ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

Общество с ограниченной ответственностью
«Научно-исследовательский институт природных газов
и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ»

Общество с ограниченной ответственностью «Газпром экспо»

Москва 2010

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНЫ Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ»

2 ВНЕСЕНЫ Отделом защиты от коррозии Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром»

3 УТВЕРЖДЕНЫ начальником Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа 06 апреля 2009 года

4 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

5 СРОК ДЕЙСТВИЯ 3 года

Введение

Настоящие рекомендации разработаны в соответствии с Перечнем приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром» на 2002-2006 гг., утвержденным Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б. Миллером (АМ-2121 от 15.04.2002), п. 6.5 «Разработка методов, материалов, технологий и оборудования для противокоррозионной защиты магистральных газопроводов, газовых промыслов, перерабатывающих заводов и морских трубопроводов и других объектов Единой системы газоснабжения. Создание отраслевой системы коррозионного мониторинга, включая нормативно-техническую документацию».

Разработка рекомендаций проводилась по договору от 26.02.2006 № 3848-04-16, этап 1.5 «Провести исследования и разработать инструкцию по электрометрическому обследованию подземных технологических трубопроводов КС».

Разработка рекомендаций обусловлена изменением проектных решений по реконструкции системы электрохимической защиты компрессорных станций с применением протяженных анодов. В действующих нормативных документах ОАО «Газпром» по электрометрическому обследованию КС отсутствуют методики обследования и оптимизации параметров системы ЭХЗ с протяженными анодами.

В настоящих рекомендациях представлен порядок, регламентирующий проведение электрометрического обследования подземных технологических трубопроводов компрессорных станций с целью оптимизации режимов системы ЭХЗ.

Настоящие рекомендации взаимоувязаны с комплексом нормативных документов по защите от коррозии ОАО «Газпром».

Рекомендации разработаны специалистами Общества с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ» Д.Н. Запеваловым, Н.Н. Глазовым, И.Ю. Копьевым, Т.И. Маняхиной и Д.С. Сиротой с участием специалистов Открытого акционерного общества «Газпром» Н.Г. Петрова и М.Л. Долганова.

Содержание

РЕКОМЕНДАЦИИ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА «ГАЗПРОМ»

Дата введения - 2010-05-18

Срок действия - 3 года

1 Область применения

1.1 Настоящие рекомендации устанавливают порядок электрометрического обследования подземных технологических трубопроводов компрессорных станций, на которых был проведен капитальный ремонт изоляционных покрытий и/или реконструкция системы электрохимической защиты (ЭХЗ), а также последующих периодических электрометрических обследований. Целью электрометрического обследования является оптимизация режимов работы средств ЭХЗ.

1.2 Положения настоящих рекомендаций распространяются на дочерние общества и организации ОАО «Газпром», а также специализированные организации, уполномоченные ОАО «Газпром» на выполнение работ по электрометрическому обследованию подземных технологических трубопроводов компрессорных станций.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии

СТО Газпром 2-3.5-047-2006 Инструкция по расчету и проектированию электрохимической защиты от коррозии магистральных газопроводов

Примечание - При пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по соответствующим указателям, составленным на 1 января текущего года, и информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящими рекомендациями следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 аварийный режим работы системы ЭХЗ: режим работы системы электрохимической защиты, обеспечивающий полную защищенность подземных коммуникаций компрессорных станций (КС) при отказе одной или нескольких установок катодной защиты (УКЗ).

3.1.2 анодное заземление: Элемент системы катодной защиты, осуществляющий контакт положительного полюса станции катодной защиты с грунтом для создания защитного тока.

3.1.3 блок совместной защиты: Устройство, содержащее резисторы и диоды и обеспечивающее распределение защитного тока между несколькими сооружениями.

3.1.4 блуждающий ток: Ток, стекающий с токоведущих частей электрических установок в окружающий грунт.

3.1.5 вставка электроизолирующая; ВЭИ: Конструктивный элемент механического соединения труб, обеспечивающий их электрическое разделение.

3.1.6 глубинное анодное заземление: Анодное заземление, вертикально устанавливаемое в грунт в специально пробуренные скважины, глубина заложения которого более чем на 5 м превышает глубину почвенного слоя.

