SKZ katodiskt skydd. Vad är elektrokemiskt skydd och hur man väljer en katodstation

Korrosion är en kemisk och elektrokemisk reaktion mellan en metall och dess omgivning, vilket orsakar skada på den. Det flyter med olika hastigheter, vilket kan minskas. Ur praktisk synvinkel är rostskyddande katodskydd av metallkonstruktioner i kontakt med mark, vatten och transporterade medier av intresse. De yttre ytorna på rör är särskilt skadade av påverkan av jord och ströströmmar.

Invändig korrosion beror på miljöns egenskaper. Om det är en gas måste den rengöras noggrant från fukt och aggressiva ämnen: svavelväte, syre, etc.

Funktionsprincip

Elektroprocessobjekt kemisk korrosionär mediet, metallen och gränsytan mellan dem. Mediet, som vanligtvis är fuktig jord eller vatten, har god elektrisk ledningsförmåga. En elektrokemisk reaktion äger rum i gränsytan mellan den och metallstrukturen. Om strömmen är positiv (anodelektrod) passerar järnjonerna in i den omgivande lösningen, vilket resulterar i en massförlust av metallen. Reaktionen orsakar korrosion. Med en negativ ström (katodelektrod) är dessa förluster frånvarande, eftersom elektroner passerar in i lösningen. Metoden används vid galvanisering för beläggning av stål med icke-järnmetaller.

Katodiskt korrosionsskydd uppnås när en negativ potential appliceras på ett järnföremål.

För att göra detta placeras en anodelektrod i marken och en positiv potential kopplas till den från en strömkälla. Minus läggs på det skyddade objektet. Katodiskt-anodisk skydd leder till aktiv korrosionsförstöring av endast anodelektroden. Därför bör den ändras med jämna mellanrum.

Negativ effekt av elektrokemisk korrosion

Korrosion av strukturer kan uppstå från verkan av ströströmmar från andra system. De är användbara för målobjekt, men orsakar betydande skada på närliggande strukturer. Herrelösa strömmar kan spridas från rälsen på elektrifierade fordon. De passerar mot transformatorstationen och går in i rörledningarna. När man lämnar dem bildas anodsektioner, vilket orsakar intensiv korrosion. För skydd används elektrisk dränering - ett speciellt avlägsnande av strömmar från rörledningen till deras källa. Det är också möjligt här. För detta är det nödvändigt att känna till storleken på ströströmmarna, som mäts med speciella enheter.

Enligt resultaten elektriska mätningar metoden för skydd av gasledningen väljs. Ett universellt botemedel är en passiv metod för kontakt med marken med hjälp av isolerande beläggningar. Katodiskt skydd av gasledningen avser den aktiva metoden.

Rörledningsskydd

Strukturer i marken är skyddade från korrosion om minus av en likströmskälla är ansluten till dem, och plus är anslutet till anodelektroder begravda i närheten i marken. Strömmen kommer att gå till strukturen och skydda den från korrosion. På så sätt utförs katodiskt skydd av rörledningar, tankar eller rörledningar placerade i marken.

Anodelektroden kommer att försämras och bör bytas ut med jämna mellanrum. För en tank fylld med vatten placeras elektroderna inuti. I detta fall kommer vätskan att vara elektrolyten genom vilken strömmen kommer att flyta från anoderna till behållarens yta. Elektroderna är välkontrollerade och lätta att byta. Det är svårare att göra detta i marken.

Energikälla

Nära olje- och gasledningar, i värme- och vattenförsörjningsnät som kräver katodiskt skydd, installeras stationer från vilka spänning tillförs föremål. Om de placeras utomhus måste deras skyddsgrad vara minst IP34. För torra rum är alla lämpliga.

Katodiska skyddsstationer för gasledningar och andra stora strukturer har en kapacitet på 1 till 10 kW.

Deras energiparametrar beror främst på följande faktorer:

• motstånd mellan jord och anod;
• markens elektriska ledningsförmåga;
• längden på skyddszonen;
• beläggningens isolerande effekt.

Traditionellt är en katodskyddsomvandlare en transformatorinstallation. Nu ersätts den av en inverter, som har mindre dimensioner, bättre strömstabilitet och större effektivitet. I viktiga områden installeras regulatorer som har funktionerna att reglera ström och spänning, utjämna skyddspotentialer etc.

Utrustningen presenteras på marknaden i olika versioner. För specifika behov, ett tillhandahållande Bättre förutsättningar drift.

Aktuella källparametrar

För korrosionsskydd för järn är skyddspotentialen 0,44 V. I praktiken bör den vara högre på grund av inverkan av inneslutningar och metallytans tillstånd. Maxvärdet är 1 V. I närvaro av beläggningar på metallen är strömmen mellan elektroderna 0,05 mA/m 2 . Om isoleringen är trasig stiger den till 10 mA/m 2 .

Katodiskt skydd är effektivt i kombination med andra metoder, eftersom mindre el förbrukas. Om det finns en färgbeläggning på strukturens yta, skyddas endast de platser där den är bruten med den elektrokemiska metoden.

Funktioner av katodiskt skydd

1. Stationer eller mobila generatorer fungerar som kraftkällor.
2. Placeringen av anodjordelektroderna beror på rörledningarnas detaljer. Placeringsmetoden kan vara fördelad eller koncentrerad, samt placeras på olika djup.
3. Anodmaterialet är valt med låg löslighet för att hålla i 15 år.
4. Skyddsfältpotentialen för varje rörledning beräknas. Det är inte reglerat om det inte finns några skyddande beläggningar på strukturerna.

Gazprom standardkrav för katodiskt skydd

• Åtgärder under hela drifttiden av skyddsutrustning.
• Skydd mot atmosfäriska överspänningar.
• Placering av stationen i block-boxar eller separat stående i anti-vandal design.
• Anodjordning väljs i områden med ett minimalt elektriskt motstånd i jorden.
• Omvandlarens egenskaper väljs med hänsyn till åldringen av rörledningens skyddande beläggning.

Skyddsskydd

Metoden är en typ av katodiskt skydd med anslutning av elektroder gjorda av en mer elektronegativ metall genom ett elektriskt ledande medium. Skillnaden ligger i frånvaron av en energikälla. Slitbanan absorberar korrosion genom att lösas upp i den elektriskt ledande miljön.

Efter några år bör anoden bytas ut då den slits ut.

Effekten av anoden ökar med en minskning av dess kontaktmotstånd med mediet. Med tiden kan den täckas med ett frätande lager. Detta leder till avbrott i elektrisk kontakt. Om anoden placeras i en blandning av salter, vilket säkerställer upplösning av korrosionsprodukter, ökar effektiviteten.

Beskyddarinflytandet är begränsat. Verkningsradien bestäms av mediets elektriska resistans och potentialskillnaden mellan

Skyddsskydd används i avsaknad av energikällor eller när användningen av dem inte är ekonomiskt genomförbar. Det är också ofördelaktigt i sura tillämpningar på grund av den höga upplösningshastigheten för anoderna. Skydd installeras i vatten, i mark eller i en neutral miljö. Anoder är vanligtvis inte gjorda av rena metaller. Upplösningen av zink sker ojämnt, magnesium korroderar för snabbt och en stark film av oxider bildas på aluminium.

Slitbana material

För att skydden ska ha de nödvändiga prestandaegenskaperna är de tillverkade av legeringar med följande legeringstillsatser.

• Zn + 0,025-0,15% Cd + 0,1-0,5% Al - skydd av utrustning placerad i havsvatten.
• Al + 8% Zn +5% Mg + Cd, In, Gl, Hg, Tl, Mn, Si (fraktioner av en procent) - drift av strukturer i strömmande havsvatten.
• Mg + 5-7% Al + 2-5% Zn - skydd av små strukturer i jord eller i vatten med låg saltkoncentration.

