Файл: Гордюхин, А. И. Эксплуатация и ремонт газовых сетей.pdf

превосходить 20% сопротивления сплошного рельса длиной 3 м, что, к сожалению, не всегда обеспечивается на практике.

Следует иметь в виду, что работа рельсового пути как про­ водника тока имеет следующие особенности. Прежде всего рель-

Рис. 65. Схема питания трамвайной сети.

путь; 9 — уравнительные реостаты.

сы не изолированы от земли. Но так как между любыми двумя точками рельсового пути существует разность потенциалов, то часть токов, проходящих по рельсам, ответвляется от них, про­ ходит в земле и снова возвращается на рельсы. Количество токов, ответвляющихся в землю тем больше, чем хуже электро­ проводимость рельсов и их изоляция от земли. При неисправ­ ном состоянии стыков с рельсов может ответвляться до 30—40% протекающих по ним токов. Наиболее благоприятные условия для протекания токов в земле бывают в тех случаях, когда па­ раллельно рельсам проложено металлическое сооружение (например, газопровод), так как токи прежде всего текут по этому сооружению (рис. 66). С другой стороны, такое размеще­ ние сооружения приводит к наиболее интенсивному разрушению его протекающими блуждающими токами.

Зона, в которой блуждающие токи входят в сооружение (газопровод) .называется катодной, а зоіна, где токи переходят из сооружения в грунт, называется анодной. В анодной зоне происходит интенсивное разрушение металла труб (коррозия) в тем большей степени, чем большее количество тока стекает в грунт. Установлено, что 1 а тока в течение года может перено­ сить в электролит (в грунт) до 34 кг свинца и более 9 кг стали.

Чем выше разность потенциалов между отдельными пункта­ ми рельсовой сети (при прочих равных условиях), тем большая

130

часть токов стекает в землю и тем интенсивнее проявляется действие блуждающих токов. В местах стекания токов с рель­ сов в грунт разрушается подошва рельсов.

зоно зона зона

Рис. 66. Схемы возникновения и распространения блуждающих токов.

Определение коррозионного состояния газопроводов

В условиях города определение коррозионного состояния га­ зопроводов и особенно выявление основных причин коррозии в целях последующей защиты представляют весьма сложную за­ дачу. Для получения исчерпывающей характеристики коррози­ онного состояния газопровода необходимо сопоставить:

а) общие коррозионные условия района, в котором проложен или будет прокладываться газопровод;

б) условия распространения блуждающих токов в зоне про­ кладки газопровода;

в) электрическую характеристику коррозионного состояния газопровода.

Общие коррозионные условия района определяются характе­ ристикой почвы и воды, профилем и глубиной заложения газо­ провода, расположением его относительно сооружений электри­ фицированных железных дорог и взаимным расположением различных подземных сооружений. Для выявления условий распространения блуждающих токов необходимо располагать данными о потенциале рельсов и отсасывающих пунктов отно­ сительно земли и о разности потенциалов между отрицатель­ ными шинами различных тяговых подстанций. Электрическая характеристика подземного газопровода в первую очередь определяется потенциалами газопровода относительно земли,

рельсовых путей и соседних металлических сооружений, величи­ ной и направлением тока в газопроводе, а также поверхностной плотностью стекающего с газопровода тока.

При проектировании газопроводов обычно представляется возможным достаточно точно учесть только влияние грунта п предусмотреть защиту от почвенной коррозии. Это в большин­ стве случаев достигается применением пассивной защиты, кото­ рая включает различные устройства и мероприятия, предназна­ ченные для изоляции подземных газопроводов от непосредст­ венного соприкосновения с грунтом и увеличения переходного сопротивления между почвой и газопроводом. Защиту от блуждающих токов газопроводов или других подземных соору­ жений в процессе проектирования предусматривают только в районах тяговых подстанций. Защита остальных газопроводов, как отмечалось, разрабатывается после постройки газопроводов.