3.1.7 защитный потенциал: Потенциал сооружения при его катодной поляризации, обеспечивающий заданное торможение коррозионного процесса.

3.1.8 катодная защита: Электрохимическая защита, основанная на смещении потенциала объекта защиты в область отрицательных значений.

3.1.9 катодная поляризация: Смещение потенциала сооружения от потенциала свободной коррозии (стационарного) в отрицательную сторону под действием внешнего наложенного тока.

3.1.10 коррозия металла: Разрушение металла, происходящее в результате химического или электрохимического воздействия внешней среды.

3.1.11 максимальный защитный потенциал: Максимально допустимый по абсолютной величине потенциал, обеспечивающий защиту сооружения от коррозии, но не оказывающий отрицательного влияния на характеристики защитного покрытия и металл сооружения.

3.1.12 медносульфатный электрод сравнения; МСЭ: Электрод сравнения, в котором медный электрод помешен в насыщенный раствор сернокислой меди.

3.1.13 минимальный защитный потенциал: Минимальное значение по абсолютной величине потенциала, при котором обеспечивается требуемый уровень защиты от коррозии.

3.1.14 оптимизация системы ЭХЗ: Определение режимов работы каждой УКЗ, при которых на всех подземных технологических трубопроводах КС будут реализованы регламентированные защитные потенциалы, а суммарная электрическая мощность УКЗ, расходуемая на защиту, будет минимальной.

3.1.15 поляризационный потенциал: Потенциал сооружения без омической составляющей.

3.1.16 протяженное заземление: Анодное заземление, прокладываемое, как правило, вдоль защищаемого сооружения.

3.1.17 установка катодной защиты; УКЗ: Комплекс устройств, состоящий из станции катодной зашиты, дренажной линии, анодного заземления, защитного заземления и контрольно-измерительного пункта.

3.1.18 электрод сравнения: Электрод с устойчивым и воспроизводимым потенциалом, который может быть использован для измерения других электродных потенциалов.

3.2 В настоящих рекомендациях использованы следующие сокращения:

АВО - аппарат воздушного охлаждения;

AЗ - анодное заземление;

БДР - блок диодно-резисторный;

БСЗ - блок совместной защиты;

ВЭИ - вставка электроизолирующая;

ГАЗ - глубинное анодное заземление;

ГПА - газоперекачивающий агрегат;

КИП - контрольно-измерительный пункт;

КС - компрессорная станция;

КЦ - компрессорный цех;

КУ - контактный узел;

МГ - магистральный газопровод;

НД - нормативная документация;

ПАЗ - протяженное анодное заземление;

ПКЗ - противокоррозионная защита;

ПУ - пылеуловитель;

УКЗ - установка катодной зашиты;

ЭХЗ - электрохимическая защита;

GPS - система глобального позиционирования (Global Positioning System).

4 Общие положения

4.1 Подземные технологические трубопроводы КС подлежат комплексной защите от коррозии защитными покрытиями и средствами электрохимической защиты, независимо от коррозионной агрессивности грунта.

4.2 Подземные участки газопроводов на территории компрессорных станций относятся к зонам повышенной коррозионной опасности.

4.3 В соответствии с требованиями ГОСТ Р 51164 и СТО Газпром 2-3.5-047-2006 система электрохимической защиты обеспечивает катодную поляризацию подземных технологических трубопроводов КС на всем протяжении и в интервале регламентируемых потенциалов.

4.4 Катодная поляризация подземных технологических трубопроводов КС осуществляется таким образом, чтобы исключалось негативное влияние ее на соседние подземные металлические сооружения.

4.5 В системе ЭХЗ промышленных площадок КС все анодные заземления рекомендуется оснащать устройствами для измерения и регулирования величины стекающего с них тока.

4.6 На промышленных площадках КС анодные заземления следует монтировать на следующих участках:

- в местах с наиболее густой сетью подземных коммуникаций;

- на участках в районе наиболее ответственных коммуникаций;

- на участках в районе газопроводов с наиболее плохим состоянием защитного покрытия.

