Воронки напряжений

По кривым изменения потенциалов и тока в стенке Трубопровода на нижней части рис. 3.24 можно судить о виде дефекта и оценить его приблизительное местонахождение. Только поблизости от станции катодной защиты благодаря анодной воронке напряжений достигается более отрицательный потенциал выключения между трубопроводом и грунтом (по медносульфатному электроду), чем 1/ си=—0,85 В. Силу тока, отдаваемого станции катодной защиты, потребовалось увеличить на 50 %. Из этого тока теперь 75 % поступает по направлению от изолирующего фланца. На координате 26,480 км еще почти весь защитный ток был измерен как ток в стенке трубопровода (1,22 А). Напротив, на координате 27,210 м через стенку трубопровода течет уже лишь незначительный ток 0,08 А. Это означает, что весь ток входит в [c.120]

У трубопроводов с хорошо изолирующим покрытием и небольшим числом дефектов (см. рис. 3-32 И 3.33) большие воронки напряжения [c.130]

Для оценки влияния нескольких дефектов можно принять, что они находятся на таком большом расстоянии один от другого, что воронки напряжения вокруг них не оказывают взаимного влияния одна на другую [II]. Суммарное сопротивление Rg в случае п дефектов диаметром di определяется по формуле для параллельного соединения отдельных сопротивлений R согласно выражению (5.6) [c.149]

Рнс. 10.1. Анодная и катодная воронки напряжения / — глубинный анодный заземлитель г—анодный кабель типа NVY 3 — незащищенный трубопровод 4 — перемычка для уравнивания потенциалов 5 — защищенный трубопровод [c.228]

Рис. 10.4. Воронка напряжения от горизонтального анодного заземлителя 2 — направление, перпендикулярное оси заземлителя V. — напряжение

Рис. 10.5. Воронка напряжения от горизонтального анодного заземлителя (J — направление оси заземлителя)

Анодные заземлители длиной 100 м и более вызывают в общем случае появление вытянутой воронки напряжений. На рис. 10.4 и 10.5 показано, что на расстоянии около 100 м от анодных заземлителей сохраняется еще 7—10 % анодного напряжения по отношению к далекой земле. Только на удалении 1 км это напряжение снижается до 1 %. [c.231]

Характер воронки напряжений над группой анодных заземлителей, расположенных вдоль одной прямой, достаточно точно соответствует показанному на рис. 10.4 и 10.5. [c.233]

Рис. 10,12. Воронка напряжений от глубинных анодных заземлителей с высотой слоя земли над заземлителем t

Хотя сопротивление растеканию тока и не изменяется, увеличением высоты слоя грунта над анодным заземлителем можно добиться сглаживания воронки напряжения на поверхности на расстоянии до 20 м от его оси. Это может иметь значение для ослабления влияния, оказываемого заземлителем на другие подземные сооружения. На рис. 10.12 показаны воронки напряжения над глубинными анодными заземлите-лями длиной 30 м при различной высоте слоя грунта над ними. [c.235]

При работе систем катодной защиты через землю течет постоянный ток, стекающий с анодных заземлителей и натекающий на объект с катодной защитой. Поэтому такие системы согласно D1N 57150 и VDE 0150 являются установками постоянного тока, представляющие собой источники блуждающих токов, которые могут вызвать коррозионные явления на других подземных металлических сооружениях например на трубопроводах и кабелях [12]. Защитный ток создает воронку напряжений в области анодных заземлителей. При этом потенциал грунта получается более высоким по отношению к потенциалу далекой земли. Над дефектами изоляции трубопровода защитный ток создает катодные воронки напряжений. Здесь потенциал грунта снижается по отнощению к потенциалу далекой земли. На другие металлические подземные сооружения, находящиеся в области анодных заземлителей, тоже натекают токи, уходящие в отрицательные участки катодных воронок напряжения таким образом, эти сооружения приобретают в первом случае катодную поляризацию, а во втором — анодную (см. рис. 10.1). В местах стекания (выхода) тока происходит анодная коррозия. [c.237]