Felaktig användning av vissa typer av skydd leder till negativa konsekvenser. Magnesiumanoder kan orsaka att utrustningen spricker på grund av utvecklingen av väteförsprödning.

Gemensamt offerkatodiskt skydd med rostskyddsbeläggningar ökar dess effektivitet.

Fördelningen av skyddsströmmen förbättras, och betydligt färre anoder krävs. En magnesiumanod skyddar en bitumenbelagd rörledning under en längd av 8 km och utan beläggning - endast 30 m.

Skydd av bilkarosser från korrosion

Vid brott mot beläggningen kan tjockleken på bilkroppen minska på 5 år till 1 mm, d.v.s. rosta igenom. Återställning av skyddsskiktet är viktigt, men utöver det finns det ett sätt att helt stoppa korrosionsprocessen med hjälp av katodskyddande skydd. Om du förvandlar kroppen till en katod upphör metallens korrosion. Anoder kan vara vilka ledande ytor som helst i närheten: metallplattor, jordslinga, garagekropp, våt vägyta. I det här fallet ökar skyddseffektiviteten med en ökning av anodernas yta. Om anoden är en vägyta används en "svans" av metalliserat gummi för att komma i kontakt med den. Den är placerad mitt emot hjulen så att stänk blir bättre. "Svans" är isolerad från kroppen.

Plus är ansluten till anoden batteri genom ett 1 kΩ motstånd och en lysdiod kopplad i serie med den. När kretsen är sluten genom anoden, när minus är ansluten till kroppen, i normalt läge lyser lysdioden knappt märkbart. Om det brinner starkt har en kortslutning inträffat i kretsen. Orsaken måste hittas och elimineras.

För skydd måste en säkring installeras i serie i kretsen.

När bilen står i garaget är den ansluten till en jordanod. Under rörelsen sker kopplingen genom "svansen".

Slutsats

Katodiskt skydd är ett sätt att förbättra driftsäkerheten hos underjordiska rörledningar och andra strukturer. Samtidigt bör dess negativa inverkan på intilliggande rörledningar från påverkan av ströströmmar beaktas.

Korrosion av underjordiska rörledningar och skydd mot det

Korrosion av underjordiska rörledningar är en av huvudorsakerna till deras tryckavlastning på grund av bildandet av håligheter, sprickor och brott. Korrosion av metaller, d.v.s. deras oxidation är övergången av metallatomer från ett fritt tillstånd till ett kemiskt bundet, joniskt tillstånd. I det här fallet förlorar metallatomer sina elektroner, och oxidationsmedel accepterar dem. På en underjordisk rörledning, på grund av rörmetallens heterogenitet och på grund av jordens heterogenitet (som fysikaliska egenskaper, men när det gäller kemisk sammansättning) finns det områden med olika elektrodpotential, vilket leder till bildandet av galvanisk korrosion. De viktigaste typerna av korrosion är: yta (kontinuerlig över hela ytan), lokal i form av skal, gropfrätning, sprickor och utmattningskorrosionssprickor. De två sista typerna av korrosion är de farligaste för underjordiska rörledningar. Ytkorrosion orsakar sällan skador, medan gropfrätning orsakar mest skada. Korrosionssituationen där en metallrörledning är belägen i marken beror på ett stort antal faktorer relaterade till mark- och klimatförhållanden, sträckningsegenskaper och driftsförhållanden. Dessa faktorer inkluderar:

• markfuktighet,
• markkemi,
• jordelektrolytsurhet,
• markstruktur,
• transporterad gastemperatur

Den starkaste negativa manifestationen av herrelösa strömmar i marken, orsakad av elektrifierad likströms järnvägstransport, är den elektrokorrosiva förstörelsen av rörledningar. Intensiteten hos herrelösa strömmar och deras påverkan på underjordiska rörledningar beror på faktorer som:

• kontaktmotstånd skena till mark;
• längsgående motstånd hos löpskenor;
• avstånd mellan traktionsstationer;
• strömförbrukning av elektriska tåg;
• antal och sektion av sugledningar;
• specifik elektrisk resistans i jord;
• avstånd och placering av rörledningen i förhållande till banan;
• rörledningens övergångs- och longitudinella motstånd.

Det bör noteras att ströströmmar i katodzonerna har en skyddande effekt på strukturen, därför kan katodiskt skydd av rörledningen på sådana platser utföras utan stora kapitalkostnader.

Metoder för att skydda underjordiska metallrörledningar från korrosion är uppdelade i passiva och aktiva.

Den passiva metoden för korrosionsskydd innebär skapandet av en ogenomtränglig barriär mellan rörledningens metall och den omgivande jorden. Detta uppnås genom att applicera speciella skyddande beläggningar på röret (bitumen, stenkolstjärabeck, polymerband, epoxihartser, etc.).

I praktiken är det inte möjligt att uppnå fullständig kontinuitet hos den isolerande beläggningen. Olika typer av beläggningar har olika diffusionspermeabilitet och ger därför olika rörisolering från miljö. Under konstruktion och drift uppstår sprickor, skavmärken, bucklor och andra defekter i den isolerande beläggningen. De farligaste är genom skador på den skyddande beläggningen, där det i praktiken uppstår jordkorrosion.

Eftersom den passiva metoden inte lyckas genomföra fullt skydd rörledning från korrosion, samtidigt appliceras aktivt skydd, i samband med kontroll av elektrokemiska processer som uppstår vid gränsytan mellan rörmetallen och jordelektrolyt. Detta skydd kallas för omfattande skydd.

Den aktiva metoden för korrosionsskydd utförs genom katodisk polarisation och baseras på en minskning av metallens upplösningshastighet när dess korrosionspotential skiftar till ett område med mer negativa värdenän den naturliga potentialen. Det fastställdes experimentellt att värdet på den katodiska skyddspotentialen för stål är minus 0,85 volt i förhållande till kopparsulfatreferenselektroden. Eftersom den naturliga potentialen för stål i marken är ungefär lika med -0,55 ... -0,6 Volt, är det för implementering av katodiskt skydd nödvändigt att flytta korrosionspotentialen med 0,25 ... 0,30 Volt i negativ riktning.

Genom att applicera en elektrisk ström mellan rörets metallyta och marken är det nödvändigt att uppnå en minskning av potentialen på defekta platser i rörisoleringen till ett värde under skyddspotentialkriteriet, lika med - 0,9 V. Som ett resultat , reduceras korrosionshastigheten avsevärt.

2. Katodiska skyddsinstallationer
Katodiskt skydd av rörledningar kan utföras på två sätt:

• användningen av anodskydd av magnesium (galvanisk metod);
• användningen av externa DC-källor, vars minus är ansluten till röret och plus till anodjorden (elektrisk metod).

Den galvaniska metoden bygger på att olika metaller i elektrolyten har olika elektrodpotentialer. Om du bildar ett galvaniskt par av två metaller och placerar dem i en elektrolyt, kommer metallen med en mer negativ potential att bli anoden och förstöras, vilket skyddar metallen med en mindre negativ potential. I praktiken används skydd gjorda av magnesium, aluminium och zinklegeringar som galvaniska offeranoder.

Användningen av katodiskt skydd med skydd är endast effektiv i jordar med låg motståndskraft (upp till 50 Ohm-m). I jordar med hög resistivitet ger denna metod inte det nödvändiga skyddet. Katodiskt skydd av externa strömkällor är mer komplext och tidskrävande, men det beror lite på resistivitet jord och har en obegränsad energiresurs.

