Определение опасного влияния переменного тока

4.2.22Зоны опасного влияния переменного тока определяют на
участках стальных трубопроводов, на которых выявлены значения
напряжения переменного тока между трубопроводом и м.с.э., пре­
вышающие 0,3 В.

4.2.23Смещение потенциала трубопровода, вызываемое пере­-
менным током, измеряют на вспомогательном электроде (ВЭ) отно­-
сительно переносного насыщенного м.с.э. до и после подключения
ВЭ к трубопроводу через конденсатор емкостью 4 мкФ.

Примечание:

На участке трубопровода, обеспеченном ЭХЗ, измерения выпол­няют при отключенных средствах ЭХЗ.

Подготовку шурфа и установку ВЭ производят как в п. 4.7.14 Для измерений собирают схему, приведенную на рис. 4.2.4 Исполь­зуют вольтметр с входным сопротивлением не менее 1 МОм. При

РД 153-39.4-091-01

наличии атмосферных осадков предусматривают меры против по­падания влаги в грунт.

Измерения выполняют в такой последовательности:

Через 10 мин после установки ВЭ в грунт измеряют его стацио­нарный потенциал относительно м.с.э.

Подключают ВЭ к трубопроводу по схеме рис. 4.2.4 и через 10 мин снимают первое показание вольтметра. Следующие показания непрерывно записывают в память соответствующего измерительно­го прибора (например, ПКИ-02) или снимают через каждые 10 с не менее 10 мин.

Среднее смещение потенциала ВЭ за период измерений опреде­ляют по компьютерной программе (например, используемой при камеральной работе с прибором ПКИ-02) или по формуле:

где EUj - сумма значений потенциала ВЭ, измеренных при под­ключении ВЭ к трубопроводу, мВ; U_CT - стационарный потенциал ВЭ, мВ; m - общее число измерений.

Действие переменного тока признается опасным при среднем смещении потенциала в отрицательную сторону не менее, чем на 10 мВ, по отношению к стационарному потенциалу.

Результаты измерений оформляют в виде протокола (Приложе­ние Л).

4.2.24 Для дополнительной оценки опасности коррозии стали под действием переменного тока измеряют силу переменного тока на ВЭ при подключении его к трубопроводу. Для этой цели в цепь ВЭ - конденсатор-трубопровод дополнительно включают ампер­метр переменного тока (8) с пределами измерений от 0,01 мА (Ы0"⁵ А) (рис. 4.2.4). После подключения ВЭ к трубопроводу из­меряют силу переменного тока в течение 10 мин через каждые 10-20 с с записью по форме Приложения М.

Среднюю плотность переменного тока j рассчитывают по фор­муле:

где: J (мА) - среднее значение силы переменного тока за время измерений; 6,25 - площадь ВЭ, см².

РД 153-39.4-091-01

Действие переменного тока признается опасным при средней плотности тока более 1 мА/см² (10 А/м²).

При использовании мультиметров, позволяющих измерять на­пряжение и силу тока, допускается сначала измерить смещение по­тенциала ВЭ по п. 4.2.23, а затем, включив прибор в цепь в качестве амперметра, измерить силу переменного тока на ВЭ.

При наличии амперметра и вольтметра переменного тока одно­временно измеряют основной и дополнительный критерии после подключения ВЭ к трубопроводу.

Рис. 4.2.4 Схема измерения смещения стационарного потенциала трубопровода под влиянием переменного тока

1 - трубопровод; 2 - датчик потенциала; 3 - переносный медносульфатный

электрод сравнения; 4 - шурф; 5 - вольтметр постоянного тока; 6 — конденсатор; 7 - выключатель; 8 — амперметр переменного тока.

РД 153-39.4-091-01

4.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ Общие положения

4.3.1ЭХЗ стальных подземных сооружений следует применять в
соответствии с требованиями ГОСТ 9.602-89* и разд. 4.2 настоящей
Инструкции.

ЭХЗ стальных вставок длиной не более 10 м на полиэтиленовых газопроводах на линейной части и участков соединений полиэтиле­новых газопроводов со стальными вводами в дома (при наличии на вводе электроизолирующих соединений) разрешается не преду­сматривать. При этом засыпка траншеи в той ее части, где проло­жена стальная вставка, по всей глубине заменяется на песчаную.

Стальные газопроводы, реконструируемые методом санации с помощью полимерных материалов, подлежат защите на общих ос­нованиях.