Такое влияние можно определить путем включения и выключения. станции катодной защиты по изменению потенциала другого сооружения и по виду воронки напряжений в грунте (см. раздел 3.6.2.1). По DIN 57150 и VDE 0150 анодные повреждения на соседних сооружениях возможны в таких местах, где напряжение между сооружением, испытывающим влияние, и поставленным непосредственно над ним на землю электродом сравнения при протекании защитного тока изменяется более чем на 0,1 В в положительную сторону в частности а) у сооружений, не имеющих катодной защиты — по сравнению с напряжением при отключенном защитном токе б) у сооружений с катодной защитой — по отношению к защитному потенциалу Ua. [c.237]

Влияние, оказываемое воронкой напряжения над анодными заземлителями [c.238]

Наибольшее влияние на потенциал других трубопроводов и кабелей обычно оказывают воронки напряжения над анодными заземлителями в системах катодной защиты, в которых имеется высокая плотность защитного тока и большой градиент потенциалов в грунте. Поскольку при этом происходит смещение потенциалов только в отрицательную сторону, опасности анодной коррозии не возникает. Однако в коррозионных системах группы П (см. раздел 2.4), например для алюминия и свинца в грунте, все же может произойти катодная коррозия. Величина натекающих токов зависит от влияющего напряжения, т. е. от потенциала в воронке напряжения над сооружением, испытывающим влияние СКЗ (или местом), по отношению к далекой земле, и от сопротивления изоляции этого сооружения. В принципе при анализе влияния, оказываемого катодной воронкой напряжений, следует различать два случая [c.238]

Трубопровод, испытывающий влияние, имеет очень большую длину и проходит далеко за пределы анодной воронки напряжений. Такой случай встречается очень часто. При этом ток, натекающий поблизости от анодных заземлителей, стекает только в отдаленном участке с пологим изменением потенциала и за пределами анодной воронки напряжений. Он вызывает там лишь незначительное положительное изменение потенциала. [c.238]

Трубопровод имеет конечную длину и располагается целиком в области воронки напряжения над анодными заземлителями или имеет там изолирующий фланец. Поблизости от анодных заземлителей ток натекает в этот трубопровод и смещает его потенциал в сторону отрицательных значений. На участке перед концом трубопровода ток стекает с него и вызывает заметное изменение потенциала в положительную сторону [16]. [c.238]

Рис. 10.14. Влияние, оказываемое на длинный (полученный закорачиванием изолирующего элемента) и короткий трубопроводы анодной воронкой напряжений (до 1 км) Z — расстояние по длине трубопровода Р — место измерения потенциала / — изолирующий фланец S —катодная станция / — включенные анодные заземлители, длинный трубопровод 2 —включенные анодные заземлители, короткий трубопровод 3 — выключенные анодные заземлители, оба трубопровода

Рис. 10.15. Воронка напряжений над дефектом круглой формы (/) с плотностью защитного тока -fj мА-м и над трубопроводом с условным проходом 300 мм (2) с той же плотностью защитного тока / 1 мА-м""2 л —длина участка измерений, м

Влияние, оказываемое катодной воронкой напряжения [c.240]

На другие подземные трубопроводы, пересекающиеся в области воронки напряжений с трубопроводами, имеющими катодную защиту, за пределами воронки напряжений натекает защитный ток, стекающий с них в области катодной воронки напряженнй, вызывая там анодную коррозию. Потенциал незащищенного трубопровода (испытывающего влияние), измеренный при помощи электрода сравнения над местом пересечения, представляет собой в основном омическое падение напряжения, вызванное защитным током, текущим в грунте к дефекту изоляции трубопровода с катодной защитой. На рис. 10.16 схематически показано распределение потенциалов в грунте, характер воронки напряжений и распределение потенциалов на другом трубопроводе, испытывающем влияние системы катодной защиты. [c.240]

Для определения степени влияния, оказываемого на другие трубопроводы станциями катодной защиты, нет необходимости предусматривать пункты измерений потенциала в каждом месте их пересечения с трубопроводами, имеющими катодную защиту, поскольку величина катодной воронки напряжений мол<ет быть оценена измерением падения напряжения на поверхности земли [ 18]. На рис. 10.17 показана средняя плотность тока (в функции от условного прохода трубопроводов при высоком удельном электросопротивлении грунта р = 100 Ом-м), вызывающая на поверхности земли при цилиндрическом поле падение напряи<ения AUx = = 100 мВ. При этом величина AUx измеряется (по рис. 3.31) по направлению перпендикулярно к трубопроводу (как Пд ) или (по рис. (10.15) на расстоянии х = = 10 м. Отсюда видно, что [c.241]

