за встановленою методикою корозійні вимірювання на всіх ділянках магістральних та розподільчих мереж у місцях доступу до підземних трубопроводів (теплові камери). Після обробки результатів вимірювань визначаються анодні та катодні зони на трубопроводах, зони захисту, ділянки небезпечного впливу блукаючих струмів. Крім того, корозійні вимірювання проводяться при планових шурфуваннях і усуненні дефектів на теплових мережах, де вони доповнюються результатом хімічного аналізуґрунту. Результати вимірювань систематизуються та архівуються, вони є цінною інформацією як для правильної організаціїексплуатації тепломеханічного устаткування, так планування будівництва додаткових коштів ЭХЗ.

Докладніші та ретельніші корозійні обстеження зон залягання теплотрас проводяться силами спеціалізованої підрядної організації. Ці обстеження проводяться на корозійно-небезпечних ділянках зазвичай після реконструкції (перекладання) теплових мереж, т.к. застосування сучасних типівізоляції, конструкцій та технологій забезпечує кращу, ніж раніше, гальванічну розв'язку металу від бетону та від землі. Це означає, у тому числі, і можливу зміну меж анодних і катодних зон, ділянок впливу блукаючих струмів. Результати обстежень подаються у вигляді звітів, що містять відомості про зміни значень електродних потенціалів різних ділянкахповерхні трубопроводів при різних режимах роботи (рис. 6) як своїх, а й належать стороннім організаціям засобів ЭХЗ. Методами математичного моделювання (рис. 7) розраховуються тип, кількість та місця розташування необхідних додаткових засобів ЕХЗ для подальшого проектування.

Нині ВАТ «Тепломережа Санкт-Петербурга» належать 432 установки ЕХЗ, їх: установок катодного захисту - 204 прим. (у тому числі установок катодного захисту, що належать до категорії спільного захисту від зовнішньої корозії трубопроводів теплових мереж та прокладених поряд газопроводів, - 20 шт.); установок посиленого дренажу – 8 шт.; установок протекторного захисту – 220 шт. Технічним обслуговуванням установок катодного спільного захисту займається ВАТ "Антикор".

У відповідності до вимог нормативних документів(Захист від корозії. Проектування електрохімічного захисту підземних споруд. СТО Газпром 2-3.5-047-2006) установки ЕХЗ не повинні негативно впливати на сусідні комунікації. ВАТ «Антикор», що займається в Санкт-Петербурзі електрохімічним захистом газопроводів, при реконструкції та новому будівництві своїх установок своєчасно повідомляє ВАТ «Тепломережа Санкт-Петербурга» про технічної можливостіпідключення ділянок теплових мереж до ЕХЗ газопроводів, якщо передбачено проектом.

У процесі експлуатації всіх, крім дренажних, установок ЭХЗ безперервно втрачається маса їх заземлених електродів, т.к. це становить фізичну сутність електрохімічного захисту. Неминуче настає момент «смерті» контуру анодного заземлення чи протектора. Забезпечити заданий період експлуатації між капітальними ремонтами установок ЕХЗ можна і потрібно правильним розрахунком

необхідного числа та місця розташування елементів, вибором якісних матеріалів, суворе дотримання технології монтажу. Можливі випадки відмови електродів через локальні точкові ушкодження. З 2010 р. при реконструкції та новому будівництві нами застосовуються феросилідові анодні заземлювачі ЕлЖК-1500 із захистом контактного вузла замість колишніх ЕГТ-1450. Протягом ряду останніх роківв установках ЕХЗ застосовуються лише автоматичні перетворювачі типу УКЗТА та ПКЗ-АР (рис. 8), що дозволяють безперервно підтримувати задані значення анодного струму чи захисного потенціалу на трубопроводі.

Особливого значення набула практика оснащення установок ЕХЗ телеметричними реєстраторами (рис. 9). Ці пристрої, виготовлені у вигляді блоків, що вбудовуються, безперервно дистанційно передають інформацію про значення змінюються в часі електричних величин на виділений комп'ютер (рис. 10). Створюються архіви, дозволяють аналізувати роботу установок ЭХЗ. Крім того, в системі телеметрії реалізовано функцію сигналізації про несанкціонований доступ сторонніх осіб до установок.

Варто зазначити, що перед початком будівельно-монтажних робіт підрядник повідомляє про дату початку робіт замовника, проектну організацію, організацію, що здійснює технічний нагляд за будівництвом, та організацію, на обслуговування якої будуть передаватися захисні установки, що будуються.

Електрохімічним захистом теплових мереж від зовнішньої корозії нашому підприємстві займаються з 1960 р., тобто. понад 50 років. У різні роки фахівці з ЕХЗ входили до складу різних виробничих підрозділів, а після утворення у 2010 р. ВАТ «Тепломережа Санкт-Петербурга» було створено окрему службу ЕХЗ. На сьогоднішній день у її складі 13 осіб, які вирішують технічні та організаційні завдання.

До технічних завдань належать: щоденні об'їзди двох бригад електромонтерів за заданими маршрутами установок ЕХЗ із проведенням технічне обслуговування. Водночас контролюється, чи не ведуться сторонніми організаціями без правильного оформлення. земляні роботиу зоні наших установок.

