Вопросы для самоконтроля
1. Какие виды коррозии характерны для резервуарных парков нефтебаз?
2. Какие виды коррозии характерны для трубопроводных коммуникаций нефтебаз?
3. Характерна ли биокоррозия для резервуаров?
4. Как пересчитать массовые показатели скорости коррозии в глубинные?
5. Факторы, определяющие процесс зарождения и развития коррозионных поражений стальных сооружений, заглубленных в грунт.
Тема 3.2 Защита резервуаров и трубопроводов от коррозии Методы определения коррозионных свойств грунтов
Удельное электрическое сопротивление грунта определяют для оценки его агрессивности, выбора мест заложения анодных заземлений, а также для расчета анодных и защитных заземлений при проектировании нефтебаз.
По степени агрессивности грунты, в которых эксплуатируются металлические сооружения, оценивают следующим образом:
Ом∙м – высокая агрессивность;
Ом∙м – средняя агрессивность;
выше
50 Ом∙м – низкая агрессивность;
- удельное электросопротивление грунта,
Ом∙м.
Существует много способов определения коррозионной агрессивности грунтов, но наиболее простым и удобным для практических целей является способ двухполюсного замера, осуществляемый при помощи прибора, состоящего из миллиамперметра, вольтметра, трехвольтовой батареи элементов и двух стержней.
Стальные наконечники стержней, имеющие строго определенную форму и размеры, вводят на глубину 5 см в предварительно увлаженную дистиллированной водой почву на расстоянии 15 см один от другого и при помощи них через грунт пропускают постоянный ток.
Катодом служит наконечник, имеющий в 10 раз большую поверхность, что ослабляет отрицательное влияние поляризации на точность измерений.
Удельное электросопротивление подсчитывают по формуле:
Ом∙м,
где К – постоянная прибора;
V – напряжение батареи, В;
I – сила тока, А.
Рис. 46 Прибор для определения удельного электросопротивления (двухполюсной)
На основании замеров при помощи этого прибора в шурфах, вырытых до глубины заложения металлических сооружений, вычерчивают график, который дает представление об удельном электрическом сопротивлении почвы, а следовательно и о степени опасности грунтов в отношении подземной коррозии.
С достаточной точностью удельное электросопротивление грунта можно определить с применением четырехэлектродной схемы Венера.
Рис. 47 Четырехэлектродная схема Венера для определения удельного электросопротивления грунта:
1 – источник переменного тока; 2 – амперметр; 3 – вольтметр;
А, В – токовые электроды; С, Д – потенциальные электроды.
У электродов А и В, через которые пропускают ток, происходит наибольшее падение напряжения, тогда как в области между электродами С и Д распределение напряженности поля сравнительно равномерно. По результатам измерения напряжения и силы тока удельное электросопротивление грунта рассчитывают по формуле:
Для схемы с одинаковыми расстояниями между электродами (а=в) из формулы следует:
.
При измерении, для исключения влияния поляризации электродов целесообразно применение приборов со встроенным преобразователем постоянного тока в переменный.
Рис. 48 Схема измерений для определения удельного электросопротивления грунта
1 – прибор для измерения сопротивления
2 – стальные электроды
а – расстояние между электродами, равное глубине залегания измеряемого слоя грунта
При измерениях по четырехэлектродной схеме Венера могут быть использованы приборы:
Ф4103; М-416; ИСЗ-1; ЭП-1М; ЭСК-1 отечественного производства, а также
М5032; М5033; METRATER; TERCA-2 или аналогичные приборы зарубежных фирм.
Расстояние между электродами выбирают равным глубине залегания измеряемого слоя грунта. Глубина забивки электродов в грунт не должна превышать одной двадцатой расстояния между электродами. Диаметр электродов 12-18 мм.
Удельное электросопротивление грунта рассчитывается по формуле:
,
где
R – сопротивление по показанию прибора, Ом;
а – расстояние между электродами, м;
гр – удельное электросопротивление грунта, Ом∙м.
Удобным для практических целей является лабораторно-полевой метод определения коррозийности почвы и массового показателя скорости коррозии.
Рис. 49 Схема определения коррозийности почв лабораторно-полевым методом
Этот метод основан на корродирующем действии постоянного электрического тока, пропускаемого через стальной стержень, заключенный в пробу исследуемой почвы. При этом методе в некоторой мере воспроизводятся коррозийные процессы, происходящие на реальном трубопроводе. Осуществляется этот метод следующим образом.
Стальной стержень (диаметром 19 мм, длиной 10 см и массой около 165 г) из трубопроводной стали взвешивают и помещают в жестяную банку (диаметром 8 см и высотой 12 см), устанавливая на резиновую пробку. Кольцевое пространство между поверхностью стержня и стенкой банки заполняют пробой исследуемой почвы, взятой с необходимой глубины заложения трубопровода. Эту пробу до введения в банку высушивают при температуре не выше 1050С, измельчают и просеивают через 2-мм сито и увлажняют дистиллированной водой до насыщения. После заполнения банки почвой присоединяют стержень к аноду, а банку к катоду источника постоянного тока. Затем в течение 24 часов пропускают ток напряжением 6 В по цепи стержень – почва – банка - источник тока. Затем извлекают стержень из банки, промывают, очищают, просушивают и взвешивают. По потере массы стержня оценивают коррозийность почвы.