Потенциал включения

^IR-frel—'Потенциал с элиминированной омической составляющей, В; Vein — потенциал включения, В; Uaus—-потенциал выключения, В; Uum—'Потенциал переключения, В;

И наконец, при /2=0 из выражения (3.9) —(3.14) может быть по-лучей потенциал выключения Uaus'

труба—грунт по медносульфатному электроду сравнения): I — потенциал включения; II1—потенциал выключения; 1— старый трубопровод (10 лет действия катодной защиты); 2 — новый трубопровод (2 года действия катодной защиты); 3 — старый трубопровод (3 года действия катодной защиты); 4 — резервуар — хранилище после 1 ч наложения тока

Рис. 3.13. Диаграмма потенциал — время для определения потенциалов с элиминированием омической составляющей падения напряжения по методу переменного тока: / — потенциал включения; 2 — нулевая линия для И2; 3 — потенциал выключения

Рис. 3.24. Изменение потенциала и тока на трубопроводе с катодной защитой без контакта (постороннего) с другим сооружением (а) и с посторонним контактом (б); штриховые линии ~ потенциал включения 1>е'П , сплошные — потенциал выключения U.....

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 t/^_Cu=—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

вокруг дефектов могут быть выявлены по разностям (Vein—Uaus). Эти разности получаются наименьшими при измерении потенциала вертикально над дефектом. Различие в этих разностях вдоль трубопровода, согласно формулам (3.50а и б), с хорошим приближением соответствует величине потенциала U g у дефекта, потому что этот потенциал при расстоянии я>10 м почти не зависит от х (см. рис. 3.31). Так как потенциал выключения Uaus изменяется вдоль трубопровода значительно медленнее, чем потенциал включения

При временном наложении тока защитный ток увеличивают до тех пор, пока даже на участках с самыми неблагоприятными условиями не установится достаточно отрицательный потенциал (см. разделы 2.4 и 3.2). Измерения проводят после поляризации в течение 1 ч (поскольку из опыта известно, что такого времени вполне достаточно для катодной поляризации новых резервуаров-хранилищ с хорошим состоянием изоляции), определяя потенциалы и включения, и выключения. Потенциал выключения должен определяться в течение 1 с после выключения защитного тока; он берется за основу как критерий защиты. Измерения должны выполняться по крайней мере в трех точках каждого резервуара-хранилища и на подключенных к нему трубопроводах путем наложения измерительного электрода на грунт, а также (как показано на рис. 12.1) при помощи измерительного канала в грунте в местах, самых неблагоприятных для подвода защитного тока.

При еще сравнительно низкой плотности защитного тока 200 мкА-м-2 и одностороннем расположении группы протекторов на рассматриваемом резервуаре-мазутохранилище, как и следовало ожидать, было достигнуто достаточное снижение потенциала даже и на стороне экранирования тока; потенциал выключения, измеренный там при помощи измерительного канала на стенке резевуара на глубине около 2 м от поверхности земли, составил — 0,88 В (по медносульфатному электроду сравнения). На противоположной стороне резевуара потенциалы выключения получились в пределах минус 0,90—0,94 В. Указанные значения потенциалов были измерены при защитном токе 10 мА (протектор 1 давал ток силой 6 мА, протектор 2—4 мА), причем в цепь защитного тока было включено дополнительное омическое сопротивление 8 Ом (рис. 12.2). При прямом соединении между резервуаром-хранилищем и группой магниевых протекторов начальный защитный ток составил около 16 мА, однако после поляризации продолжительностью 1 ч он уменьшился до 14 мА. Таким образом, запас по защитному току, отнесенный к устанавливающемуся току при длительной работе 10 мА, во время пуска в эксплуатацию системы протекторной защиты составил 40 %.