Рис. 10.16. Распределение тока н воронка напряжений ДС/д. у дефекта в изоляции трубы па трубопроводе с катодной защитой и изменение потенциала труба — грунт у трубопровода, испытывающего влияние воронки А — защитный ток

Влияние на другие сооружения, вызываемое анодными и катодными воронками напряжений, может быть в любом случае устранено электрическим соединением сооружений. При этом достигается уравнение потенциалов сооружений. На рис. 10.1 показана такая уравнительная перемычка на пересечении трубопровода, имеющего катодную защиту, с другим незащищенным трубопроводом. Ток, натекающий в воронке напряжений от анодных заземлителей в трубопровод, не имеющий защиты, теперь уже не Стекает в месте пересечения в грунт как коррозионный ток, а уходит через уравнительную перемычку к трубопроводу, имеюще- [c.241]

Следует по возможности избегать натекания тока на другие сооружения в области анодных воронок напряжения. Поэтому трубопроводы в анодной воронке напряжения должны иметь изоляцию с повышенным сопротивлением не допускаются размещение здесь какой-либо неизолированной арматуры и контакты с армированными (железобетонными) колодцами, фундаментами или заземленными электрическими установками. При прокладке других трубопроводов поблизости от существующих групп анодных заземлителей необходимо уменьшать натекающий ток применением возможно более эффективной изоляции, например полиэтилена. На рис. 10.18 показано распределение потенциалов труба — грунт для трубопровода, проложенного параллельно существующему анодному заземлителю на расстоянии 5 м от него и имеющего в области анодной воронки напряжений особо эффективную изоляцию из полиэтилена. При этом влияние воронки напряжений на новый трубопровод было предотвращено. Для кабелей с пластмассовой оболочкой, прокладываемых в области размещения анодных заземлителей, тоже нет никакой опасности влияния воронки напряжений. [c.242]

При влиянии, оказываемом катодной воронкой напряжения от дефекта диаметром d,, плотность стекающего тока /а в месте дефекта диаметром di в изоляции другого трубопровода при удельном электросопротивлении грунта р и расстоянии между обоими дефектами s может быть приблизительно рассчитана по формуле [c.242]

Чтобы при относительно высокой плотности защитного тока обеспечить равномерное его распределение и в то же время избежать образования слишком больших анодных воронок напряжения, в данном случае выбрали станцию катодной защиты с наложением тока от постороннего источника и несколькими анодными заземлителями. Протекторная защита здесь нецелесообразна из-за довольно большой величины требуемого защитного тока и также вследствие необходимости иметь запас по защитному току. В качестве источника защитного тока выбрали преобразователь на 10 В, 1 А, который был дополнительно оборудован сборной шиной анодных и катодных кабелей, состоящей из соответствующего числа разделительных клемм. Напряжение на выходе этого преобразователя можно настраивать ступенчато при помощи отводов на обмотке трансформатора. Для контроля величины подводимого защитного тока предусмотрен амперметр. [c.277]

Катодная защита с помощью протектора обеспечивается при правильном ее выполнении обычно без больших технических затрат. Однажды смонтированная система защиты работает без обслуживания, нуждаясь лишь в эпизодическом контроле потенциала. Системы защиты с протекторами (гальваническими анодами) независимы от сети электроснабжения и ввиду низкого движущего напряжения обычно не создают помех для близлежащих объектов. Ввиду малости напряжений обычно не возникает проблем и по технике безопасности электрооборудования. Системы с протекторами поэтому можно размещать на взрывоопасных участках. Для защиты от грунтовой коррозии протекторы могут быть размещены вплотную к защищаемому объекту в той же траншее (в том же котловане), так что практически не требуется никаких дополнительных земляных работ. Благодаря подсоединению протекторов к объектам, испытывающим влияние других источников, в области катодной воронки напряжения от внешних источников можно обеспечить, например при ремонтных работах, ограниченную защиту этих опасных мест (защиту горячих участков ). На органические покрытия для пассивной защиты от коррозии протекторная защита не влияет или оказывает лишь незначительное влияние (см. раздел 6). Поскольку защитные системы с протекторами ввиду низкого движущего напряжения должны выполняться возможно более низкоомными (см. рис. 7.2), потенциал получается сравнительно постоянным. Если потенциал объекта защиты становится более положительным, то отдаваемый ток защиты увеличивается, и наоборот. Поэтому можно говорить и о саморегулируемости (потенциала). [c.197]