Проектирование защиты от блуждающих токов в большин­ стве случаев осуществляется экспериментальным путем и обычно сводится к выбору и проверке действия одного из спосо­ бов активной защиты на вновь построенном или уже действую­ щем газопроводе. При выборе того или иного способа активной защиты предварительно достаточно точно и подробно произво­ дятся электрические измерения на газопроводе, смежных с ним подземных металлических сооружениях и источниках блуж­ дающих токов. Останавливаются на том способе, который в конкретных условиях дает наилучшие результаты, не причиняя вреда соседним сооружениям.

Под активными методами защиты подразумевается создание па защищаемом сооружении (газопроводе) такого электричес­ кого режима, при котором коррозия сооружения прекращается.

При прохождении газопроводов в зонах влияния блуждаю­ щих токов рельсового электротранспорта в первую очередь должны быть приняты меры к уменьшению утечки токов с рель­ совых путей в землю, а затем — мероприятия по ограждению подземных газопроводов от проникновения в них блуждающих токов. Если же это окажется недостаточным, должны быть проведены мероприятия по отводу и нейтрализации блуждаю­ щих токов, проникших в подземное сооружение. Наличие блуждающих токов в земле на трассе газопровода может быть выявлено еще при проектировании по разности потенциалов между другими металлическими подземными сооружениями и землей. Наиболее вероятно наличие блуждающих токов в райо­ нах тяговых подстанций и пунктов отсоса.

Электрические измерения на газопроводах

Коррозионное состояние подземных газопроводов, как уже отмечалось, определяется на основе ряда электрических изме­ рений. Их производят с помощью специальных приборов, КОТО­

132

рые чаще всего присоединяют к контрольно-измерительным пунктам.

Контрольные пункты на газопроводах устанавливают при строительстве. Если контрольные пункты отсутствуют, то для электрических измерений могут быть использованы обнаженные участки газопроводов (в колодцах, в раскопанных котлованах, на вводах). Но при этом обязательно надо один провод от при­ бора присоединять к заземляющему электроду. При измерениях в городских условиях в качестве заземляющего электрода обыч­ но применяют стальной стержень, погруженный в грунт на глубину 30—50 см. Необходимо, однако, отметить что стальные электроды искажают действительное значение потенциалов ме­ таллических подземных сооружений по отношению к зеМле, особенно при большом электродном потенциале и значительной поляризации электрода. Искажение, вносимое металлическим электродом в измеряемую величину потенциала, меняется в за­ висимости от места установки электрода в земле, влажности почвы и т. д., и учесть его заранее практически невозможно.

Применение неполяризующихся электродов (медносульфат­ ных, уксусносвинцовых и др.) связано с необходимостью устрой­ ства специальных лунок в земле, что в городских условиях осуществить довольно трудно, а в зимнее время практически не­ возможно. Обычно неполяризующиеся электроды применяют для большей точности замеров при измерениях потенциалов неболь­ шой величины (до 0,5 в), в частности при измерениях потен­ циалов за счет почвенной коррозии на загородных трассах.

Основными величинами, подлежащими измерению, являются: â) потенциалы газопровода относительно земли, б) потенциалы газопровода относительно других подземных

сооружений и рельсов электрифицированного транспорта; в) величина и направление тока, протекающего по газопро­

воду; г) 'плотность тока утечки, стекающего с подземного металли­

ческого сооружения в землю.

Для измерения разности потенциалов, которая может состав­ лять от нескольких сотых вольта (между газопроводом и зем­ лей) до десятков вольт (между газопроводом и рельсами элек­ трифицированных железных дорог), применяют вольтметры, имеющие несколько пределов измерений. Рекомендуются сле­ дующие пределы измерений, в: 0,1—0—0,1; 1—-0—1; 10—0—10; 100—0—100.

