Катодная воронка напряжений

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]

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]

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]

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]

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]

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]

Катодная воронка напряжений в цилиндрическом поле [c.456]

Катодная воронка напряжений 228, 240, 456, 457 [c.493]

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]

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]

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. 10.16. 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

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]

Рис. 24.10. Требуемый защитный ток и распределение потенциала по длине трубопровода, имеющего катодную защиту А — анодные заземлители Б — влияние воронки напряжений вокруг анодных заземлителей

Конечный результат - данные по величине потенциалов (включения и выключения) и воронок напряжений, по которым можно судить о степени потенциальной защищенности трубопровода по протяженности (эффективности катодной защиты относительно критерия защитный потенциал ) и состоянии изоляционного покрытия (наличия и количества повреждений в нем). [c.100]

Эффективная катодная защита обеспечивается только в том случае, когда потенциал выключения составляет менее -0,85 В , т.е. является более отрицательным, чем указанное значение. При этом, однако, следует учитывать значение горизонтальной составляющей (воронки напряжения), соответствующей точки измерения. Положительная воронка напряжения указывает на то, что поляризационное напряжение более положительно (т.е. хуже), чем измеренное. При отрицательной воронке напряжений коррозионный элемент, т.е. потенциально опасное место на поверхности трубы без изоляции, является более поляризованным, чем показывает результат измерения. Очень малые воронки напряжения (примерно несколько мВ) могут не учитываться. Для больших воронок напряжения точное значение потенциала, свободного от омической составляющей 1Н , можно определить с помощью компьютера по соответствующей формуле. [c.102]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

Рис. 13.6. Схема локальной катодной защиты от коррозии топливного склада, расположенного в грунте с высоким удельным электросопротивлением, при помощи анодных воронок напряжения вокруг рассредоточенных анодных за-землителей 1—16. (точки) жирными линиями показаны эквипотенциальные кривые, потенциал которых превышает на 0,5 В потенциал далекой земли двойные числа через косую черту означают потенциалы включения и выклю-

Строительные сооружения или колодцы для водопроводных линий тоже часто выполняются из железобетона. В месте ввода трубопровода в стенку колодца может легко получиться контакт между трубой и стальной арматурой. В таком случае при сооружении станции катодной защиты для трубопровода достаточное снижение потенциала поблизости от колодцев не будет обеспечено [17]. На рис. 13.7 показано, что под действием коррозионного элемента воронка напряжений отодвигается от колодца на расстояние до нескольких метров. При плотности защитного тока около 5 мАх Хм для бетонной поверхности даже небольшого колодца, имеющего площадь бетона 150 м, требуется защитный ток порядка 0,75 А. Для большого распределительного колодца с площадью поверхности бетона 500 м нужен защитный ток в 2,5 А. Такие большие защитные токи могут быть локально подведены только при помощп дополнительных анодных заземлителей. Эти заземлители в таком случае размещают в непосредственной близости от ввода трубопровода в бетонную стенку колодца. Такая локальная катодная защита становится необходимым дополнением к обычной системе катодной защиты трубопровода, которая в районе железобетонного колодца в ином случае будет неэффективной. [c.296]

Влияние, оказываемое на другие трубопроводы или кабели в области воронки напряжений около анодных заземлителей станций катодной защиты, определяется распределением потенциалов вокруг этих заземлителей. Распределение потенциалов обуславливается выведенными выше сопротивлениями растеканию тока и для различных форм анодных за-землителен представлено в табл. 24.1. Чтобы выявить основные влияющие параметры, можно рассмотреть случай полусферического заземли-теля. Например Ur, определяющее величину влияния на удалении г может быть рассчитано по формуле (24.11) [c.456]

Измерение левой и пргшой воронок напряжения в сочетании с расчетом потенциала, свободного от омической составляющей, в большинстве случаев позволяет сделать более точные, чем при других методах измерений, выводы об эффективности катодной защиты на участках с поврежденной изоляцией. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...