Открытая лаборатория геофизических методов
m&e
Определение коррозионной опасности для подземных сооружений
Для определения коррозионной опасности для подземных сооружений проводятся следующие геофизические работы:
- определение сопротивления грунта;
- определение наличия блуждающих токов в земле;
- определение наличия блуждающих токов в подземных сооружениях;
Определение сопротивления грунта необходимо при различных инженерных работах, в том числе при прокладке трубопроводов и газопроводов, стальных подземных резервуаров и сооружений, силовых кабелей и кабелей связи в металлической оболочке для оценки коррозионной активности грунта.
Методика работ реализуется согласно ГОСТ 9.602-89 и ГОСТ 9.602-2005. Работы проводятся методом электрического профилирования установкой Венера, с расстоянием между электродами (а), равным глубине (для кабелей связи – двойной глубине) прокладки подземного сооружения. Электроды размещают на поверхности земли на одной линии с осью трассы для проектируемого сооружения, а для сооружения уже уложенного в землю, – на линии, проходящей перпендикулярно или параллельно, на расстоянии в пределах от 2 до 4 м от оси сооружения (рис.1.). Расстояние между точками наблюдения составляет 100 – 200 м.
|
Рис. 1. Установка Венера для определения кажущегося удельного сопротивления грунта |
По результатам работ рассчитывается кажущееся сопротивление, которое по своим значениям близко к удельному электрическому сопротивлению (УЭС) грунта.
,
где k=2pa – коэффициент установки Венера, dU – разность потенциалов на приемных электродах, I – ток в питающей линии. После расчетов согласно таблице 1 определяют коррозионную активность грунта.
Таблица 1.
Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и
низколегированной стали
Коррозионная активность грунта |
УЭС грунта, Ом*м |
Средняя плотность катодного тока, А/м^2 |
Низкая |
> 50 |
<0,05 |
Средняя |
20–50 |
0,05–0,20 |
Высокая |
<20 |
>0,20 |
Определение наличия блуждающих токов в земле. Блуждающие токи опасны, прежде всего, своей электрохимической активностью, которая приводит к ускоренной коррозии подземных металлических сооружений, в том числе трубопроводов и газопроводов.
Определение наличия блуждающих токов производится в полевых условиях методом естественного поля.
Методика работ реализуется согласно ГОСТ 9.602-89 и ГОСТ 9.602-2005. В работе используются неполяризующиеся электроды, представляющие собой пористый керамический сосуд, в который заливается насыщенный раствор медного купороса, а в раствор погружается стрежень (рис.2.). Контакт в таком электроде осуществляется фильтрации раствора медного купороса в землю, через пористую поверхность электрода.
|
Рис.2. Неполяризующийся электрод. 1 – пористая часть электрода, 2 – глазированная часть электрода, 3 – медный стержень, 4 – пробка, 5 – клемма, 6 – насыщенный раствор медного купороса (CuSO4). |
Для проектируемого сооружения разность потенциалов на трассе проектируемого сооружения измеряют между двумя точками земли через каждые 1000 м по двум взаимно перпендикулярным направлениям (рис.3.) при разносе измерительных электродов – 100 м. Значение разности потенциалов в каждой точки регистрируют через каждые 10 секунд в течение 10 минут.
|
Рис.3. Измерительные схемы для определения наличия блуждающих токов: а – симметричная относительно трассы, б – смещенная относительно трассы. |
Результатом обработки данных является заключение о наличии/отсутствии блуждающих токов в каждой точке измерения. Если измеряемое значение превышает 0,040 В или разность наибольшего и наименьшего значений во времени превышает 0,040 В, то в данном пункте измерения регистрируют наличие блуждающих токов.
Определение наличия блуждающих токов в подземных сооружениях
В подземных сооружениях, особенно находящихся вблизи источников электромагнитного поля, могут возникать индуктивно наведенные токи. Эти токи также представляют коррозионную опасность для сооружений. Наиболее подвержены такого рода наводкам линейные сооружения, например, трубопроводы.
Объектом для определения опасного влияния блуждающего постоянного тока являются участки подземных сооружений. Измерения проводят в контрольно-измерительных пунктах, колодцах, шурфах или с поверхности земли на минимально возможном расстоянии (в плане) от трубопровода. Измерительные прибор присоединяют положительной клеммой к сооружению, отрицательной - к электроду сравнения. В качестве электрода сравнения используется неполяризующийся медно-сульфатный электрод. При измерениях в зонах действия блуждающих токов, где амплитуда колебаний измеряемой разности потенциалов превышает 0,5В, могут быть использованы стальные электроды вместо медно-сульфатных электродов сравнения (за исключением измерений на сооружениях связи).
 |
Рис.4. Схема измерения блуждающих токов в трубопроводе |
Перед началом работ необходимо определить стационарный потенциал подземного сооружения определяют при выключенных средствах электрохимической защиты путем непрерывного измерения и регистрации разности потенциалов между сооружением и медно-сульфатным электродом сравнения в течение достаточно длительного времени вплоть до выявления практически не изменяющегося во времени значения потенциала (в пределах 0,04В). Желательно проводить измерения во время перерыва в движении электрифицированного транспорта, например, в городах в ночное время суток, когда блуждающий ток отсутствует. За стационарный потенциал сооружения принимают среднее значение потенциала при разности измеренных значений не более 0,04В.
Если измерить стационарный потенциал невозможно, его значение относительно медно-сульфатного электрода сравнения принимают равным: минус 0,70 В - для стали; минус 0,4 В - для свинца; минус 0,70В – для алюминия.
Внимание! Обращаем Ваше внимание, что при работах данного вида требуется гальваническое заземление на сооружение! В случае подземных трубопроводов в наличии должны быть измерительные колодцы, предусмотренные конструкцией трубопровода, или иные возможности заземления на трубопровод отсутствуют, проведение работ будет невозможно!