Для получения удовлетворительных результатов вольтметры должны обладать большим входным сопротивлением, не менее 10 000 ом. В настоящее время для полевых измерений чаще всего используют магнитоэлектрический милливольтамперметр типа М-231. Следует, однако, заметить, что оснащение групп защиты показывающими приборами далеко не полностью решает вопрос электрических измерений при исследованиях

133

блуждающих токов. Основными недостатками визуальных приборов являются: ограниченность во времени периода изме­ рения, личные ошибки и искажение истинной кривой величины потенциалов за счет интервалов между отсчетами. Длительность отсчетов по визуальному прибору одним наблюдающим при минимальном интервале 5 сек должна составлять не более 20—25 мин. При этом к концу периода личная ошибка значи­ тельно возрастает, и получение средних за сутки величин по­ тенциалов и токов представляет весьма трудоемкую работу. Эти недостатки устраняются при использовании автоматических ре­ гистраторов потенциалов и токов.

Для коррозионных исследований наиболее широкое распро­ странение получили приборы Н-373 и Н-39 (на полупроводни­ ках) (рис. 67).

Рис. 67. Автоматический регистратор для коррозионных исследований.

При оценке коррозионного состояния газопроводов важно знать как средние, так и максимальные значения разности потенциалов. По величине и характеру изменения потенциалов судят о характере тока в сооружении (газопроводе). Когда из­ меряемая разность потенциалов имеет устойчивый характер, то это указывает на наличие в земле токов почвенного происхожде­ ния либо блуждающих токов от линий передач постоянного тока по системе «провод—земля», если таковые имеются в об­ следуемом районе. Длительность измерения в одном пункте мо­ жет меняться в зависимости от вероятного источника блуждаю­ щих токов следующим образом:

134

а) в зонах блуждающих токов трамвая и метрополитена, как правило, достаточным периодом является 10 мин; за это время обычно поезда (вагоны) проходят в обоих направлениях;

б) в районах, прилегающих к электрифицированным желез­ ным дорогам, период измерения выбирается в соответствии с расписанием движения электропоездов, чтобы поезда проходили

в обоих направлениях.

При измерении блуждающих токов с помощью показываю­ щих приборов отсчеты показаний приборов должны произво­ диться через равные промежутки времени — 5 сек. Отсчитан­ ные значения потенциалов заносятся в полевой журнал-протокол (в вольтах, с точностью до второго знака). В полевой журнал обязательно вносится эскиз привязки пункта измерений или указывается закрепленный номер постоянного контрольного

пункта.

Подсчет средних значений потенциалов одного знака (в) производится по формуле:

Кр = A¡n,

где А — общая сумма значений потенциалов одного знака, в; п — число всех отсчетов (положительных, отрицательных и нулевых значений).

По результатам измерений обычно составляются потенци­ альные диаграммы, на которых от осп (газопровода) цветными столбиками наносятся средние значения потенциалов: красным цветом — положительные потенциалы (откладываются вверх); синим цветом — отрицательные потенциалы (откладываются вниз). По этим диаграммам можно не только наглядно уста­ новить, каковы потенциалы на газопроводе в данный момент, но при сравнении диаграмм последующих измерений проследить, как эти потенциалы меняются во времени.

Электрические измерения (потенциалов) проводятся как на вновь принимаемых в эксплуатацию газопроводах, так и на действующих. Па новых газопроводах измерения должны про­ водиться после окончания всех строительно-монтажных работ непосредственно перед приемкой. При этом измерения прово­ дятся как до электрического соединения (шунтирования) вновь построенного газопровода с действующим, так и после такого соединения. Соединения обычно выполняются с помощью метал­ лической полосы, привариваемой к действующему и вновь по­ строенному газопроводу.

Измерения до и после соединения необходимы для того, чтобы видеть, как изменяется электрическое состояние дейст­ вующих газопроводов после присоединения нового газопровода. При этом необходимо иметь в виду, что ів одним случаях присое­ динение нового газопровода улучшает электрическое состояние действующих газопроводов, а в'других ухудшает, и на газопро­

135