Som en likströmskälla används som regel omvandlare av olika konstruktioner som drivs av ett växelströmsnätverk. Omvandlare låter dig justera skyddsströmmen över ett brett område, vilket säkerställer skyddet av rörledningen under alla förhållanden.

Luftledningar 0.4 används som kraftkällor för katodskyddsinstallationer; 6; 10 kV. Den skyddande strömmen som påläggs rörledningen från omvandlaren och skapar en potentialskillnad "rör-till-jord" fördelas ojämnt längs rörledningens längd. Därför är det maximala absoluta värdet av denna skillnad vid anslutningspunkten för strömkällan (dräneringspunkt). När du går bort från denna punkt minskar potentialskillnaden "rör-till-jord". Överdriven överskattning av potentialskillnaden påverkar vidhäftningen av beläggningen negativt och kan orsaka vätemättnad av rörmetallen, vilket kan orsaka vätgassprickor. Katodiskt skydd är en av metoderna för att bekämpa metallkorrosion i aggressiva kemiska miljöer. Den är baserad på överföringen av metallen från det aktiva tillståndet till det passiva tillståndet och att bibehålla detta tillstånd med hjälp av en extern katodström. För att skydda underjordiska rörledningar från korrosion längs vägen för deras uppkomst, byggs katodiska skyddsstationer (CPS). Strukturen hos SKZ inkluderar en likströmskälla (skyddsinstallation), anodjordning, en kontroll- och mätpunkt, anslutningsledningar och kablar. Beroende på förhållandena kan skyddsinstallationer drivas med AC 0,4; 6 eller 10 kV eller från oberoende källor. Vid skydd av flerlinjesrörledningar som läggs i en korridor kan flera installationer installeras och flera anodjordningar kan konstrueras. Men med hänsyn till det faktum att under avbrott i driften av skyddssystemet, på grund av skillnaden i naturliga potentialer hos rör anslutna med en blindbygel, bildas kraftfulla galvaniska par, vilket leder till intensiv korrosion, måste rören anslutas till installationen genom speciella fogskyddsblock. Dessa block skiljer inte bara rören från varandra, utan låter dig också ställa in den optimala potentialen på varje rör. Som likströmskällor för katodiskt skydd vid RMS används huvudsakligen omvandlare, som drivs av ett 220 V kraftfrekvensnät. Utspänningen från omvandlaren justeras manuellt, genom att byta transformatorlindningsuttag, eller automatiskt med styrda ventiler (tyristorer). Om katodskyddsinstallationer fungerar under tidsvarierande förhållanden, vilket kan bero på påverkan av ströströmmar, förändringar i markresistiviteten eller andra faktorer, är det lämpligt att förse omriktare med automatisk utspänningsreglering. Automatisk reglering kan utföras enligt potentialen hos den skyddade strukturen (potentiostatomvandlare) eller enligt skyddsströmmen (galvanostatomvandlare).

3. Avloppsskyddsinstallationer

Elektrisk dränering är den enklaste typen av aktivt skydd som inte kräver en strömkälla, eftersom rörledningen är elektriskt ansluten till dragskenorna på ströströmkällan. Källan till skyddsström är potentialskillnaden mellan rörledningen och skenan, som härrör från driften av en elektrifierad järnvägstransporter och närvaron av ett fält av herrelösa strömmar. Flödet av dräneringsströmmen skapar den nödvändiga potentialförskjutningen i den underjordiska rörledningen. Som regel används säkringar som en skyddsanordning, men automatiska maxlastbrytare med retur används också, det vill säga att återställa dräneringskretsen efter att en ström som är farlig för installationselementen har fallit. Som ett polariserat element används ventilblock, sammansatta av flera lavinkiseldioder kopplade parallellt. Regleringen av strömmen i dräneringskretsen utförs genom att ändra motståndet i denna krets genom att byta aktiva motstånd. Om användningen av polariserade elektriska avlopp är ineffektiva, används förstärkta (tvingade) elektriska avlopp, som är en katodskyddsinstallation, vars anodjordelektrod är skenorna på en elektrifierad järnväg. Den påtvingade dräneringsströmmen som arbetar i katodskyddsläget bör inte överstiga 100A, och dess användning bör inte leda till uppkomsten av positiva potentialer hos skenorna i förhållande till marken för att utesluta korrosion av skenorna och rälsfästena, liksom strukturer kopplade till dem.

Det är tillåtet att ansluta elektriska dräneringsskydd till rälsnätet direkt endast till mittpunkterna på spårdrosseltransformatorerna genom två till tredje stryppunkten. Mer frekvent anslutning är tillåten om en speciell skyddsanordning ingår i avloppskretsen. Som en sådan anordning kan en choke användas, vars totala ingångsresistans mot signalströmmen från huvudjärnvägarnas signalsystem med en frekvens på 50 Hz är minst 5 ohm.

4. Installationer av galvaniskt skydd

Galvaniska skyddsinstallationer (skyddsinstallationer) används för katodiskt skydd av underjordiska metallkonstruktioner i de fall då det inte är ekonomiskt möjligt att använda installationer som drivs av externa strömkällor: brist på kraftledningar, liten längd på föremålet etc.

Typiskt används katodiska installationer för katodiskt skydd av följande underjordiska strukturer:

• tankar och rörledningar som inte har elektriska kontakter med intilliggande utökad kommunikation;
• enskilda sektioner av rörledningar som inte är försedda med en tillräcklig nivå av skydd mot omvandlare;
• delar av rörledningar som är elektriskt avskurna från huvudledningen genom isolerande fogar;
• stålskyddshöljen (patroner), underjordiska reservoarer och tankar, stålstöd och pålar och andra koncentrerade föremål;
• den linjära delen av huvudrörledningarna som är under uppbyggnad före driftsättningen av permanenta katodskyddsinstallationer.

Tillräckligt effektivt skydd slitbaneinstallationer kan utföras i jordar med ett specifikt elektriskt motstånd på högst 50 ohm.

5. Installationer med förlängda eller fördelade anoder.

Som redan noterats, när man använder det traditionella schemat för katodiskt skydd, är fördelningen av skyddspotentialen längs rörledningen ojämn. Den ojämna fördelningen av skyddspotentialen leder till både överdrivet skydd nära dräneringspunkten, d.v.s. till icke-produktiv förbrukning av el och till en minskning av installationens skyddszon. Denna nackdel kan undvikas genom att använda ett schema med utökade eller fördelade anoder. Det tekniska schemat för ECP med fördelade anoder gör det möjligt att öka längden på skyddszonen i jämförelse med schemat för katodiskt skydd med klumpar, och ger också en mer enhetlig fördelning av skyddspotentialen. Vid tillämpning av det tekniska schemat för ZKhZ med distribuerade anoder kan olika layouter av anodjordning användas. Det enklaste är schemat med anodgrunder jämnt installerade längs gasledningen. Skyddspotentialen justeras genom att ändra anodens jordningsström med hjälp av ett justeringsmotstånd eller någon annan enhet som säkerställer att strömmen ändras inom de erforderliga gränserna. Vid jordning från flera jordningsbrytare kan skyddsströmmen justeras genom att ändra antalet anslutna jordningsbrytare. I allmänhet bör jordelektroderna närmast omvandlaren ha ett högre kontaktmotstånd. Skyddsskydd Elektrokemiskt skydd med skydd bygger på det faktum att på grund av potentialskillnaden mellan skyddet och den skyddade metallen i ett elektrolytmedium, reduceras metallen och skyddskroppen löses upp. Eftersom huvuddelen av metallstrukturer i världen är gjorda av järn, kan metaller med en mer negativ elektrodpotential än järn användas som skydd. Det finns tre av dem - zink, aluminium och magnesium. Den största skillnaden mellan magnesiumskydd är den största potentialskillnaden mellan magnesium och stål, vilket har en gynnsam effekt på skyddsradien, som sträcker sig från 10 till 200 m, vilket tillåter användning av ett mindre antal magnesiumskydd än zink och aluminium. Dessutom magnesium och magnesiumlegeringar, till skillnad från zink och aluminium, finns det ingen polarisering, åtföljd av en minskning av strömutgången. Denna funktion bestämmer huvudapplikationen av magnesiumskydd för skydd av underjordiska rörledningar i jordar med hög resistivitet.