Стальные газопроводы, реконструируемые методом протяжки полиэтиленовых труб, подлежат защите на тех участках, где сталь­ная труба необходима как защитный футляр (под автомобильными, железными дорогами и др.).

Стальные футляры трубопроводов под автомобильными дорога­ми, железнодорожными и трамвайными путями при бестраншейной прокладке (прокол, продавливание и другие технологии, разрешен­ные к применению) должны быть, как правило, защищены средст­вами ЭХЗ, при прокладке открытым способом - изоляционными покрытиями и ЭХЗ в соответствии с п.п. 2.1.3, 2.2.5, 2.2.7 - 2.2.9 В качестве футляров рекомендуется использовать трубы с внутрен­ним защитным покрытием. При защите трубы и футляра средства­ми ЭХЗ труба и футляр соединяются через регулируемую пере­мычку.

4.3.2Основанием для проектирования ЭХЗ новых трубопрово­-
дов являются данные о коррозионной агрессивности грунтов и на­
личии блуждающих токов (разд. 4.2 настоящей Инструкции). Осно­-
ванием для проектирования ЭХЗ действующих трубопроводов яв­-
опасного влияния блуждающих постоянных токов и переменных
токов (разд. 4.2), а также о коррозионных повреждениях трубопро­-
водов.

РД 153-39.4-091-01

Указанные данные могут быть получены в результате изысканий организации-разработчика проекта подземных сооружений, либо специализированной организации, привлекаемой на субподрядных началах. Проектирование ЭХЗ должно осуществляться также на основе технических условий, выдаваемых специализированными предприятиями по защите от коррозии или организациями, экс­плуатирующими трубопроводы.

4.3.3 Объем измерений, выполняемых при определении корро­
зионной агрессивности грунтов, наличии блуждающих постоянных
токов и переменных токов и зон их опасного влияния, определен в
разд. 4.2 настоящей Инструкции.

4.3.4 В случае прокладки подземного сооружения на расстоянии
до 300 м от путей рельсового транспорта, электрифицированного на
постоянном токе, необходимо измерить потенциалы рельсов с це­-
лью определения возможности и выбора места подключения дре-­
нажной защиты.

4.3.5 При проектировании ЭХЗ трубопроводов в зоне действия
ЭХЗ проложенных ранее сооружений необходимо получить данные
от эксплуатирующих организаций о номинальных параметрах дей-­
ствующих установок ЭХЗ и о режимах их работы (значения силы
тока и напряжения на выходе установок, радиусы действия ЭХЗ).

4.3.6 При разработке проекта согласовывают:

- подключение установок ЭХЗ к сетям переменного тока - с ор­-
ганизациями, эксплуатирующими эти сети;

- размещение самих установок и элементов системы ЭХЗ
(анодных заземлителей, гальванических анодов (протекторов), воз­-
душных и кабельных линий, контрольно-измерительных пунктов) -
с держателями геофонда, землепользователями и организациями,
эксплуатирующими смежные подземные сооружения;

- выполнение работ с выходом на проезжую часть в крупных
городах - с местными управлениями дорожного хозяйства и
ГИБДД.

4.3.7 Исходным для проектирования ЭХЗ новых сооружений яв­
ляется ситуационный план в масштабе 1 : 2000 (иногда 1 : 1000)
проектируемых и существующих подземных сооружений, а для
действующих сооружений - их ситуационный план с выделением
тех сооружений, для которых проектируется ЭХЗ.

РД 153-39.4-091-01

Во всех случаях на плане должны быть указаны: диаметры со­оружений; рельсовые сети электрифицированного транспорта; дей­ствующие установки ЭХЗ; точки подключения к рельсовым путям отсасывающих кабелей и существующих дренажных установок; данные о коррозионной агрессивности грунтов и зонах блуждаю­щих токов.