4.7 На подземных коммуникациях КС, как правило, устанавливают КИП в следующих местах:

- на коммуникациях длиной более 50 м - посередине или с интервалом не более 50 м;

- на расстоянии не менее трех диаметров трубопровода от точек дренажа установок электрохимической защиты;

- в начале, середине, конце входных и выходных коллекторов ПУ, АВО и КЦ;

- в местах пересечения коммуникаций;

- в местах изменения направления коммуникации при длине участка более 50 м;

- в местах сближения коммуникаций со сосредоточенными анодными заземлениями;

- не менее чем в четырех диаметрально противоположных точках по периметру внешней поверхности резервуаров.

4.8 КИП рекомендуется оснащать устройствами для измерения поляризационных потенциалов.

4.9 Допускается не устанавливать КИП при обеспечении контакта электрода сравнения с грунтом над контролируемым сооружением и контакта с самим сооружением.

4.10 Электрометрическое обследование подземных технологических трубопроводов КС с целью оптимизации системы ЭХЗ проводится организациями, допущенными ОАО «Газпром» к проведению этих работ, по процедуре, регламентированной действующими НД.

4.11 В соответствии с Руководством по эксплуатации [1] обследование подземных технологических трубопроводов КС рекомендуется проводить не реже одного раза в пять лет, а также после реконструкции системы электрохимической зашиты или подземных сооружений КС.

4.12 Целью оптимизации системы ЭХЗ является определение режимов работы каждой УКЗ КС, при которых на всех подземных технологических трубопроводах КС будут реализованы регламентированные защитные потенциалы, а суммарная электрическая мощность УКЗ, расходуемая на защиту, будет минимальной.

4.13 Защищенность подземных технологических трубопроводов КС до и после оптимизации системы ЭХЗ оценивается только по поляризационному потенциалу в точках, определенных в 4.7.

4.14 При невозможности обеспечить электрохимическую защиту от коррозии всех подземных технологических трубопроводов КС при существующей системе ЭХЗ по результатам обследования разрабатываются рекомендации по реконструкции системы ЭХЗ и/или ремонту изоляционного покрытия. После проведения реконструкции системы ЭХЗ и/или ремонта изоляционного покрытия проводится повторная оптимизация режимов УКЗ.

4.15 Оптимизацию системы ЭХЗ проводят по результатам обработки комплекса измерений потенциалов с омической составляющей.

4.16 Для проведения электрометрического обследования подземных технологических трубопроводов КС, определения оптимальных режимов работы УКЗ и разработки рекомендаций в соответствии с Методикой [2] следует:

- провести анализ проектной и эксплуатационной документации;

- определить участки трубопроводов, имевших минимальные потенциалы в процессе эксплуатации (ретроспективный анализ защищенности);

- составить технологическую схему всех подземных коммуникаций, защитных заземлений и системы ЭХЗ;

- провести измерения удельного электрического сопротивления грунта;

- провести анализ технического состояния системы ЭХЗ с оценкой работоспособности СКЗ и анодных заземлений, в том числе запаса по мощности и току (при необходимости предусмотреть места установки опытных УКЗ);

- провести оценку влияния системы ЭХЗ линейной части МГ, примыкающих к КС, и отводов к ГРС (при их наличии) на защитные потенциалы коммуникаций КС;

- провести оценку влияния блуждающих токов;

- провести обследование сплошности изоляционного покрытия подземных технологических трубопроводов КС с нахождением мест сквозных дефектов;

- провести обследование коррозионного состояния переходов «земля-воздух»;

- определить места измерений поляризационного потенциала и места измерений потенциала с омической составляющей;

- провести измерения потенциалов подземных технологических трубопроводов КС при различных токовых режимах УКЗ;

- провести расчет оптимальных режимов системы ЭХЗ;

- установить оптимальные расчетные режимы УКЗ и провести измерения поляризационных потенциалов в контрольных точках;

- провести шурфование участков, имевших минимальную защищенность в процессе эксплуатации с целью оценки коррозионного состояния трубопроводов.

5 Состав приборов и оборудования

Для проведения электрометрического обследования подземных технологических трубопроводов КС рекомендуется применять следующие приборы и оборудование, включенные в Государственный реестр средств измерений, а также прошедшие госповерку или отраслевую калибровку.