Рис. 13.5. Воронка напряжений Д?/ и потенциалы труба — грунт на вводе трубопровода в железобетонный фундамент: 1 — потенциал включения; 2 — потенциал выключения; 3 — стационарный потенциал; 4 — воронка напряжений при включении (160 А); 5 —воронка напряжений при выключении; 6 — воронка напряжений в стационарном состоянии

Для кабелей со свинцовой оболочкой, а также и для других кабелей, имеющих малое переходное сопротивление на землю, потенциал выключения не всегда может быть применен как критерий эффективности катодной защиты, поскольку у них выключается и часть электрохимической поляризации (см. раздел 3.3.1). Поэтому для кабелей связи со свинцовой оболочкой для приближенной оценки обычно используют потенциал включения. В табл. 14.1 представлены стационарные и защитные потенциалы подземных кабелей. Дополнительные сведения о предельных потенциалах имеются в разделе 2.4.

^IR-frel—'Потенциал с элиминированной омической составляющей, В; Vein — потенциал включения, В; Uaus—-потенциал выключения, В; Uum—'Потенциал переключения, В;

Потенциал включения Uein складывается из омического падения напряжения гм!\ и потенциала поляризации, не содержащего омического падения напряжения (индекс IR — f rei) :

проводов представляет интерес рассмотрение также и действия токов коррозионного элемента. Для его оценки принимается, что отдельные участки поверхности у повреждений в покрытии имеют потенциал (без омического падения напряжения) Un и сопротивление растеканию тока Rn. Для всех поврежденных мест измеряется один и тот же потенциал включения:

При измерениях потенциала на подземных трубопроводах и резервуарах возможны погрешности, если не учитывать внешние напряжения, например омическое падение напряжения в грунте [12]. Распределение потенциала для отдельных дефектных участков (сферическое поле) и для нескольких статистически распределенных дефектов в изоляционном покрытии трубопровода (цилиндрическое поле) показано на рис. 3.10. Обычно измеряют получающийся при текущем защитном токе потенциал включения защищаемого объекта, например трубопровода, по

отношению к электроду сравнения (медносульфатному), поставленному на грунт над исследуемым объектом. В этот потенциал включения входят, как показано в разделе 3.3.1, омические составляющие падения напряжения UiE(s) и U,R(d), которые для оценки поляризации, т.е. напряжения выключения Uan, = UR+r\. должны быть элиминированы. При таком элиминировании необходимо обеспечить строго определенное изменение тока, что при наличии блуждающих токов от электрифи-

труба—грунт по медносульфатному электроду сравнения): I — потенциал включения; II1—потенциал выключения; 1— старый трубопровод (10 лет действия катодной защиты); 2 — новый трубопровод (2 года действия катодной защиты); 3 — старый трубопровод (3 года действия катодной защиты); 4 — резервуар — хранилище после 1 ч наложения тока

Рис. 3.13. Диаграмма потенциал — время для определения потенциалов с элиминированием омической составляющей падения напряжения по методу переменного тока: / — потенциал включения; 2 — нулевая линия для И2; 3 — потенциал выключения

Рис. 3.24. Изменение потенциала и тока на трубопроводе с катодной защитой без контакта (постороннего) с другим сооружением (а) и с посторонним контактом (б); штриховые линии ~ потенциал включения 1>е'П , сплошные — потенциал выключения U.....

вокруг дефектов могут быть выявлены по разностям (Vein—Uaus). Эти разности получаются наименьшими при измерении потенциала вертикально над дефектом. Различие в этих разностях вдоль трубопровода, согласно формулам (3.50а и б), с хорошим приближением соответствует величине потенциала U g у дефекта, потому что этот потенциал при расстоянии я>10 м почти не зависит от х (см. рис. 3.31). Так как потенциал выключения Uaus изменяется вдоль трубопровода значительно медленнее, чем потенциал включения

Рис. 11.1. Работа системы с наложением тока от постороннего источника для катодной защиты трубопровода (схема): 1 — анодные заземлители в коксовой обсыпке; 2 — преобразователь СКЗ, питаемый* от сети 220 В; стрелками показано направление тока; штриховые линии — потенциал труба — грунт до включения станции катодной защиты при свободной коррозии; сплошные — потенциал включения Uein при работе станции катодной защиты

Рис. 11.8. Измеренные потенциалы при пробном наложении тока на трубопровод с условным проходом DN 200 мм после поляризации продолжительностью 4ч:/ — потенциал труба — грунт до включения станции катодной защиты при свободной коррозии; 2 — потенциал включения Ue.^ 3 — потенци'