При натекании защитного тока на дефекты покрытия трубопровода тоже образуются воронки напрялсения (см, раздел 3.6.2). На рис. 10.1 схематически показан характер воронки напряжений (повышение или снижение потенциалов) под анодным заземлителем и трубопроводом, имеющим катодную защиту. [c.228]

Эквипотенциальные линии воронок напряжения над протяженными анодами представляют собой вначале эллипсы, которые по мере увеличения расстояния превращаются в окружности. Поэтому напряжение в воронке убывает но направлению оси анодного заземлителя пропорционально обратной величине расстояния 1/г, а в направлении, перпендикулярном к оси — вначале только ниопорцнонально логарифму 1п(1/г). [c.230]

Шенйю к далекой земле не йревышает 0,5 В, анодной коррозии обычно не происходит. По рис. 10.4, 10.5 и 10.12 можно оценить размеры ожидаемых анодных воронок напряжения и величину максимально возможного влияющего напряжения или же практические границы воронки напряжений. [c.240]

Защитный ток, появляющийся в области дефектов изоляции трубопроводов с катодной защитой, приводит к образованию в грунте катодной воронки напряжений (см. раздел 3.6.2). На трубопроводах, изоляционные покрытия которых отличаются высокой механической прочностью, например имеющих полимерные покрытия, обычно могут встретиться лишь немногочисленные дефекты на больших расстояниях один от другого. Поблизости от этих дефектов распределение потенциалов в воронке может быть принято таким же, как в воронке напряжений от односторонне заземленной пластины, а на большем расстоянии — как в воронке ог зарытого сферического заземлителя (см. раздел 3.6.2.2). На рис. 10.15 показана воронка напряжений над дефектом с защитным током 1 мА при удельном сопротивлении грунта р=100 Ом-м. При помощи выражения (3.52а) можно путем измерения параметра воронки напряжений hUx и разности между потенциалами включения и выключения оценить размеры малых дефектов. Если однако изоляция трубопровода имеет очень много дефектов на небольших расстояниях один от другого, то воронки напряжений от отдельных дефектов взаимно накладываются и образуют цилиндрическое поле напряжений вокруг трубопровода (Ij17] см. раздел 3.6.2.2). На рис. 10.15 показан более крутой характер цилиндрической воронки напряжений при плотности защитного тока Л = 1 мА-м 2 для трубопровода с условным проходом 300 мм. В частности, на старых трубопроводах с изоляцией из джута или войлока с пропиткой битумом при средней плотности защитного тока порядка нескольких миллиампер на кв. метр следует ожидать распределения потенциалов согласно формуле (3.53). Большой требуемый защитный ток старых трубопроводов нередко обусловливается наличием арматуры без покрытий, плохо изолированных сварных швов и металлических контактов с другими трубопроводами или неизолированными футлярами. Поскольку для катодной защиты неизолированной поверхности железа в грунте требуется плотность защитного тока до 100 мА-м , при этом получаются воронки напряжения с разностью потенциалов порядка нескольких сотен милливольт. [c.240]

Согласно рис. 10.4, 10.5 и 10.12, влияние анодной воронки напряжения может быть устранено и выбором достаточно большого расстояния до других сооружений (до анодных заземлителей), и применением малых анодных напряжений. Поэтому место установки анодных заземлителей следует выбирать не только по соображениям минимального удельного сопротивления грунта и возможно большей близости подвода питания электроэнергией, но и с учетом расстояния до других трубопроводов. Малые анодные напряжения могут быть получены применением нескольких станций катодной защиты с меньшей токоотдачей (в амперах), увеличением длины анодных заземлителей или применением глубинных анодных заземлителей. Поэтому при катодной защите трубопроводов на городской территории часто применяют глубинные анодные заземлители. При этом допустимое расстояние от других сооружений может быть существенно уменьшено. [c.242]