5.1 Мультиметры, измерители потенциалов, измерители поляризационных потенциалов с входным сопротивлением не менее 10 МОм. Класс точности - не хуже 1,0. Диапазоны определений: от минус 2 В до плюс 2 В; от минус 20 В до плюс 20 В.

5.2 Электронные регистраторы с входным сопротивлением - не менее 10 МОм. Класс точности - не хуже 1,0. Диапазоны определений: от минус 1 В до плюс 3 В; от минус 10 В до плюс 10 В; от минус 100 В до плюс 100 В. Дискретность измерений - от 0,5 сек.

5.3 Измерители сопротивления. Класс точности - не хуже 2,5. Диапазоны определений: от 0 до 30 Ом; от 0 до 300 Ом; от 0 до 15000 Ом.

5.4 Трассоискатели для локализации трассы и определения глубины заложения трубы.

5.5 Искатели повреждения изоляции.

5.6 Комплексы аппаратуры для электрометрического обследования.

5.7 Датчики (модули) измерения поляризационных потенциалов по зонд-модульной технологии.

5.8 Медносульфатные электроды сравнения, потенциал относительно хлорсеребряного электрода сравнения соответствует 120 мВ с погрешностью 40 мВ. Разность потенциалов между используемыми электродами МСЭ не должна превышать 10 мВ.

5.9 Другие приборы (по необходимости), включенные в реестр приборов ПКЗ, разрешенных к применению в ОАО «Газпром».

6 Последовательность выполнения работ и их состав

6.1 Последовательность проведения работ при электрометрическом обследовании подземных технологических трубопроводов КС для оптимизации режимов системы ЭХЗ приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Состав работ при электрометрическом обследовании

7 Подготовка к измерениям

7.1 Подготовку к измерениям на подземных технологических трубопроводах следует начинать с анализа проектной и эксплуатационной документации. При отсутствии документации за весь срок эксплуатации рекомендуется изучить документацию за последние 5-7 лет.

Анализируется следующая документация:

- проект строительства компрессорной станции и средств ЭХЗ;

- исполнительная документация по строительству;

- эксплуатационные журналы УКЗ;

- результаты сезонных измерений потенциалов;

- акты шурфований;

- сведения о коррозионных отказах на площадке КС;

- сведения о ремонте технологических коммуникаций.

7.1.1 Составление технологической масштабной схемы промышленной площадки КС со средствами ЭХЗ выполняется совместно с эксплуатационными службами с применением трассоискателей, измерительных рулеток, дальномеров, спутниковых навигаторов (GPS и т.п.). При уточнении рекомендуется определить все подземные трубопроводы, подлежащие защите. Коммуникации, в том числе и надземные, наносятся на масштабный план-схему. На масштабный план-схему площадки наносят существующие средства ЭХЗ: СКЗ, анодные и катодные линии, анодные заземления, КИП, потенциал-уравнивающие перемычки, устройства для регулирования анодного тока (БДР, БСЗ и т.п.), контуры защитных заземлений и координаты точек измерения потенциалов.

На основании плана-схемы составляют каталог (перечень) сооружений КС с указанием протяженности каждого сооружения, подлежащего защите. Координаты точек измерений и расположения анодных заземлений на масштабном плане-схеме определяются относительно произвольной прямоугольной системы координат.

7.1.2 Проводят анализ эксплуатационной документации (журналов, осмотров УКЗ и паспортов УКЗ), в том числе:

- оценивают надежность работы системы ЭХЗ и определяют основные режимы УКЗ за прошедший период эксплуатации для ретроспективного анализа защищенности;

- определяют динамику износа анодных заземлений;

- определяют участки коммуникаций, максимально приближенных и удаленных от анодных заземлений, и участки, наиболее экранированные другими коммуникациями от анодных заземлений;

- проводят анализ данных сезонных измерений потенциалов;

- оценивают стабильность поляризации, сопоставляют значения потенциалов со скоростью коррозии (по результатам шурфований).

7.1.3 При анализе результатов шурфований подземных технологических трубопроводов устанавливают причину проведения шурфования, определяют участки с максимальными скоростями коррозии и участки с поврежденным защитным покрытием, оценивают скорость коррозии трубопроводов КС.

