Основным критерием защищенности подземного металлического сооружения является потенциал.

<40 41 42 434445 46 >

Прежде чем говорить о потенциале как критерии защиты, рассмотрим следующий очень важный момент. Значение защитного потенциала состоит из суммы потенциалов (суммарный потенциал):

Uсум. = Uпол +Uом,

(7.1)

где Uпол – поляризационная составляющая (искомое напряжение на поляризующемся слое металлической поверхности);

Uом – омическая составляющая - является нежелательной погрешностью, которую при измерениях следует исключить или, по крайней мере, учесть.

Условимся считать, что:

- омическая составляющая смещения потенциала (Uoм) это неизбежное и к тому же совершенно бесполезное и даже вредное падение напряжения, вызванное током защиты на некотором сопротивлении, куда входит сопротивление электролита в порах изоляции и участок земли между трубопроводом и измерительным электродом;

- поляризационная составляющая (Uпoл) - полезное падение напряжения на поляризационном сопротивлении «металл-электролит».

Составляющими поляризационного потенциала являются естественный потенциал сооружения и наложенный потенциал от внешнего источника постоянного тока, т.е.

Uпол = Uест + Uнал.

(7.2)

В омическую составляющую входит падение напряжения в порах изоляции Uпор и в земле Uзем между трубопроводом и измерительным электродом, т.е.:

Uом = Uпор + Uзем.

(7.3)

Основная доля тока катодной поляризации протекает через дефекты в изоляционном покрытии. Размер дефектов и удельное сопротивление грунта определяют долю поляризационного потенциала в общей разности потенциала труба-земля.

Потенциал защищаемой конструкции, при котором ток коррозии практически равен нулю, т. е. прекращается коррозионный процесс, называют минимальным защитным потенциалом.

Таблица 11 - Значения минимальных защитных потенциалов

Условия прокладки и эксплуатации трубопровода	Минимальный защитный потенциал относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения, В
	Поляризационный	С омической составляющей
Грунты с удельным электрическим сопротивлением не менее 10 Ом×м или содержанием водорастворимых солей не более 1 г на 1 кг грунта или при температуре транспортируемого продукта не более 293 К (20 °С)	-0,85	-0,90
Грунты с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом×м или содержанием водорастворимых солей более 1 г на 1 кг грунта, или опасном влиянии блуждающих токов промышленной частоты (50 Гц) и постоянных токов, или при возможной микробиологической коррозии, или при температуре транспортируемого продукта более 293 К (20 °С)	-0,95	-1,05
Примечания 1. Для трубопроводов, температура транспортируемого продукта которых не более 278 К (5 °С), минимальный поляризационный защитный потенциал равен минус 0,80 В относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения. 2. Минимальный защитный потенциал с омической составляющей при температуре транспортируемого продукта от 323 К (50 °С) до 343 К (70 °С) - минус 1,10 В; от 343 К (70 °С) до 373 К (100 °С) - минус 1,15 В. 3. Для грунтов с высоким удельным сопротивлением (более 100 Ом×м) значения минимального потенциала с омической составляющей должны быть определены экспериментально или расчетным путем в соответствии с НД. 4. При осуществлении электрохимической защиты участка трубопровода, поврежденного коррозией (более 10% толщины стенки), минимальные защитные потенциалы должны быть на 0,050 В.

При осуществлении электрохимической защиты трубопровода на всем его протяжении не удается создать одинаковые значения защитного потенциала, потому что он изменяется по длине. Так как в наиболее удаленных точках должен быть минимальный защитный потенциал, то в точке подсоединения к трубопроводу он значительно больше. Большая величина защитного потенциала может ускорить разрушение и отслаивание покрытия от металла.

ГОСТ 9.602 нормирует для подземных сооружений величину максимального поляризационного защитного потенциала и устанавливает его равным −1,15 В для всех видов трубопроводов, не определяя допустимую величину общего потенциала (с учетом омической составляющей). В этом же стандарте для стальных оболочек кабелей связи допускается суммарный потенциал защиты −2,5 В.

По ГОСТ Р 51164 на магистральных трубопроводах допускается суммарный потенциал −2,5 В, если трубопроводы имеют битумную изоляцию, или −3,5 В - для трубопроводов с полимерной пленочной изоляцией.

Дальнейшее увеличение потенциала становится опасным, поскольку происходит «наводораживание», то есть заполнение пустот под изоляцией водородом. Все это может привести к отслаиванию изоляционного покрытия и снижению механической стойкости металла.

Таблица 12 - Значения максимальных защитных потенциалов

Условия прокладки и эксплуатации трубопровода	Максимальный защитный потенциал относительно насыщенного медносульфатного электрода сравнения, В
Поляризационный	С омической составляющей
При прокладке трубопровода с температурой транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С) в грунтах с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом×м или при подводной прокладке трубопровода с температурой транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С)	-1,10	-1,50
При других условиях прокладки трубопроводов:
с битумной изоляцией	-1,15	-2,50
с полимерной изоляцией	-1,15	-3,50
Примечания 1. Для трубопроводов из упрочненных сталей с пределом прочности 0,6 МПа (6 кгс/см²) и более не допускаются поляризационные потенциалы более отрицательные, чем минус 1,10 В. 2. В грунтах с высоким удельным электрическим сопротивлением (более-100 Ом×м) допускаются более отрицательные потенциалы с омической составляющей, установленные экспериментально или расчетным путем в соответствии с НД.