4.3.8В соответствии со СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке
разработки, согласования, утверждения и составе проектной доку­
ментации на строительство предприятий, зданий и сооружений» в
состав проектной документации на ЭХЗ входят:

- ситуационный план по п. 4.3.7;

- рабочие чертежи с согласованиями по п. 4.3.6, включая рабо-
чий план в масштабе 1 :500;

- заключение специализированной организации о гидрогеоло­-
гических условиях для проектирования глубинных заземлителей,
включающее при необходимости геолого-геофизический разрез ме-
стности;

- спецификация оборудования;

- паспорт проекта;

- сметная документация;

- пояснительная записка.
Пояснительная записка содержит:

- основание для разработки проекта;

- характеристику защищаемых сооружений;

- сведения об источниках блуждающих токов;

- оценку коррозионной ситуации;

- обоснование выбора установок ЭХЗ (при отсутствии соответ-­
ствующих указаний в технических условиях);

- количество и параметры установок ЭХЗ (сводная таблица);

- сведения о проведенных согласованиях и соответствии проек­-
та требованиям ГОСТ, СНиП и другим нормативным документам;

- сведения о соответствии проекта рекомендациям по охране
природы.

В паспорте проекта указываются его краткая техническая харак­теристика, состав проекта и технико-экономические показатели.

4.3.9Проектом ЭХЗ должна быть предусмотрена установка ста­-
ционарных контрольно-измерительных пунктов (КИПов) с интер-

РД 153-39.4-091-01

валом не более 200 м в пределах поселения и не более 500 м вне пределов поселения.

В первую очередь такие КИПы устанавливаются:

- в пунктах подключения дренажного кабеля к трубопроводу;

- в концах заданных зон защиты;

- в местах максимального сближения трубопровода с анодным
заземлителем.

Рекомендуется также установка КИПов:

- в местах пересечения трубопровода с рельсами электрифици­-
рованного транспорта;

- в местах пересечения трубопровода со смежными подземны­
ми сооружениями, не включенными в систему совместной ЭХЗ;

- у одного конца футляров длиной не более 20 м и у обоих кон-­
цов футляров длиной более 20 м.

4.3.10 Сборочный чертеж КИПа на трубопроводе приведен в
Альбоме 2 МГНП 01-99 «Узлы и детали электрозащиты инженер­
ных сетей от коррозии» (АО институт «МосгазНИИпроект», М.,
1999, стр. 67). Стационарный КИП оборудован стационарным мед-
носульфатным электродом сравнения длительного действия с дат­-
чиком потенциала (вспомогательным электродом - ВЭ), для чего
используют электроды типа ЭНЕС, ЭСН-МС. Измерительная шина
(или проводник) от трубопровода, проводники от электрода срав­-
нения и датчика потенциала выведены под ковер или в фальшколо-
дец (рис. 4.3.1).

Конструкция и основные параметры электродов ЭНЕС и ЭСН-МС даны в Приложении Н.

4.3.11 Для дополнительного контроля действия ЭХЗ рекоменду­-
ется предусматривать установку индикаторов общей и (или) ло­-
кальной коррозии на участках трубопровода с высокой коррозион­-ной агрессивностью грунта при одновременном опасном влиянии
блуждающих токов. Наиболее целесообразна установка индикато­-
ров на КУ и в КИПах на концах зон защиты. Индикаторы рекомен­-
дуется устанавливать также на участках, где применяется смягчен­-
ный критерий защищенности по п. 2.2.10.

РД 153-39.4-091-01

Рис. 4.3.1 Устройство стационарного контрольно-измерительного

пункта с медносульфатным электродом сравнения

длительного действия

1 - трубопровод; 2 - контрольные проводники от трубопровода,

электрода сравнения и датчика потенциалов; 3 - ковер; 4 - защитная трубка;

5 - электрод сравнения; б — датчик потенциала.

Оценка опасности общей коррозии производится с помощью блока пластин-индикаторов (БПИ), а оценка опасности локальной коррозии - с помощью индикатора локальной коррозии (ИЛК) (Приложение О). В стационарных КИПах на электроде сравнения в качестве датчика потенциала (взамен датчика потенциала по п. 4.3.10) может быть использован блок пластин-индикаторов.

РД 153-39.4-091-01

4.3.12 С целью обеспечения эффективности ЭХЗ трубопроводов
в проекте должна быть предусмотрена установка электроизоли­
рующих соединений (электроизолирующих фланцев, муфт, вста­
вок, сгонов и др.), для газопроводов в соответствии со СНиП 11-01-
95.

4.3.13Установку электроизолирующих соединений следует пре­
дусматривать:

- на входе и выходе трубопровода из земли (на участках пере­
хода подземного трубопровода в надземный разрешается вместо
установки электроизолирующих соединений применять электриче­-
скую изоляцию трубопроводов от опор и конструкций изолирую­
щими прокладками);

- на входе и выходе газопроводов из ГРП (ШРП);

- на вводе трубопроводов в здания, где возможен их электриче­-
ский контакт с землей через заземленные металлические конструк­-ции, инженерные коммуникации здания и нулевой провод электро­-
проводки здания;

- на вводе трубопровода на объект, являющийся источником
блуждающих токов;

- для электрической изоляции отдельных участков трубопрово­-
да от остального трубопровода.