7.1.4 Определяют количество точек измерения потенциалов, число которых обычно не превышает число Т, которое рассчитывается по формуле

где

L - протяженность подземных коммуникаций КС, подлежащих защите, м.

Для определения числа Т можно пользоваться номограммой, приведенной в приложении А.

7.1.5 Выбирают точки для измерения потенциалов подземных трубопроводов КС. В число точек измерения необходимо включать все участки на коммуникациях наиболее ответственных и наиболее опасных в коррозионном отношении исходя из требований ГОСТ Р 51164 и следующих рекомендаций:

- на всех КИП (в том числе оснащенных модулями (датчиками) или электродами для измерения поляризационных потенциалов);

- на коммуникациях длиной более 20 м - посередине и далее с интервалом не более 20 м;

- на расстоянии не менее трех диаметров трубопроводов от точек дренажа УКЗ;

- в местах пересечения коммуникаций;

- в местах изменения направления коммуникаций при длине участка более 50 м;

- в местах сближения коммуникаций с ГАЗ ближе чем на 50 м;

- на участках газопроводов при температуре транспортируемого продукта более 20°С;

- на участках с плохим состоянием изоляционного покрытия (по результатам технического надзора за строительством, шурфования и т.п.);

- на участках с наименьшими удельными сопротивлениями грунтов и в местах их резкого изменения;

- на участках интенсивного орошения сточными и другими водами;

- на коммуникациях, наиболее экранированных от анодных заземлений другими коммуникациями;

- на коммуникациях, где отмечен наиболее низкий рост величины защитных потенциалов «сооружение-земля» при увеличении защитного тока;

- на коммуникациях, которые находятся в условиях затрудненного доступа кислорода (под асфальтовым или бетонным покрытием на площадке и т.п.);

- на участках с наиболее сильными коррозионными повреждениями, ожидаемыми на основании предварительного анализа эксплуатационной документации;

- в число точек измерений должны входить точки со всех участков КС.

Выбранные точки наносятся на масштабный план-схему в соответствии с 7.1.1.

7.2 После анализа проектной и эксплуатационной документации проводят измерения для анализа коррозионной ситуации в соответствии с 7.2.1 - 7.2.4.

7.2.1 В соответствии с Методикой [2] определение влияния блуждающих токов проводят путем установки электронных регистраторов и регистрации величин потенциалов подземных трубопроводов в трех-пяти точках по периметру КС в течение 18-24 ч. Компрессорная станция причисляется к зоне с интенсивным влиянием блуждающих токов, если по результатам измерений наблюдались изменения потенциалов с колебаниями более 100 мВ.

7.2.2 Измерение удельного электрического сопротивления грунта ρ проводят в центре квадратов со стороной, равной 30 м. Количество квадратов определяется из общей площади КС. Измерения проводят по четырехэлектродной схеме с учетом глубины укладки коммуникаций в соответствии с Руководством по эксплуатации [1].

7.2.3 Определяют УКЗ, которые могут оказывать влияние на защиту обследуемой КС. В число этих УКЗ должны входить ближайшие 2-3 УКЗ по ходу газа и против хода газа от точки подключения КС к МГ, УКЗ на территории примыкающих КЦ или ГРС. Если отключение какой-либо УКЗ вызывает смещение потенциала более чем на 50 мВ на любой из наблюдаемых точек, то эта УКЗ считается оказывающей влияние.

Если коммуникации КС электрически разъединены от других подземных сооружений с помощью вставок электроизолирующих, то измерения по 7.2.3 не проводят и считают, что нет других УКЗ, оказывающих влияние на потенциалы коммуникаций КС.

7.2.4 Путем предварительных измерений в 5-10 наиболее характерных точках определяют необходимое время поляризации или деполяризации (экспозицию), т.е. время от включения УКЗ на заданных режимах до проведения измерений. В процессе проведения основных измерений выдерживают одинаковую экспозицию на каждой комбинации токов.

Экспозицию определяют как время, по истечении которого изменение величины потенциала сооружения не превышает 10 мВ в течение 1 ч. Время установления потенциала на площадках зависит от физико-химических свойств грунтов и колеблется в диапазоне от нескольких десятков минут до нескольких десятков часов. Время установления потенциала сооружения меньше в сухих песчаных грунтах и увеличивается во влажных глинистых грунтах.