Sida 1

Det katodiska skyddet för gasledningen måste fungera oavbrutet. För varje SKZ ställs ett visst läge in beroende på villkoren för dess drift. Under driften av katodstationen hålls en logg över dess elektriska parametrar och driften av strömkällan. Det är också nödvändigt att ständigt övervaka anodjordningen, vars tillstånd bestäms av storleken på RMS-strömmen.

Egenskaper för tillståndet för den skyddande beläggningen och dess ledningsförmåga.

Det katodiska skyddet för gasledningen måste fungera oavbrutet. På sträckor med avbrott i elförsörjningen flera timmar om dagen används batterier som ger skydd vid strömavbrott. Batteriets kapacitet bestäms av värdet på skyddsströmmen RMS.

Katodiskt skydd av gasledningar från effekterna av ströströmmar eller jordkorrosion utförs med en konstant elektrisk ström extern källa. Strömkällans negativa pol är ansluten till den skyddade gasledningen, och den positiva polen till en speciell jord - anoden.

Katodiskt skydd av gasledningar mot korrosion utförs på grund av deras katodiska polarisering med hjälp av en extern strömkälla.

Inverkan av katodiskt skydd av gasledningar på järnvägskedjor.

För katodiskt skydd av en gasledning används standardinstrument för elektriska installationer och speciella korrosionsmätnings- och hjälpinstrument. För att mäta potentialskillnaden för en underjordisk struktur - jorden, som är ett av kriterierna för att bedöma risken för korrosion och förekomsten av skydd, används voltmetrar med ett stort värde på intern resistans med 1 på skalan så att deras inkludering i mätkretsen bryter inte mot potentialfördelningen i den senare. Detta krav beror på både det höga inre motståndet hos den underjordiska strukturen - jordsystemet och svårigheten att skapa ett lågt jordmotstånd vid kontaktpunkten för mätelektroden med marken, särskilt när man använder icke-polariserbara elektroder. För att få en mätkrets med hög ingångsresistans används potentiometrar och högresistansvoltmetrar.

För katodskyddsstationer för gasledningar som en källa till elektricitet, rekommenderas att använda högtemperaturbränsleceller med en keramisk elektrod. Sådana bränsleceller kan länge sedan arbete på gasledningens sträckning, försörjning av katodskyddsstationer med elektricitet, samt hus för ledningsreparatörer, signalsystem och automatisk kontroll av gårdarna. Denna metod för att leverera linjära strukturer och installationer på en gasledning, som inte kräver hög effekt, förenklar operativt underhåll avsevärt.

Mycket ofta skiljer sig parametrarna för katodiskt skydd av gasledningar, erhållna genom beräkning, avsevärt från RMS-parametrarna som erhålls i praktiken genom mätningar. Detta beror på omöjligheten att ta hänsyn till alla de faktorer som påverkar naturliga förhållanden till säkerhetsinställningarna.

MEN. G. Semenov, allmän direktör, samriskföretag "Elkon", G. Chisinau; L. P. Sysa, ledande ingenjör på ECP, NPC "Vektor", G. Moskva

Introduktion

Katodiska skyddsstationer (CPS) är en nödvändig del av systemet för elektrokemiskt (eller katodiskt) skydd (ECP) av underjordiska rörledningar mot korrosion. När de väljer en VCS utgår de oftast från den lägsta kostnaden, enkel underhåll och kvalifikationer hos deras servicepersonal. Kvaliteten på den inköpta utrustningen är vanligtvis svår att bedöma. Författarna föreslår att man överväger de tekniska parametrarna för CPS som anges i passen, som avgör hur väl huvuduppgiften för katodiskt skydd kommer att utföras.

Författarna hade inte för avsikt att uttrycka sig strikt vetenskapligt språk i att definiera begrepp. I processen att kommunicera med personalen på ECP-tjänsterna insåg vi att det är nödvändigt att hjälpa dessa människor att systematisera villkoren och, ännu viktigare, ge dem en uppfattning om vad som händer både i elnätet och i VCS sig.

En uppgiftECP

Katodiskt skydd utförs när en elektrisk ström flyter från RMS genom en sluten elektrisk krets som bildas av tre motstånd anslutna i serie:

· jordmotstånd mellan rörledning och anod; I anodspridningsmotstånd;

rörledningsisoleringsmotstånd.

Jordmotståndet mellan röret och anoden kan variera kraftigt beroende på sammansättning och yttre förhållanden.

Anoden är en viktig del av ECP-systemet och fungerar som det förbrukningsbara elementet, vars upplösning ger själva möjligheten till ECP-implementering. Dess motstånd under drift ökar stadigt på grund av upplösning, en minskning av det effektiva området på arbetsytan och bildandet av oxider.

Tänk på själva metallrörledningen, som är det skyddade elementet i ECP. Metallröret är täckt med isolering på utsidan, där sprickor bildas under drift på grund av mekaniska vibrationer, säsongs- och dagliga temperaturförändringar, etc. Fukt tränger in genom sprickorna i rörledningens vatten- och värmeisolering och rörets metall kommer i kontakt med marken och bildar på så sätt ett galvaniskt par som bidrar till att metall avlägsnas från röret. Ju fler sprickor och deras storlekar, desto mer metall utförs. Sålunda uppstår galvanisk korrosion, i vilken en ström av metalljoner flyter, d.v.s. elektricitet.

Eftersom strömmen flyter, uppstod en underbar idé att ta en extern strömkälla och slå på den för att möta just denna ström, på grund av vilken borttagning av metall och korrosion uppstår. Men frågan uppstår: vad är storleken på denna mest konstgjorda ström att ge? Det verkar vara så att plus till minus ger noll metallborttagningsström. Och hur mäter man samma ström? Analysen visade att spänningen mellan metallrör och jord, dvs. på båda sidor av isoleringen, måste vara mellan -0,5 och -3,5 V (denna spänning kallas skyddspotential).

En uppgiftVHC

SKZ:s uppgift är inte bara att tillhandahålla ström i ECP-kretsen, utan också att underhålla den på ett sådant sätt att skyddspotentialen inte går utöver de accepterade gränserna.

Så om isoleringen är ny och den inte har hunnit bli skadad, är dess motstånd mot elektrisk ström hög och en liten ström behövs för att upprätthålla den önskade potentialen. När isoleringen åldras minskar dess motstånd. Följaktligen ökar den erforderliga kompensationsströmmen från RMS. Det kommer att öka ännu mer om det uppstår sprickor i isoleringen. Stationen måste kunna mäta skyddspotentialen och ändra sin utström i enlighet därmed. Och inget mer krävs ur ECP-uppgiftens synvinkel.

LägenarbeteVHC

Det finns fyra driftsätt för ECP:n:

utan stabilisering av utgångsvärden för ström eller spänning;

Jag stabiliserar utspänningen;

stabilisering av utströmmen;

· I stabilisering av skyddspotentialen.