Технічне обслуговування установок ЕХЗ включає:

■ огляд всіх елементів установки з метою виявлення зовнішніх дефектів, перевірку щільності контактів, справності монтажу, відсутності механічних пошкоджень окремих елементів, відсутності підгарів та слідів перегрівів, відсутності розкопок на трасі дренажних кабелів та анодних заземлень;

■ перевірку справності запобіжників (якщо вони є);

■ очищення корпусу дренажного та катодного перетворювача, блоку спільного захисту зовні та всередині;

■ вимірювання струму та напруги на виході перетворювача або між гальванічними анодами (протекторами) та трубами;

■ вимірювання потенціалу трубопроводу у точці підключення установки;

■ виконання запису в журналі установки про результати виконаної роботи;

■ вимірювання потенціалів у постійно закріплених вимірювальних пунктах.

Періодично проводиться поточний ремонтта контроль ефективності обладнання ЕХЗ. Фахівці служби ЕХЗ ведуть технічний нагляд за виробництвом капітального ремонту, реконструкції та капітального будівництва установок ЕХЗ підрядними організаціями Контролюється відповідність виконуваних будівельно-монтажних робіт проекту.

Поточний ремонт включає:

■ вимірювання опору ізоляції кабелів живлення;

■ ремонт ліній живлення;

■ ремонт випрямного блоку;

■ ремонт дренажного кабелю.

Контроль ефективності роботи установки ЕХЗ полягає у вимірі захисних потенціалів у вимірювальних пунктах по всій зоні захисту цієї установки ЕХЗ. Контроль ефективності ЕХЗ трубопроводів теплових мереж проводять не рідше, ніж 2 рази на рік, а також при зміні параметрів роботи установок ЕХЗ та зміні корозійних умов, пов'язаних з:

■ прокладання нових підземних споруд;

■ у зв'язку з проведенням ремонтних робітна теплових мережах;

■ встановленням ЕХЗ на суміжних підземних комунікаціях.

Фахівці служби ехз ведуть технічний нагляд за виробництвом капітального ремонту, реконструкції та капітального будівництва установок ехз підрядними організаціями. Контролюється відповідність виконуваних будівельно-монтажних робіт проекту.

До організаційних завдань належить, передусім, отримання дозволу електропостачання станцій ЕХЗ від мереж ВАТ «Лененерго». Це багатоходовий алгоритм, який супроводжується оформленням великої кількості документації. Окрім електропостачання, служба ЕХЗ займається підготовкою адресних програм нового будівництва та ремонту, перевіркою та узгодженням проектів, підготовкою технічних завдань.

Установки ЕХЗ від зовнішньої корозії металоконструкцій застосовуються вже 100 років. Фізико-хімічний принцип їхньої роботи залишається незмінним, але для збільшення ресурсу їхньої роботи, зниження капітальних та експлуатаційних витрат необхідно шукати та знаходити нові технічне рішення. Перспективним є використання протяжних електродів для анодного заземлення. Еластомірні електроди укладаються горизонтально в траншею вздовж трубопроводів теплової мережі на глибині

1,5 м та поділяються на кілька ділянок для підвищення ремонтопридатності. Вартість таких установок менша, ніж при використанні традиційних контурів анодного заземлення. У 2011 р. вже збудовано дві установки з горизонтальними електродами.

Оснащення установок ЕХЗ блоками телеметрії продовжуватиметься, і в перспективі інформація про роботу всіх установок дистанційно передаватиметься та архівуватиметься.

У 2011 р. було виконано проект автоматизованого обліку електроенергії для 59 установок ЕХЗ, а його реалізація намічена на 2012 р.

Вже розпочато роботу із занесення бази даних про встановлення ЕХЗ в єдину інформаційно-аналітичну систему ВАТ «Тепломережа Санкт-Петербурга». У перспективі це дозволить швидше та достовірніше визначати пріоритети під час складання програми реконструкції ділянок теплових мереж, правильно організовувати земляні роботи при усуненні дефектів.

Основне призначення ЕХЗ теплових мереж - забезпечення експлуатації трубопроводів без виникнення пошкоджень протягом усього нормативного терміну (25 років). Для досягнення цієї мети необхідно ставитися до ЕХЗ саме як системи, не нехтуючи жодною з її складових, зазначених у цій статті. Корисними можуть бути кілька загальних міркувань.

1. У корозійно-небезпечних зонах слід вводити в експлуатацію ЕХЗ якнайшвидше після будівництва чи реконструкції ділянки теплових мереж, тобто. захищати метал "з нуля".

2. На ділянці трубопроводів, що електрично погано ізольованих від землі (руйнування теплової ізоляції, контакт металу з бетонними конструкціями тощо), установка ЕХЗ буде мало ефективна, т.к. створений нею захисний струм не розподілиться на сотні метрів уздовж труб, а стіче в землю в місці «закоротки».

3. При виявленій низькій ефективності існуючої установкиЕХЗ (мала різниця у значенні потенціалу металу при включеній та відключеній установці) потрібно провести її реконструкцію зі зміною розташування контуру анодного заземлення (КАЗ) по відношенню до трубопроводів, що захищаються.

4. При реконструкції та новому будівництві установок ЕХЗ доцільно використати самі найкращі маркиелектродів для КАЗ, т.к. відмова контуру - це вихід із ладу всієї установки, а для відновлення КАЗ доведеться проводити дорогі земляні роботи.

5. Координація діяльності в частині ЕХЗ з іншими власниками підземних комунікацій дозволить вжити заходів для захисту трубопроводів теплових мереж від шкідливого впливу «чужих» установок ЕХЗ, а також у ряді випадків організувати спільний захист.

Досвід експлуатації теплових мереж ВАТ "Тепломережа Санкт-Петербурга" переконливо доводить, що ЕХЗ була і залишається важливою складовою в комплексі заходів щодо підвищення надійності теплопостачання Санкт-Петербурга.