При проведении измерений на КС рекомендуется 20-24-часовая поляризация коммуникаций при каждом режиме системы ЭХЗ.

7.3 Оценке технического состояния подлежат все средства ЭХЗ КС.

При инструментальном и визуальном контроле необходимо:

- определить техническое состояние СКЗ;

- определить правильность подключений анодного и катодного кабелей;

- определить сопротивление растекания анодного заземления;

- определить техническое состояние контактных соединений КИП и анодных заземлений;

- определить техническое состояние ВЭИ, исправность искроразрядника;

- сверить показания амперметра и вольтметра с эталонными приборами;

- измерить ток на анодных заземлениях, вольтамперные характеристики AЗ.

Дополнительно определяют стабильность поддержания токового режима (силы тока) УКЗ во времени и максимально возможные токи УКЗ (токи, при которых СКЗ работает стабильно, не вызывая при этом перегрева элементов).

7.3.1 Определение эффективности и работоспособности протяженных анодов проводят следующим образом.

Измеряют и записывают ток УКЗ, к которой подключен протяженный анод. На каждом КИП (КУ), через который соединены отдельные заземлители, проводят измерения величины тока, текущего по аноду. Ток измеряют с помощью мультиметра, включенного в разрыв анодного кабеля. Ток измеряют с точностью до 10 мА. Определяют ток утечки с отрезка анода как разность значений тока, измеренного в начале и конце отрезка анода. По величине тока утечки и длине участка анода рассчитывают среднюю плотность анодного тока на участке.

Результаты измеренных значений токов, величины токов утечки и плотности тока заносят в таблицы и наносят на масштабный план-схему коммуникаций КС. По результатам анализа этой схемы оценивают и ранжируют участки трубопроводов с различным качеством изоляционного покрытия и определяют участки (если они есть), где вероятны обрывы или износ протяженного анода.

Для определения обрыва протяженного анода необходимо выполнить измерение электрического сопротивления участка анода с предполагаемым обрывом на соответствующих КИП (КУ). Измерения выполняют измерителем сопротивлений. Если измеренная величина превышает 0,5-1,0 Ом, возможен обрыв протяженного анода.

7.3.2 Для проведения измерений все СКЗ следует перевести в автоматический режим работы со стабилизацией защитного тока на весь период проведения обследования КС.

7.3.3 Если КС расположена в зоне интенсивного влияния блуждающих токов, СКЗ следует перевести в автоматический режим работы со стабилизацией потенциала электрода сравнения. В этом случае определяют стабильность поддержания заданного потенциала.

7.3.4 В случае обнаружения неисправностей в системе ЭХЗ КС разрабатывают мероприятия по их устранению до проведения основных измерений.

7.4 Проводят маркировку пунктов измерений.

7.5 Разрабатывают план проведения измерений. Количество комбинаций режимов, при которых необходимо выполнить измерения, определяется соотношением

где

k - количество комбинаций;

N - число УКЗ, защищающих коммуникации КС, или групп AЗ, подключенных через БДР.

Типовые планы проведения измерений приведены в приложении Б.

8 Порядок и методика проведения измерений

8.1 В соответствии с Руководством по эксплуатации [1] измерения поляризационных потенциалов в контрольных точках в условиях КС следует проводить до и после оптимизации режимов УКЗ следующими способами:

- с применением зонд-модульной технологии;

- методом отключения вспомогательного электрода.

8.1.1 Модуль (электрод) укладывают в шпур, пробуренный до боковой или верхней образующей трубы. Шпур можно бурить с помощью ручного бура соответствующего диаметра. Вспомогательный электрод обжимают увлажненным грунтом, извлеченным из шпура и вместе с обжатым грунтом опускают в шпур. Модуль (электрод) в шпуре засыпают грунтом, извлеченным из шпура в процессе бурения. Рекомендуемая высота засыпки - 0,3 м.

Вспомогательный электрод модуля (электрода) подключают к трубопроводу на весь период измерений. Измерения выполняют после полной релаксации (установления) измеряемого значения потенциала. Время релаксации определяется как время, по истечении которого в течение 3 мин показания прибора, измеряющего величину потенциала (во втором знаке после запятой), не меняются.