Låt oss genast säga att i det accepterade intervallet av förändringar av alla påverkande faktorer är fullgörandet av ECP-uppgiften helt säkerställd endast när du använder det fjärde läget. Vilket är accepterat som standard för driftläget för SKZ.

Potentialsensorn ger stationen information om potentialnivån. Stationen ändrar sin ström i rätt riktning. Problem börjar från det ögonblick då det är nödvändigt att sätta denna mycket potentiella sensor. Du måste sätta den på en viss beräknad plats, du måste gräva ett dike för anslutningskabeln mellan stationen och sensorn. Alla som lagt några kommunikationer i staden vet vilket krångel det är. Dessutom kräver sensorn periodiskt underhåll.

I förhållanden där det finns problem med driftsättet med respons Fortsätt eventuellt enligt följande. Vid användning av det tredje läget antas det att isoleringens tillstånd förändras lite på kort sikt och dess motstånd förblir praktiskt taget stabilt. Därför är det tillräckligt att säkerställa flödet av en stabil ström genom ett stabilt isolationsmotstånd, och vi får en stabil skyddspotential. På medellång och lång sikt kan nödvändiga justeringar göras av en specialutbildad linjeman. De första och andra regimerna ställer inga höga krav på SKZ. Dessa stationer är enkla i utförande och som ett resultat billiga, både i tillverkning och i drift. Uppenbarligen bestämmer denna omständighet användningen av sådana SC:er i ECP för objekt som är belägna under förhållanden med låg korrosiv aktivitet i miljön. Om de yttre förhållandena (tillstånd för isolering, temperatur, fuktighet, ströströmmar) ändras till gränserna när ett oacceptabelt läge bildas på det skyddade objektet, kan dessa stationer inte utföra sin uppgift. För att justera deras läge är den frekventa närvaron av underhållspersonal nödvändig, annars utförs ECP-uppgiften delvis.

EgenskaperVHC

Först och främst måste SKZ väljas utifrån de krav som ställs i regeldokumenten. Och förmodligen kommer det viktigaste i det här fallet att vara GOST R 51164-98. Bilaga "I" i detta dokument anger att stationens effektivitet måste vara minst 70 %. Nivån av industriellt brus som genereras av RMS bör inte överstiga de värden som specificeras av GOST 16842, och nivån av övertoner vid utgången bör överensstämma med GOST 9.602.

SKZ-passet anger vanligtvis: I märkt uteffekt;

Verkningsgrad vid nominell uteffekt.

Nominell uteffekt - den effekt som stationen kan leverera vid nominell belastning. Normalt är denna belastning 1 ohm. Verkningsgraden definieras som förhållandet mellan den nominella uteffekten och den aktiva effekten som förbrukas av stationen i nominellt läge. Och i detta läge är effektiviteten den högsta för alla stationer. De flesta VCS:er fungerar dock långt ifrån det nominella läget. Effektbelastningsfaktorn varierar från 0,3 till 1,0. I det här fallet kommer den verkliga effektiviteten för de flesta stationer som tillverkas idag att sjunka märkbart med en minskning av uteffekten. Detta är särskilt märkbart för transformator SKZ som använder tyristorer som reglerelement. För transformatorlös (högfrekvent) RMS är minskningen i effektivitet med en minskning av uteffekten mycket mindre.

En allmän bild av förändringen i effektivitet för SKZ av olika utformningar kan ses i figuren.

Från fig. det kan ses att om du använder stationen, till exempel, med en nominell verkningsgrad på 70 %, så var beredd på att du har spenderat ytterligare 30 % av elen som tas emot från nätet värdelöst. Och detta är i bästa fall av nominell uteffekt.

Med en uteffekt på 0,7 av den nominella bör du redan vara beredd på att dina energiförluster kommer att vara lika med den användbara energin som spenderas. Var slösas så mycket energi bort?

ohmska (termiska) förluster i lindningarna av transformatorer, chokes och aktiva element i kretsen;

· energikostnader för driften av stationens styrkrets;

Förlust av energi i form av radioemission; energiförluster för stationens utströmsrippel vid belastningen.

Denna energi strålar ut i marken från anoden och ger inget användbart arbete. Därför är det så nödvändigt att använda stationer med låg rippelkoefficient, annars går dyr energi till spillo. Inte bara det, vid höga nivåer av krusningar och radioutstrålning, ökar förlusten av elektricitet, men dessutom stör denna värdelöst förbrukade energi den normala driften av ett stort antal elektronisk utrustning som finns i närheten. Den totala effekten som krävs anges också i SKZ-passet, låt oss försöka hantera den här parametern. SKZ tar energi från elnätet och gör det i varje tidsenhet med sådan intensitet som vi har tillåtit den att göra med justeringsratten på stationens kontrollpanel. Naturligtvis är det möjligt att ta energi från nätverket med en effekt som inte överstiger kraften i detta nätverk i sig. Och om spänningen i nätet ändras sinusformigt, så ändras vår förmåga att ta energi från nätet sinusformigt 50 gånger per sekund. Till exempel, i det ögonblick när nätspänningen passerar genom noll, kan ingen ström tas från den. Men när spänningssinusformen når sitt maximum, är i detta ögonblick vår förmåga att ta energi från nätverket maximal. Vid något annat tillfälle är denna möjlighet mindre. Således visar det sig att nätverkets kraft när som helst skiljer sig från dess kraft vid en närliggande tidpunkt. Dessa effektvärden kallas momentan effekt vid en given tidpunkt och det är svårt att arbeta med ett sådant koncept. Därför kom vi överens om konceptet med den så kallade effektiva effekten, som bestäms från en imaginär process där ett nätverk med en sinusformad spänningsförändring ersätts av ett nätverk med konstant spänning. När vi beräknade värdet på denna konstanta spänning för våra elnät fick vi 220 V – det kallades den effektiva spänningen. Och det maximala värdet på spänningens sinusoid kallades amplitudspänningen, och den är lika med 320 V. I analogi med spänningen introducerades konceptet med strömmens effektiva värde. Produkten av det effektiva spänningsvärdet och det effektiva strömvärdet kallas den totala strömförbrukningen, och dess värde anges i RMS-passet.

Och den fulla kraften i själva SKZ används inte fullt ut, eftersom. den har olika reaktiva element som inte slösar energi, utan använder den så att säga för att skapa förutsättningar för resten av energin att passera in i lasten och sedan återföra denna avstämningsenergi tillbaka till nätverket. Denna energi som returnerades kallades reaktiv energi. Energin som överförs till lasten är aktiv energi. En parameter som anger förhållandet mellan den aktiva energin som ska överföras till lasten och full energi, som levereras till RMS, kallas effektfaktor och anges i stationens pass. Och om vi samordnar våra förmågor med försörjningsnätets förmågor, d.v.s. synkront med en sinusformad förändring i nätverkets spänning tar vi ström från det, då kallas ett sådant fall idealiskt och effektfaktorn för RMS som arbetar med nätverket på detta sätt kommer att vara lika med en.

Stationen måste överföra aktiv energi så effektivt som möjligt för att skapa en skyddspotential. Effektiviteten med vilken VHC gör detta bedöms av koefficienten användbar åtgärd. Hur mycket energi den spenderar beror på metoden för energiöverföring och på driftsättet. Utan att gå in på detta stora fält för diskussion, kommer vi bara att säga att transformator och transformator-tyristor SKZ har nått sin förbättringsgräns. De har inte resurserna att förbättra kvaliteten på sitt arbete. Framtiden tillhör högfrekventa VMS, som för varje år blir mer tillförlitliga och lättare att underhålla. När det gäller effektivitet och kvalitet på deras arbete överträffar de redan sina föregångare och har en stor reserv för förbättringar.

