Коррозийная активность грунтов

Коррозийная активность	Ом·м
низкая	свыше 100
средняя	свыше 20 до 100
повышенная	свыше 10 до 20
высокая	свыше 5 до 10
весьма высокая	до 5

Установка

1. Метод измерения четырехэлектродной установкой

Удельное электросопротивление грунта измеряют при помощи четырехэлектродной установки по схеме (рис 8.9).

Измерительные электроды размещаются в одну линию, которая для проектируемого сооружения должна совпадать с осью трассы, а для уложенного в землю сооружения - проходить параллельно последнему. На одной линии забивают в грунт 4 электрода. Между крайними электродами А и В включают источник постоянного тока (в данной работе через выпрямитель электроды подключены к электросети).

Возникающее между электродами А и В электрическое поле распространяется в земле на глубину, зависящую от расстояния между электродами. Рекомендуемое расстояние между питающими электродами А и В находится в следующих пределах 2h  AB  4h, где h - глубина прокладки подземного сооружения.

Рис. 8.9

2. Измерение удельного электросопротивления грунта измерителем заземления мс-08

Схема измерения представлена на рис. 8.10.

При измерении удельного электросопротивления грунта по трассе трубопровода прибором МС-08 расстояние между электродами принимается одинаковым и равным двойной глубине закопки сооружения.

Рис. 8.10

Порядок проведения работы

Измерение удельного электросопротивления грунта необходимо провести методом измерения четырехэлектродной установкой и измерителем заземления МС-08.

1. Метод измерения четырехэлектродной установкой

При помощи 2-х других электродов M и N определяют разность потенциалов в созданном электрическом поле по показанию вольтметра. Зная разность потенциалов ΔU (B) и силу тока I (A), можно найти величину кажущегося удельного электрического сопротивления грунта (Ом·м) по формуле

, (8.1)

где K – коэффициент, зависящий от расстояния между электродами, м.

При одинаковых расстояниях между электродами (AM = MN = NB = a) К = 2πа.

Удельное электросопротивление _r определяют по формуле

, (8.2)

где R – показания прибора, Ом; a – расстояние между двумя соседними электродами, м.

Глубина забивки h_э электродов в грунт должна быть более 1/20 а.

Контрольные вопросы

1. С какой целью определяют удельное электросопротивление грунта?

2. Как влияет влажность и концентрация солей на удельное электросопротивление почвы?

3. Как снизить сопротивление растеканию тока с анодного заземления?

4. В каких грунтах (с большим или меньшим электросопротивлением) лучше устанавливать анодные заземления?

5. Как влияет влажность грунта на скорость коррозии? Показать на коррозийной диаграмме.

Требование к отчету

Определив удельное электросопротивление различных грунтов различной влажности на нескольких участках трубопровода двумя способами, необходимо оценить коррозийную активность грунтов и сделать выводы. Результаты занести в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Удельное электросопротивление грунтов

№ п/п	Грунты	Коррозионная активность
		I способ	II способ
1.	Песок
2.	Глина
3.	Торф

Лабораторная работа № 5

Тема

Определение коэффициента затухания наложенного потенциала при катодной защите магистралей трубопроводов.

Цель

Определить коэффициент затухания наложенного потенциала при катодной защите магистральных трубопроводов, ознакомиться с устройством и эксплуатацией СКЗ.

Теория

Основной принцип катодной защиты – катодная поляризация защищаемой поверхности с приданием ей отрицательного потенциала относительно окружающей среды при помощи внешнего источника постоянного тока. Положительный полюс источника постоянного тока с помощью дренажного кабеля подключается к специальному металлическому заземлению - аноду, отрицательный - к защищаемому трубопроводу. Таким образом, защищаемое сооружение становится катодом, а заземление - анодом. Анод разрушается, в то время как трубопровод остается защищенным.

О степени защищаемости подземного металлического сооружения судят по величине наложенной разности потенциалов «труба-грунт»

, (8.3)

где - величина наложенной разности потенциалов «труба-грунт» в рассматриваемой точке защищаемого трубопровода, измеренная относительно МЭС; - величина разности потенциалов «труба-грунт», измеренная в той же точке трубопровода при включенной СКЗ относительно того же МЭС; - естественная разность потенциалов «труба-грунт», измеренная в точке Х без включения станции катодной защиты относительно МЭС.

Изменение величины вдоль защищаемого сооружения различно для случая, когда имеет место одиночная СКЗ и когда на трубопроводе расположено рядом несколько станций катодной защиты.

При отдельно расположенной СКЗ, которая создает так называемый защищаемый участок «бесконечной длины», распределение наложенной разности потенциалов происходит по экспоненциальной зависимости. В этом случае кривая изменения U^нап от максимального своего значения в точке дренажа, достигнув своего минимального значения в точке l, продолжает снижаться, асимптоматически приближаясь к нулю в бесконечность.

Другой случай имеет место, когда вдоль защищаемого сооружения расположено несколько СКЗ, каждая из которых оказывает влияние на распределение потенциалов соседней СКЗ, сокращая расходы тока. При этом кривая распределения U^нап определяется линией гиперболического косинуса. Участок в этом случае носит название участка «конечной длины».

В данной лабораторной работе рассмотрен только первый случай, для которого наложенный потенциал в любой точке определяется по формуле

, (8.4)

где - наложенная разность потенциалов в рассматриваемой точке на расстоянии Х от точки дренажа относительно МЭС; - максимальная наложенная разность потенциалов в точке дренажа относительно МЭС; k - коэффициент затухания наложенной разности потенциалов;

(8.5)

где R_тр - продольное сопротивление единицы длины трубопровода; R_изо - сопротивление единицы длины изоляционного покрытия;

(8.6)

(8.7)

где , _изо - удельное электросопротивление материала трубопровода и изоляции; D_изо - внешний диаметр трубопровода и средний диаметр изоляционного покрытия; _изо - толщина изоляционного покрытия.