Защита от коррозии стальных труб тепловых сетей имеют свою специфику (высокие параметры теплоносителя, переменный режим работы, соответствующие деформации трубопроводов) и поэтому решается особо – с учетом коррозионной и технической характеристики теплоизоляционного покрытия.
Подземные стальные трубопроводы, как правило, защищают от коррозии с помощью изоляционных материалов. К сожалению, с течением времени изоляция подвержена старению, образуются микротрещины, микропоры, она постепенно разрушается, и в местах ее повреждений возникают процессы электрохимической коррозии. В лабораториях научно доказано, что если с помощью катодного тока снизить значение потенциала труба-грунт до значения от минус 0,87 до минус 1,1 Вольт, то скорость коррозии становится пренебрежительно малой.
В производственных условиях измерение потенциалов затруднено. Поэтому результаты измерений нередко приводят к ошибочным заключениям при экспертизе полноты катодной защиты [1].
Рис. 1. Схема к оценке полноты катодной защиты
Например, в точке С потенциал стального подземного сооружения равен φс, тогда потенциал грунта на обкладке двойного слоя установится потенциал равный по величине φс, но противоположный по знаку, т. е. |φс| = |-φг|. В тоже время потенциал в точке С’ на некотором расстоянии S (км) от точки дренажа (см. рис. 1), потенциал трубопровода, по причине выноса потенциала, будет оставаться практически равным φс, т. е. , в отличии от потенциала грунта φг’ в той же точки φс’.
Поэтому Uизм= φс – φс’(-φ г + φмэс) для точки С (в точке дренажа). Для отдаленной точки С’ при и , а φмэс=const , получим измеряемое напряжение в точке дренажа всегда Uизм > U’изм, хотя потенциал φс’ на большом расстоянии S практически, как выше отмечено, остается равным .
Таким образом, измеряемый потенциал по длине трубопровода не позволяет в полной мере судить о полноте катодной защиты.
Трубопровод защищен при условии iА=iК=0 или iС=iА=i’0, а не при условии |φс| = |-φг|.
В настоящее время используется контроль полноты катодной защиты, опираясь на косвенные измерения потенциального состояния защищаемого сооружения. Такие измерения приводят часто к ошибочным выводам, снижению надежности и безопасности эксплуатации теплопроводов. На рис. 2 представлена принципиальная схема системы катодной защиты.
Рис.2. Принципиальная схема катодной защиты.
Описание эксперимента:
Если ключ Кл отключен, мы имеем два источника. Один источник выпрямленного напряжения с ЭДС Е – источник катодной защиты и другой источник тока, образованный гальваническими токами i+, i- защищаемого сооружения С и анодного заземления А. Одновременно заметим, что локализовать гальванический источник с показателями его электрических параметров с высокой для практики точностью не удаётся. Хорошо известно, что в любой электродной системе, в том числе и в системе катодной защиты ток обусловлен одновременным и противополярным движением анионов и катионов. Другого тока в электролитах не образуется.
Если Кл включен, амперметр рА зафиксирует ток I в цепи системы катодной защиты, но не ток i в электролите; вольтметр зафиксирует падение напряжения под воздействием суммарного значения токов i- и i+, но не напряжение источника; ваттметр зафиксирует Р полную активную мощность, поскольку Р=Р+ + Р- , где Р+ - затраченная электромагнитная энергия = IE на превращение химической энергии в гальваническом элементе и Р- на преобразование в теплоту.
Таким образом, прямыми измерениями можно получить основные и достаточные данные для анализа и контроля полноты катодной защиты.
Библиографический список
Палашов В. В.Расчет полноты катодной защиты: монография /В. В. Палашов Л:Недра, 1988г.-137с.