Konsumentegenskaper

Konsumentegenskaperna för en sådan enhet som SKZ inkluderar följande:

1. Mått, vikten och styrka. Förmodligen är det inte nödvändigt att säga att ju mindre och lättare stationen är, desto lägre kostnad för dess transport och installation, både under installation och reparation.

2. underhållbarhet. Möjligheten att snabbt byta ut en station eller nod på plats är mycket viktig. Med efterföljande reparationer i laboratoriet, d.v.s. modulär princip för konstruktion av SKZ.

3. bekvämlighet i service. Enkelt underhåll, förutom enkel transport och reparation, bestäms enligt vår uppfattning enligt följande:

närvaron av alla nödvändiga indikatorer och mätinstrument, möjligheten till fjärrkontroll och övervaka driften av SKZ.

Slutsatser

Baserat på det ovanstående kan flera slutsatser och rekommendationer dras:

1. Transformator- och tyristor-transformatorstationer är hopplöst föråldrade i alla avseenden och uppfyller inte moderna krav, särskilt inom energibesparingsområdet.

2. En modern station måste ha:

· hög effektivitet i alla belastningar;

effektfaktor (cos I) inte mindre än 0,75 i hela belastningsområdet;

utspänningens rippelfaktor inte mer än 2%;

· Ström- och spänningsreglering varierar från 0 till 100 %;

lätt, hållbar och liten kropp;

· modulär konstruktionsprincip, d.v.s. har hög underhållsbarhet;

· I energieffektivitet.

Andra krav på katodskyddsstationer, såsom skydd mot överbelastning och kortslutningar; automatiskt underhåll av en given lastström - och andra krav är allmänt accepterade och obligatoriska för alla SKZ.

Sammanfattningsvis erbjuder vi konsumenterna en tabell som jämför parametrarna för de huvudsakliga tillverkade och för närvarande använda katodskyddsstationerna. För enkelhetens skull visar tabellen stationer med samma effekt, även om många tillverkare kan erbjuda en hel rad tillverkade stationer.

A.I. Khefets, chef för den elektrokemiska skyddstjänsten,
JSC Heating Network i St. Petersburg, St. Petersburg

Introduktion

Korrosionsskydd av rörledningar av värmenätverk är en mycket viktig uppgift, vars lösning till stor del avgör tillförlitligheten av driften av hela fjärrvärmesystemet. I St Petersburg råda värmenät underjordsläggning, som drivs under korrosiva förhållanden, på grund av både ett tätt nätverk av långväga underjordiska kommunikationer och utvecklade elektrifierade transporter, och mättnad av jordar och jordar med fukt och kemiska reagenser. Det finns två huvudsakliga sätt att skydda metaller från korrosion: passiv är appliceringen av isolerande beläggningar på deras yta och aktiv är användningen av elektrokemiskt skydd.

Lite teori

Metallkonstruktioner verkade i olika miljöer(i atmosfären, vatten, mark) utsätts för de skadliga effekterna av denna miljö. Förstörelsen av en metall på grund av dess interaktion med den yttre miljön kallas korrosion. Kärnan i korrosionsprocessen är avlägsnandet av atomer från metallgittret, vilket kan ske på två sätt, därför är korrosion helt enkelt kemisk och elektrokemisk.

Korrosion är kemisk om metallatomerna är direkt sammankopplade efter att metallbindningen brutits kemisk bindning med de atomer eller grupper av atomer som är en del av oxidationsmedlen som tar bort metallens valenselektroner. Processen sker utan deltagande av fria elektroner och åtföljs inte av uppkomsten av en elektrisk ström. Ett exempel är beläggningsbildning när järnbaserade material utsätts för syre vid hög temperatur.

Korrosion är elektrokemisk om, när den lämnar metallgittret, en positivt laddad metalljon, d.v.s. katjon, kommer inte i kontakt med oxidationsmedlet, utan med andra komponenter i den korrosiva miljön, medan oxidationsmedlet tillförs elektroner som frigörs under bildandet av katjonen. Vid elektrokemisk korrosion utförs avlägsnandet av atomer från ett metallgitter som ett resultat av inte en, som vid kemisk korrosion, utan två oberoende, men konjugerade elektrokemiska processer: anodisk (övergång av "fångade" metallkatjoner till lösning) och katodisk (bindning av frigjorda elektroner av en oxidator). Oxidationsmedel är vätejoner, som finns överallt där vatten finns, och syremolekyler. Elektrokemisk korrosion åtföljs av uppkomsten av en elektrisk ström.

Rörledningar av värmenät är förlängda objekt och deras olika sektioner finns inte i lika villkor ur synvinkeln av utvecklingen av korrosionsprocesser. Jordar och jordar absorberar atmosfärisk nederbörd och smältvatten på olika sätt, och har olika luftgenomsläpplighet. Jordens specifika elektriska motstånd är också annorlunda; det är dess värde (ju lägre, desto farligare) som kännetecknar mediets frätande aggressivitet. Som ett resultat bildas sektioner längs rörledningarnas yta, där antingen anodiska eller katodiska reaktioner huvudsakligen utförs. elektrisk konduktivitet metall är mycket hög, omfördelas elektronerna nästan omedelbart från de platser där anodreaktionen sker till de platser där den katodiska reaktionen sker (fig. 1). Faktum är att det finns likheter med galvaniska celler, batterier, där elektrolytens roll spelas av jorden, och den externa kretsen är en underjordisk metallstruktur. Anodzonerna är den positiva elektroden ("+") och katodzonerna är den negativa elektroden ("-"). När en elektrisk ström flyter i anodzonerna lämnar atomer kontinuerligt metallgittret in i yttre miljön, dvs. metallupplösning.

Av särskild fara för rörledningar i värmenätverk är ströströmmar, som uppstår till följd av läckage från transportelektriska kretsar av en del av strömmen in i marken eller vattenlösningar där de faller på metallkonstruktioner. På platser där ström lämnar dessa strukturer sker anodisk upplösning av metallen igen i marken eller vattnet. Sådana zoner observeras särskilt ofta i områden med eltransport på land. Strömkorrosion kallas ibland för elektrisk korrosion. Sådana strömmar kan nå värden på flera ampere. För presentation: en ström på 1 A, i enlighet med Faradays första lag, orsakar upplösningen av järn i mängden 9,1 kg under året. Om strömmen är koncentrerad till en sektion på 1 m 2, så motsvarar detta en minskning av rörväggens tjocklek med 1,17 mm per år, d.v.s. om 6 år skulle det minska med 7 mm.

Funktionsprincipen för elektrokemiskt skydd (ECP) av metallens yttre yta mot korrosion är baserad på det faktum att genom att flytta metallens potential genom att passera en extern elektrisk ström är det möjligt att ändra hastigheten för dess korrosion. Förhållandet mellan potential och korrosionshastighet är icke-linjärt och tvetydigt.

ECP baserat på påläggning av katodisk ström kallas katodiskt skydd. Under produktionsförhållanden är den implementerad i två versioner.

1. I det första alternativet tillhandahålls den nödvändiga potentialförskjutningen genom att ansluta den skyddade strukturen till en extern spänningskälla som en katod, och hjälpelektroder används som en anod (fig. 2).

Källan är en justerbar likriktare, som omvandlar den industriella frekvensspänningen till en konstant, och anodjordelektroderna kombineras till en krets, vars sammansättning och placering av elektroderna bestäms genom beräkning. Under drift minskar massan av elektroderna i anodjordslingan monotont.

