6.5. Обследование эффективности катодной защиты Измерение разности потенциалов «труба-земля» и поляризационного потенциала на трубопроводе
Критерием эффективности катодной защиты является потенциал на границе фаз «труба-земля». При этом в зависимости от условий грунта нужно учитывать различные значения критерия защитного потенциала:
• UCu/CuSO4 = - 0,65 В - для песчаных почв с удельным сопротивлением грунта > 1000 Ом;
• UCu/CuSO4 = - 0,75 В - для песчаных почв с удельным сопротивлением грунта 500 Ом;
• UCu/CuSO4 = - 0,85 В – для, в средней степени, аэрируемых грунтов;
• UCu/CuSO4 = - 0,95 В - для песчаных анаэробных почв.
Если электролит представляет собой жидкость, то границу фаз можно легко достичь при помощи электрода сравнения. Однако на проложенных под землей трубопроводах измерение на границе фаз (например, в месте повреждения покрытия) невозможно. При измерении на поверхности земли целый ряд воздействующих величин искажает величину потенциала без омической составляющей.
Рис. 6.13. Эквивалентная схема электрического обнаружения дефекта
На (рис. 6.13) показана эквивалентная схема электрического обнаружения дефекта покрытия на катодно-защищенном трубопроводе. С одной стороны, здесь имеется источник напряжения (символизирует потенциал на границе фаз), с другой стороны - сопротивление растеканию, где блуждающие токи, защитный ток и уравнительный ток вызывают падение напряжения. Для элиминирования падения напряжения, обусловленного защитным током, он циклически включается и отключается через определённые промежутки времени (например: 4 сек. включения - 2 сек. выключения).
Этот метод, определяемый как метод измерения потенциалов отключения, используется с начала 70-х годов, для этого перед началом измерения на всех катодных станциях системы защиты должны быть установлены синхронно работающие реле времени. Используемые в настоящее время приборы синхронизируются от радиосигнала DCF (f = 77/5 kH), а при отсутствии радиосигнала времени, обусловленного условиями приёма, имеют высокоточные встроенные часы, гарантирующие достаточную синхронность на протяжении многих дней. Там, где сигнал не принимается, используются приборы со встроенным базисом времени высокой точности.
Пример записи потенциалов «объект-грунт» приведены на рис. 6.14.
Рис. 6.14. Потенциалы «объект-грунт»
Поляризационный потенциал трубопровода можно измерить в специально оборудованном контрольно-измерительном пункте (КИП) с помощью МЭС длительного действия с датчиком электрохимического потенциала. Поляризационный потенциал измеряют с помощью прерывателя тока и вольтметра, схема подключения которых к КИП приведена на рис. 6.15.
Рис. 6.15. Схема измерения поляризационного потенциала
в контрольно-измерительном пункте:
1 - прерыватель тока; 2 - датчик электрохимического потенциала;
3 - электрод сравнения; 4 - трубопровод
Измерение поляризационного потенциала производят следующим образом: размыкают контрольные проводники от трубопровода 4 и датчика 2; к соответствующим клеммам прерывателя тока 1 присоединяют контрольные проводники от трубопровода 4, датчика 2, электрода сравнения 3 и вольтметра, имеющего внутреннее сопротивление не менее 20 кОм на 1 В шкалы и пределы измерений 1-0-1, 3-0-3; включают прерыватель тока. Через 10 мин. после включения прерывателя тока снимают первое показание вольтметра; следующие показатели снимают через каждые 5 с. Средние значения поляризационных (защитных) потенциалов не должны выходить за пределы минимально и максимально допустимых величин.