2.5.2 Электрические методы защиты

Для защиты газопроводов от коррозии блуждающими токами применяются электрические дренажи, катодные станции и протекторы.

Электродренажная защита. Дренажная защита наиболее распространенный способ защиты газопроводов от блуждающих токов. Через электродренажные установки осуществляется отвод токов, попавших на газопровод, обратно к источнику. Отвод ведется через специальный проводник, соединяющий газопровод с минусовой шиной подстанции или рельсами электрифицированной дороги.

При отводе тока ликвидируется возможность электрической коррозии, так как прекращается выход токов из газопровода в грунт.

В настоящее время в основном применяют поляризованные дренажи, обладающие односторонней проводимостью (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Схема поляризованного дренажа УПДУ-57: 1 – газопровод, 2, 4 – предохранители, 3 – сопротивление, 5, 7 – контакты, 6 – диод, 8 – дренажная обмотка, 9 – выключающая обмотка, 10 – шунт амперметра, 11 – амперметр, 12 – рубильник, 13 - рельс

Принцип работы дренажной установки заключается в следующем: если на газопроводе 1 возникает положительный потенциал по отношению к рельсу 13, то ток пройдет через, предохранитель 2, сопротивление 3, предохранитель 4, диод 6 с обмоткой 9, шунт 10 и рубильник 12 на рельс 13.

Движение тока будет продолжаться до тех пор, пока разность потенциалов не достигнет 1—1,2 в, в противном случае замыкаются контакты 5 и 7 и ток потечет через обмотку 8, а по ответвлению — к диоду 6 через шунтирующие контакты 5. Если разность потенциалов снизится до 0,1 в, то контакты размыкаются и дренажная цепь разрывается. Если потенциал рельса будет больше потенциала трубы, то диод 6 тока не пропустит.

Катодная защита. Схема действия катодной защиты показана на рис. 2.14. На газопровод 2 накладывается отрицательный потенциал от специального источника постоянного тока 5 и тем самым защищаемый участок газопровода превращается в катодную зону. Путем помещения в грунт старых труб или рельсов и подключением их к положительному источнику постоянного тока через провода 4 поблизости от газопровода создается анодная зона. Таким образом, искусственно создается электрическая цепь и ток течет следующим образом: от положительного полюса источника питания по изолированному кабелю на анодное заземление 6, от анодного заземления ток стекает в грунт и через поврежденные участки 1 газопровода на защищаемый газопровод, а от газопровода по изолированному кабелю на отрицательный полюс источника питания.

Рис. 2.14. Схема действия катодной защиты: 1 – места повреждения изоляции, 2 – газопровод, 3 – точка дренажа, 4 – провода, 5 – источник постоянного тока, 6 – заземление из старых труб

Таким образом, происходит постепенное разрушение не газопровода, а вкопанных в землю старых труб (анода). Однако необходимо отметить, что этот вид за щиты имеет существенные недостатки, — небольшую зону действия в большие расходы на электроэнергию.

Протекторная защита. Схема действия протекторной защиты показана на рис. 2.15. Принцип ее действия основан на том, что газопроводу путем подключения к нему протекторов, обладающих более отрицательным потенциалом, придается отрицательный потенциал. Таким образом, участок газопровода превращается в катод без постороннего источника тока. Протектор представляет собой цилиндр из магния, алюминия, цинка и их сплавов, в центре которого расположен стальной сердечник в виде стержня или спирали. Сердечник выступает с одного или с обоих концов протектора, что дает возможность соединить их по нескольку штук. Протекторы располагаются на расстоянии до 4,5 м от газопровода. В настоящее время выпускаются протекторы типа МГА (гальванические аноды). Средний срок их службы 8—10 лет, вес 5—7 кг.

Рис. 2.15. Схема протекторной защиты:

1 – газопровод, 2 – контрольный пункт, 3 – проводники, 4 – заполнитель, 5 – протектор

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ

Эксплуатация средств электрозащиты осуществляется специально обученными работниками. На каждую установку необходимо иметь паспорт и журнал контроля работы. В паспорт заносятся техническая характеристика и режим работы этих установок, В журнал необходимо заносить все работы, связанные с осмотром и проверкой установок.

Обслуживание установок состоит из периодических осмотров и контрольных замеров. Катодные установки осматривают один раз в месяц, а протекторные и дренажные два раза в месяц.

При периодическом осмотре дренажа проверяется:

целостность монтажа, отсутствие различных повреждений, плотность контактов;

наличие предохранителей и их исправность;

состояние контактов реле;

чистка контактов реле, смена предохранителя, очистка дренажа от пыли, грязи и снега.

При осмотре катодной установки проверяется:

наличие тока и напряжение источника питания;

- целостность монтажа установки и отсутствие различных неисправностей;

- плотность контактов.

При профилактическом осмотре протекторной защиты проверяется, плотность контакта и отсутствие различных повреждений

в контактном устройстве.

При периодических контрольных замерах на дренажных установках измеряется:

- величина и направление тока;

- величины и разности потенциала между газопроводом и рельсами, при котором срабатывает дренажная установка, а также определяется средняя величина этой разности. Проверяется так же, разорвется ли цепь дренажа при перемене полярности газопровода относительно рельсов;

- разность потенциалов между газопроводом и землей. Проверяется исправность имеющихся контрольно-сигнальных устройств.

Если в цепи дренажа отсутствует шунт, величину дренажного

тока измеряют переносным шунтом, подключаемым в дренажную цепь параллельно предохранителю или рубильнику.

При периодических контрольных замерах на катодных установках производится:

- измерение величины выходного напряжения;

- измерение величины тока;

- измерение разности потенциалов между землей и газопроводом;

- проверка состояния анодного заземления;

- проверка имеющихся контрольно-сигнальных устройств.

Периодическими контрольными замерами на установках протекторной защиты предусматривается:

- измерение потенциала газопровода относительно земли при включенной и отключенной защите;

- измерение тока, протекающего по цепи протектор — газоровод;

- измерение сопротивления в цепи протектор — газопровод.

Если потенциал трубопровода на участке подключения электродов будет меньше минимального защитного потенциала, то проверяется исправность провода между протектором и газопроводом, а также места его соединений с газопроводом и протектором. При уменьшении объема протекторов до 10% от его первоначального объема их заменяют новыми. Кроме того, не реже одного раза в год проверяется эффективность действия протекторной установки.

Все результаты осмотра и контрольных замеров заносятся в специальный журнал.