После или одновременно с измерением поляризационных потенциалов выполняют измерения тока, натекающего на вспомогательный электрод. Измерения выполняют при помощи амперметра, включенного в разрыв цепи «труба-вспомогательный электрод» или приборов, совмещающих в себе вольтметр и коммутирующее устройство. Измерения выполняют после полной релаксации величины измеряемого тока.

8.1.2 На участках подземных технологических трубопроводов с близкорасположенными протяженными анодными заземлениями измерение поляризационных потенциалов проводят с учетом положения анода относительно трубы.

При проведении измерений с анодом, уложенным с одной стороны от трубопровода, измерительный модуль (электрод) устанавливают у боковой образующей со стороны газопровода, противоположной протяженному аноду. При проведении измерений с системой анодов, уложенных по обе стороны от трубопровода, модуль (электрод) укладывают на верхнюю образующую газопровода.

8.1.3 Допускается определять величину поляризационного потенциала в соответствии с Методическими указаниями [3] по расчетной формуле

где

φ - поляризационный потенциал;

U_откл - потенциал отключения;

U_вкл - потенциал включения;

∆U_откл - градиент потенциала отключения;

∆U_вкл - градиент потенциала включения.

8.2 По окончании измерений поляризационных потенциалов на всех контрольных точках коммуникаций КС переходят к измерению потенциалов с омической составляющей при установке необходимых режимов работы УКЗ для каждой комбинации по 7.5 в соответствии с разработанным планом проведения измерения.

8.3 При каждом новом режиме УКЗ проводится поляризация коммуникаций КС в течение времени, определенного по 7.2.4. По завершении поляризации выполняют измерения потенциала с омической составляющей в точках, указанных в 7.1.5.

8.3.1 Перед проведением измерений на каждой комбинации токов необходимо удостовериться, что все УКЗ работают в установленных накануне режимах, при незначительном изменении (до 15 %) фиксируется среднее арифметическое значение заданного и фактического тока УКЗ. Измерения не проводятся, если какая-либо УКЗ не работает более 25 % времени поляризации на установленных режимах.

8.3.2 Величину потенциала сооружения с омической составляющей КС, расположенной в зоне интенсивного влияния блуждающих токов, вычисляют по формуле

где

 - измеренные значения потенциалов за период измерений (10 мин), В;

n - общее число измерений.

Полученная величина потенциала используется только для расчетов оптимальных режимов УКЗ. Оценку защищенности проводят по минимальному значению поляризационного потенциала.

8.3.3 Измерение потенциалов следует проводить в соответствии с Руководством по эксплуатации [1].

8.3.4 Медносульфатный электрод сравнения должен устанавливаться непосредственно над осью сооружения. При измерениях в местах отсутствия КИП подключение производится к зачищенному до блеска металлу сооружения магнитным контактом, хомутом или зажимом в доступном для этого месте, например, к крану, задвижке и т.п.

8.3.5 При проведении измерений в шурфе, траншее или около выхода трубопровода из земли электрод располагают на расстоянии не ближе трех диаметров от открытого участка трубы в соответствии с Руководством по эксплуатации [1].

8.3.6 По окончании измерений переходят на следующий режим УКЗ в соответствии с планом и повторяют действия по 8.2 - 8.3.5.

8.3.7 По окончании всех измерений проводят интерпретацию полученных результатов в соответствии с разделом 9.

8.3.8 После определения оптимальных режимов УКЗ проводят поляризацию коммуникаций КС при этих режимах и контрольные измерения поляризационных потенциалов во всех точках КС, предусмотренных в 7.1.5.

8.4 Обследование сплошности изоляционного покрытия подземных технологических трубопроводов КС с нахождением мест сквозных дефектов проводят с помощью искателей повреждений изоляции или комплексов аппаратуры для электрометрического обследования.

8.5 Места контрольной шурфовки технологических трубопроводов определяются по результатам поиска дефектов изоляции и измерения потенциалов.