Katodisk polarisering av en oisolerad metallstruktur till värdet av den minsta skyddspotentialen kräver betydande strömmar, därför används katodiskt skydd vanligtvis i samband med isolerande beläggningar avsatta på den skyddade strukturens yttre yta. Ytbeläggningen minskar den erforderliga strömmen med flera storleksordningar. Med katodiskt skydd är det också nödvändigt att kontrollera värdet på den maximala potentialen, eftersom för högt värde kan leda till att den isolerande beläggningen lossnar från rörväggen. Regleringsdokument (typiska instruktioner för skydd av rörledningar i värmenät från extern korrosion RD 153-34.0-20.518-2003) fastställer att den lägsta skyddspotentialen för värmenätverk är 1,1 V, och den maximala är 2,5 V i negativ riktning med avseende på till den icke-polariserande kopparsulfatreferenselektroden. Sådana värden måste säkerställas i hela det skyddade området, och detta uppnås ju säkrare än bättre metall isolerad från marken.

2. Den andra varianten av katodskydd är galvaniskt (eller offerskydd) (Fig. 3). Principen för dess funktion är baserad på det faktum att olika metaller kännetecknas av olika betydelser standardelektrodpotentialer. Den katodiska polariseringen av den skyddade strukturen uppnås på grund av dess kontakt med en mer elektronegativ metall. Den senare fungerar som en anod, och dess elektrokemiska upplösning säkerställer flödet av katodström genom den skyddade metallen. Själva anoden, gjord av magnesium, zink, aluminium och deras legeringar, förstörs gradvis. Fördelen med slitbaneskydd är att det inte kräver en extern spänningskälla, men denna typ av skydd kan endast användas på relativt små sektioner av rörledningar (upp till 60 m), samt på stålhöljen.

3. För att skydda rörledningarna i värmenätverk från extern korrosion under påverkan av ströströmmar används elektrisk dränering (dränering) - en anslutning med en metallledare i det område från vilket dessa strömmar flyter, med en spårvagn eller järnvägsspår. Med ett stort avstånd till skenan, när sådan dränering är svår att genomföra, används en extra gjutjärnsanod, som är nedgrävd i marken och ansluten till det skyddade området.

På platser där den elektrolytiska verkan av ströströmmar läggs till strömmarna i galvaniska par, kraftig ökning hastigheter för korrosionsprocesser. I sådana fall används förstärkta dräneringsinstallationer (fig. 4), som gör det möjligt att inte bara avleda ströströmmar från rörledningar, utan också förse dem med den nödvändiga skyddspotentialen. Förstärkt dränering är en konventionell katodstation, ansluten med en negativ pol till den skyddade strukturen och positiv - inte till anodjorden, utan till skenorna i den elektrifierade transporten.

4. En stark korrosiv effekt på rörledningar i värmenätverk kan utövas av ECP-installationer hos ägare av intilliggande underjordiska anläggningar, såsom gasledningar (fig. 5a). Om rörledningarna är i verkningszonen för den katodiska strömmen i en "främmande" installation, kommer förstörelsen på de platser där denna ström går ut från stålröret i marken att vara densamma som under inverkan av ströströmmar. För skydd är det nödvändigt att ansluta rörledningarna till värmenätverk med spänningskällans negativa pol (fig. 5b).

Det är möjligt att flytta potentialen hos en metall för att skydda den från korrosion inte bara mot negativ utan också positiva värden. I det här fallet övergår vissa metaller till ett passivt tillstånd, och metallens upplösningsström sjunker tio gånger. Sådant skydd kallas anod, dess fördel är att låga strömmar krävs för att upprätthålla metallens passiva tillstånd. Men om det finns klor- och svaveljoner i elektrolyten kan metallkorrosion öka dramatiskt och den anodpolariserade utrustningen i sig kan misslyckas. Anodskydd för värmenät tillämpas inte.

ECP i St Petersburg Heating Grid drivs och utvecklas som ett system, d.v.s. en uppsättning sammanhängande komponenter: stationära tekniska medel, instrumentell styrning och informationsdatabas.

I enlighet med scheman utför specialister från ECP-tjänsten rutinmässigt korrosionsmätningar enligt den etablerade metoden i alla delar av huvud- och distributionsnäten vid tillträdespunkterna till underjordiska rörledningar (termiska kammare). Efter bearbetning av mätresultaten bestäms anod- och katodzonerna på rörledningar, skyddszoner, områden med farlig exponering för ströström. Dessutom utförs korrosionsmätningar vid planerad borrning och vid eliminering av defekter i värmenät, där de kompletteras med resultatet kemisk analys jord. Resultaten av mätningar systematiseras och arkiveras, de är värdefull information både för korrekt organisation av driften av termisk mekanisk utrustning och för planering av konstruktionen av ytterligare ECP-anläggningar.

Mer detaljerade och grundliga korrosionsundersökningar av förekomstområdena för värmeledningar utförs av en specialiserad entreprenör. Dessa inspektioner utförs i korrosionsfarliga områden, vanligtvis efter återuppbyggnad (omläggning) av värmenät, eftersom. Ansökan moderna typer isolering, strukturer och teknologier ger bättre än tidigare galvanisk isolering av metall från betong och från marken. Detta innebär bland annat en möjlig förändring av gränserna för anod- och katodzonerna, exponeringsområden för ströströmmar. Resultaten av undersökningarna presenteras i form av rapporter som innehåller information om förändringar i värden på elektrodpotentialer på olika områden ytor på rörledningar under olika driftslägen (fig. 6) inte bara sina egna utan också av ECP-anläggningar som tillhör tredjepartsorganisationer. Matematiska modelleringsmetoder (fig. 7) beräknar typ, kvantitet och placering av nödvändiga ytterligare ECP-anläggningar för vidare design.

För närvarande JSC Teploset St. Petersburg» egna 432 ECP-enheter, inklusive: katodskyddsenheter - 204 st. (inklusive katodiska skyddsinstallationer som tillhör kategorin fogskydd mot extern korrosion av rörledningar av värmenät och gasledningar som läggs i närheten - 20 st.); installationer av den förstärkta dräneringen - 8 stycken; skyddsskyddsinstallationer - 220 st. Gemensamma katodskyddsenheter underhålls av OAO Antikor.

I enlighet med kraven i regulatoriska dokument (Skydd mot korrosion. Design av elektrokemiskt skydd av underjordiska strukturer. STO Gazprom 2-3.5-047-2006), bör ECP-enheter inte tillhandahålla negativ påverkan till närliggande kommunikationer. OAO Antikor, som är engagerat i elektrokemiskt skydd av gasledningar i St. Petersburg, under rekonstruktionen och nybyggnaden av sina installationer, underrättar omedelbart OAO Teploset St. Petersburg om den tekniska genomförbarheten av att ansluta delar av värmenäten till gasledningarnas ECP , om detta tillhandahålls av projektet.

Under driften av alla, förutom dränering, ECP-installationer, förloras massan av deras jordade elektroder kontinuerligt, eftersom detta uppgår till fysisk enhet elektrokemiskt skydd. Oundvikligen kommer ögonblicket för "död" för anodjordningskretsen eller skyddet. Det är möjligt och nödvändigt att säkerställa den specificerade driftperioden mellan översynen av ECP-installationer genom korrekt beräkning

det erforderliga antalet och placeringen av elementen, valet av högkvalitativa material, strikt efterlevnad av installationstekniken. Det kan förekomma fall av elektrodfel på grund av lokal punktskada. Sedan 2010, under ombyggnad och nybyggnation, har vi använt ElZhK-1500 ferrosilidanodjordningsbrytare med kontaktnodsskydd istället för den tidigare EGT-1450. Under loppet av ett nummer senare år i ECP-installationer används endast automatiska omvandlare av typerna UKZTA och PKZ-AR (Fig. 8), vilket gör det möjligt att kontinuerligt bibehålla de angivna värdena för anodströmmen eller skyddspotentialen på rörledningen.

