Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,858

1 Kocheva M.A. 1
1 Nizhny Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering

Экономисты в разных странах постоянно делают попытки оценить ущерб от коррозии для народного хозяйства. В современной экономической обстановке большим спросом пользуются те технологии, которые обеспечивают продление срока эксплуатации от коррозионного разрушения.

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].

kocheskova1.wmf

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 (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′ (-φг + φмэс) для точки С (в точке дренажа). Для отдаленной точки С′ при φс ≈φс′ и φг′≈0, 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 φс ≈ φс′.

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.

kocheskova2.tif

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.