4.3.14 Выбор способа ЭХЗ осуществляют следующим образом.

Катодную защиту применяют при опасности почвенной корро­зии, при одновременной опасности почвенной коррозии и коррозии блуждающими постоянными токами и переменными токами, при опасности коррозии только переменными токами, а также в зонах опасности только блуждающих постоянных токов, если включени­ем дренажей не удается обеспечить защиту трубопроводов.

Защиту поляризованными или усиленными дренажами приме­няют при наличии опасности только блуждающих токов для соот­ветствующих участков сближения защищаемого трубопровода с рельсовой сетью электрифицированных на постоянном токе желез­ных дорог или трамвая при устойчивых отрицательных потенциа­лах рельсов (или знакопеременных потенциалах рельсов трамвая).

Гальваническая защита - защита гальваническими анодами (протекторами) может применяться:

РД 153-39.4-091-01

- в грунтах с удельным сопротивлением не более 50 Ом.м для
отдельных участков трубопроводов небольшой протяженности, не
имеющих электрических контактов с другими сооружениями, при
отсутствии опасности блуждающих токов или при наличии опасно­
сти блуждающих токов, если вызываемое ими среднее смещение
потенциала от стационарного не превышает +0,3 В (с применением
вентильных устройств); для участков трубопроводов, электрически
отсеченных от общей сети изолирующими соединениями, а также в
случаях, когда расчетные защитные токи относительно малы (на­
пример, < 1 А), или как дополнительное средство, когда действую­-
щие катодные станции не обеспечивают защиту отдельных участ­
ков трубопроводов;

- для защиты трубопроводов сжиженного газа.

4.3.15 Основные требования к преобразователям для катодной защиты и электродренажам:

1. Неавтоматические преобразователи для катодной и дренаж­-
ной защиты должны иметь ручное плавное или ступенчатое регу­-
лирование выходных параметров по напряжению и току от 10 до
100% номинальных значений.

2. Автоматические преобразователи для катодной и дренажной
защиты должны обеспечивать стабильные потенциалы трубопрово­-
дов или токи защиты с погрешностью, не превышающей 2,5% от
заданного значения.

3. Коэффициент полезного действия преобразователей и усилен­
ных электродренажей в номинальном режиме должен быть не ме­-
нее 70%.

4. Коэффициент мощности преобразователей и усиленных элек­-
тродренажей в номинальном режиме должен быть не менее 0,7.

5. Уровень шума, создаваемый средствами катодной и электро­
дренажной защиты, применяемых в городах и населенных пунктах,
на всех частотах не должен превышать 60 дБ.

6. Технический ресурс преобразователей, усиленных и поляри­-
зованных электродренажей должен быть не менее 50 000 ч.

7. Все новые средства ЭХЗ (преобразователи, усиленные и поля­-
ризованные дренажи) должны быть подвергнуты эксплуатацион-­
ным испытаниям не менее одного года на соответствие вышепри-

РД 153-39.4-091-01

веденным требованиям независимой экспертной комиссией по про­граммам, согласованным с потребителем.

8. Коэффициент пульсации выходного напряжения преобразова­телей и усиленных дренажей определяется требованиями потреби­теля.

4.3.16В качестве анодных заземлителей установок катодной за­-
щиты применяют железокремнистые, углеграфитовые, стальные и
чугунные электроды, помещенные в большинстве случаев в коксо­-
вую засыпку.

Технико-экономический расчет анодных заземлений заключает­ся в определении оптимальных конструктивных параметров и чис­ла анодных заземлителей, обеспечивающих минимальные приве­денные суммарные затраты (отнесенные к одному году эксплуата­ции).

Анодные заземлители следует размещать на максимально воз­можном удалении от защищаемого трубопровода и в грунтах с ми­нимальным удельным электрическим сопротивлением ниже уровня их промерзания.

4.3.17Для гальванической защиты подземных сооружений ре­
комендуется использовать магниевые аноды (протекторы), обла­-
дающие наиболее отрицательным потенциалом (см. табл. 4.3.1).

Таблица 4.3.1