Av särskild vikt är praxis att utrusta ECP-installationer med telemetriska brännare (fig. 9). Dessa enheter, gjorda i form av inbyggda block, överför kontinuerligt information om värdena för elektriska storheter som ändras över tiden till en dedikerad dator (fig. 10). Arkiv skapas som gör det möjligt att analysera driften av ECP-installationer. Dessutom har telemetrisystemet en larmfunktion för obehörig åtkomst obehöriga personer till anläggningarna.

Det bör noteras att entreprenören före start av bygg- och installationsarbeten meddelar kunden om startdatumet för arbetet, designorganisation, den organisation som utövar teknisk tillsyn över konstruktionen och den organisation för vars tjänst de skyddsanläggningar som är under uppförande kommer att överföras.

Sedan 1960 har vårt företag ägnat sig åt elektrokemiskt skydd av värmenät från yttre korrosion, d.v.s. över 50 år. Under åren har ECP-specialister varit en del av olika produktionsdivisioner, och efter bildandet 2010 av St. Petersburg Heating Grid OJSC skapades en separat ECP-tjänst. Idag består den av 13 personer som löser tekniska och organisatoriska problem.

De tekniska uppgifterna inkluderar: dagliga omvägar av två team elektriker längs de angivna vägarna för ECP-installationer med underhåll. Samtidigt övervakas det om markarbeten utförs av tredje part utan korrekt registrering inom området för våra installationer.

Underhåll av ECP-enheter inkluderar:

■ inspektion av alla delar av installationen för att identifiera externa defekter, kontrollera tätheten av kontakter, installationens funktionsduglighet, frånvaron av mekanisk skada på enskilda element, frånvaron av brännmärken och spår av överhettning, frånvaron av utgrävningar längs dragning av dräneringskablar och anodjordning;

■ kontroll av funktionsduglighet hos säkringar (om sådana finns);

■ rengöring av höljet till dränerings- och katodomvandlaren, enheten för fogskydd från utsidan och insidan;

■ mätning av ström och spänning vid omvandlarens utgång eller mellan galvaniska anoder (skydd) och rör;

■ mätning av rörledningens potential vid installationens anslutningspunkt;

■ göra en anteckning i installationsloggen om resultatet av det utförda arbetet;

■ potentialmätningar i permanent fasta mätpunkter.

Regelbundna reparationer och kontroll av effektiviteten av ECP-utrustning utförs med jämna mellanrum. Specialister på ECP-tjänsten utför teknisk övervakning av produktionen översyn, återuppbyggnad och kapitalkonstruktion av ECP-enheter av entreprenörer. Konstruktions- och installationsarbetenas överensstämmelse med projektet kontrolleras.

Pågående reparationer inkluderar:

■ mätning av isolationsresistans för matningskablar;

■ reparation av kraftledningar;

■ reparation av likriktarenheten;

■ reparation av dräneringskabel.

Övervakning av effektiviteten hos ECP-installationen består i att mäta skyddspotentialer vid mätpunkter i hela skyddszonen för denna ECP-installation. ECP-effektivitetskontroll av rörledningar i värmenätverk utförs minst 2 gånger om året, såväl som vid ändring av driftsparametrar för ECP-installationer och vid ändring av korrosionsförhållanden i samband med:

■ utläggning av nya underjordiska strukturer;

■ i samband med reparationsarbeten på värmenät;

■ ECP-installation på angränsande underjordiska kraftverk.

Specialister från ECP-tjänsten utför teknisk övervakning av översyn, återuppbyggnad och kapitalkonstruktion av ECP-enheter av entreprenörer. Konstruktions- och installationsarbetenas överensstämmelse med projektet kontrolleras.

De organisatoriska uppgifterna inkluderar först och främst att få tillstånd för strömförsörjning av ECP-stationer från JSC "Lenenergos nät". Detta är en multi-pass algoritm, åtföljd av en stor mängd dokumentation. Utöver strömförsörjning är ECP-tjänsten engagerad i utarbetande av riktade program för nybyggnation och reparation, verifiering och godkännande av projekt samt utarbetande av tekniska specifikationer.

ECP-installationer mot yttre korrosion av metallkonstruktioner har använts i 100 år. Den fysiska och kemiska principen för deras drift förblir oförändrad, men för att öka deras livslängd, minska kapital- och driftskostnader är det nödvändigt att leta efter och hitta nya tekniska lösningar. Det verkar lovande att använda utökade elektroder för anodjordning. Elastomera elektroder läggs horisontellt i ett dike längs värmenätverkets rörledningar på ett djup

1,5 m och är uppdelade i flera sektioner för att förbättra underhållsbarheten. Kostnaden för sådana installationer är mindre än när man använder traditionella anodjordslingor. Under 2011 har två installationer med horisontella elektroder redan byggts.

Utrustningen av ECP-installationer med telemetrienheter kommer att fortsätta, och i framtiden kommer information om driften av alla installationer att fjärrsändas och arkiveras.

Under 2011 slutfördes ett projekt för automatiserad elmätning för 59 ECP-enheter, och genomförandet är planerat till 2012

Arbetet har redan börjat med att lägga in databasen med ECP-enheter i det enhetliga informations- och analyssystemet i St. Petersburg Heating Grid OJSC. I framtiden kommer detta att göra det möjligt att bestämma prioriteringar snabbare och mer tillförlitligt när man utarbetar ett program för återuppbyggnad av delar av värmenätverk och att korrekt organisera jordarbeten när man eliminerar defekter.

Huvudsyftet med ECP för värmenätverk är att säkerställa driften av rörledningar utan skador under hela standardperioden (25 år). För att uppnå detta mål är det nödvändigt att behandla ECP exakt som ett system, utan att försumma någon av dess komponenter som anges i den här artikeln. Några allmänna överväganden kan vara till hjälp.

1. I korrosionsfarliga zoner är det nödvändigt att sätta i drift ECP så snart som möjligt efter konstruktionen eller återuppbyggnaden av en sektion av värmenätverk, d.v.s. skydda metall från repor.

2. På en sektion av rörledningar som är elektriskt dåligt isolerade från marken (förstörelse av värmeisolering, kontakt av metall med betongkonstruktioner etc.), kommer ECP-installationen att vara ineffektiv, eftersom den skyddande strömmen som skapas av den kommer inte att fördelas hundratals meter längs rören, utan kommer att rinna ner i marken på platsen för "kortslutningen".

3. När den låga effektiviteten hos den befintliga ECP-installationen avslöjas (liten skillnad i värdet på metallpotentialen när installationen slås på och av), är det nödvändigt att rekonstruera den med en förändring av anodens jordslinga. (AGC) i förhållande till de skyddade rörledningarna.

4. Under rekonstruktionen och nykonstruktionen av ECP-installationer är det tillrådligt att använda de bästa märkena av elektroder för KAZ, eftersom kretsfel är felet i hela installationen, och för att återställa KAZ måste dyra markarbeten utföras.

5. Samordning av aktiviteter i termer av ECP med andra ägare av underjordiska kraftverk kommer att göra det möjligt att vidta åtgärder för att skydda rörledningar i värmenätverk från skadlig påverkan”främmande” ECP-installationer, och i vissa fall organisera gemensamt skydd.

Driftserfarenheterna av värmenäten i St. Petersburg Heating Grid bevisar på ett övertygande sätt att ECP har varit och förblir en viktig komponent i en rad åtgärder för att förbättra tillförlitligheten för värmeförsörjningen i St. Petersburg.