Рис. 10.18. Потенциал труба — грунт трубопровода с бездефектной изоляцией в области анодной воронки напряжений (до 200 м) и битумной изоляции (200—600 м) при включенных (/) и выключенных (2) анодных заземлителях (всего 18 ферросилидовых анодов) значения ДУ свидетельствуют о том, что в области воронки напряжений ток ва трубопровод не натекает I — полиэтиленовая изоляция II — битумная изоляция

На топливозаправочных станциях с несколькими резервуарами-храиилищами при общем потреблении защитного тока до нескольких сот миллиампер равномерное распределение защитного тока следует стремиться обеспечивать его подводом через несколько анодных зазем-лнтелей, расположенных в разных местах на территории станции. Распределение защитного тока между несколькими анодными заземлителями позволяет также избежать сравнительно больших местных анодных воронок напряжения и тем самым ослабить вредное влияние катодной заш,иты на близрасположенные посторонние сооружения. [c.271]

Во время пуска станции катодной защиты в эксплуатацию при напряжении около 4 В установился защитный ток в 120 мА. При этом во всех точках измерения потенциалов, в том числе и между резервуарами, где потенциалы определяли при помощи измерительных каналов на глубине около 2,3 м от поверхности земли в местах наименьшего расстояния между соседними резервуарами, были получены достаточные потенциалы выключения f n/ uSOi пределах минус 0,88—0,95 В. Силы анодных токов тоже показаны на рис. 12.3. Благодаря выбранному расположению анодных заземлителей и равномерному распределению тока воронки напряжения над анодными заземлителями получаются небольшими, так что посторонние сооружения, находящиеся на территории топливозаправочной станции, не испытывают неблагоприятного влияния. [c.277]

Согласно нормали TRbF 102, пункт 6.2, использование резервуаров-храиилищ и подключенных к ним трубопроводов в качестве заземляте-лей не разрешается [17]. Для снижения катодного сопротивления растеканию тока при одновременном предотвращении повышенной потребности в защитном токе оказалось целесообразным подсоединять к резервуарам-хранилищам в качестве заземлителей магниевые протекторы. Сопротивление растеканию тока с протекторов в грунт должно составлять 65 В//утечки. Величину защитного тока следует настроить так, чтобы получалось небольшое натекание тока (порядка нескольких миллиампер) в магниевые протекторы, с целью уменьшить их коррозию. При защитной схеме с контролем аварийного потенциала (FS), если вспомогательный заземлитель располагается в воронке напряжения над анодным заземлителем, возмол но срабатывание далее и при отсутствии аварийного потенциала. В таких случаях, которые впрочем можно предотвратить проведением соответствующих мероприятий при сооружении систем катодной защиты, может оказаться полезным включение конденсатора соответствующей емкости в подводящий кабель к вспомогательному заземлителю. Во взрывоопасных зонах нул<но также учитывать и соответствующие предписания и нормативы [16, 18—20]. [c.285]

В местах с недостаточно низким отрицательным потенциалом труба—грунт необходимо установить дополнительные анодные заземлители. Благодаря этому в зоне воронки напряжений вокруг анодных зазем-лителей потенциал грунта по отношению к защищаемому объекту будет повышен. Для этого потребуется лишь сравнительно небольшой защитный ток. Поскольку в основном представляет интерес только воронка напряжений, выбор места для установки дополнительных анодных за-землителей не зависит от удельного электросопротивления грунта он [c.288]

Глубинные анодные заземлители обеспечили защиту только трубопровода охлаждающей воды, но не удаленного пожарного водопровода. Для защиты этого водопровода было использовано 45 горизонтальных анодных заземлителей, расположенных вдоль его трассы и имеющих защитный ток по 9 А. Схему расположения и число этих анодных заземлителей онределили в опытах с пробным включением защитного тока. Поскольку для повышения потенциала грунта используется только воронка напряжений, обычную в иных случаях коксовую обсыпку здесь можно было не применять. Отдельные анодные заземлители были объединены в четыре группы, питаемые через свои уравнительные сонро-тивления от общего преобразователя станции катодной защиты. Это позволяло достаточно эффективно регулировать распределение тока. [c.292]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...