8.6 Шурфование должно быть полнопрофильным с возможностью осмотра всей поверхности (в том числе и нижней образующей) трубопровода. Длина вскрытой части трубы должна быть не менее двух диаметров трубопровода. При проведении шурфового осмотра выполняют инструментальное и визуальное обследование состояния изоляции и оценку коррозионного состояния коммуникаций. По результатам шурфования составляется акт шурфовки по форме, приведенной в приложении В.

8.7 В местах входа и выхода подземных технологических трубопроводов из земли проводят визуальную оценку состояния изоляции и металла на участке «земля-воздух», а также измеряют толщину стенки трубы.

9 Интерпретация результатов обследования и порядок формирования рекомендаций по результатам обследования

9.1 Интерпретация результатов обследования проводится с целью определения оптимальных режимов работы УКЗ на КС. Оптимальные режимы УКЗ определяют из математической модели.

9.2 Математическая модель построена на зависимости величины потенциалов, определенных в различных точках КС, от величины токов УКЗ системы ЭХЗ КС с учетом характеристических коэффициентов конкретного объекта. Модель реализуется при применении методов регрессионного анализа.

9.3 Функциональные зависимости указанных потенциалов описываются следующей системой линейных уравнений

где

U_i - потенциал i-й точки площадки, i = 1; 2;...k;

I_j - ток j-й УКЗ, j = 1; 2;...n.

А_nk - коэффициенты, определяемые методом наименьших квадратов.

9.4 Оптимальные режимы работы УКЗ определяются следующим образом: рассчитывают токи I₁; I₂;... I_n, при которых для каждой контрольной точки должны выполняться следующие условия:

и условие минимального значения суммарной мощности (F) УКЗ КС, определяемое по формуле

где

I_j - ток j-й УКЗ;

R_j - сопротивление внешней цепи j-й УКЗ, j = 1; 2;...n;

A_nk - коэффициенты из системы (см. формулу (9.2));

U_mini, U_maxi - максимально допустимые и минимальные защитные потенциалы i-й точки, соответственно;

С_j - верхнее ограничение по току;

F - суммарная электрическая мощность, расходуемая на защиту.

По приведенному алгоритму определяются оптимальные величины токов всех УКЗ, при которых будет обеспечена защищенность всех трубопроводов КС по поляризационному потенциалу при минимальном расходе электроэнергии.

9.5 Для определения и выявления участков незащищенных коммуникаций следует подставить в систему (см. формулу (9.1)) значения текущих токов УКЗ и рассчитать потенциалы для каждой точки. По результатам этих расчетов следует определить незащищенные участки коммуникаций.

9.6 Задача определения «аварийных» режимов УКЗ находится путем решения задачи (см. формулу (9.2)), при этом верхние ограничения по току для отказавших УКЗ принимаются равными нулю.

9.7 В случае использования в системе ЭХЗ КС разветвленной схемы анодных заземлений (подключения на СКЗ ГАЗ и ПАЗ) следует осуществлять контроль защитного тока на каждый вид анодного заземления, тогда в расчет системы (см. формулу (9.1)) будет приниматься ток по анодным заземлениям (I₁; I₂;…I_n).

9.8 Подтверждением оптимальных режимов УКЗ является достижение величины поляризационных потенциалов нормируемых значений.

9.9 По результатам обследования формируются рекомендации, содержащие:

- оптимальные режимы УКЗ КС;

- аварийные режимы УКЗ КС.

9.10 В случае невозможности реализации защитных потенциалов формируют мероприятия или комплекс мероприятий по реконструкции системы ЭХЗ, включающие:

- рекомендации по реконструкции средств ЭХЗ: ремонт или дополнительная установка глубинных или распределенных AЗ, увеличение мощности (замена) СКЗ;

- рекомендации по установке дополнительных УКЗ;

- мероприятия по реализации раздельной защиты коммуникаций КС (установка ВЭИ);

- мероприятия по ремонту контура защитного заземления электрооборудования с применением оцинкованных материалов;

- рекомендации по выборочному ремонту изоляционного покрытия с перечнем участков ремонта (дефектная ведомость) и указанием вида и объемов ремонтных работ.

Приложение А
(справочное)

Номограмма для определения количества точек измерения потенциалов

Рисунок А.1 - Номограмма для определения точек измерения потенциалов

Приложение Б
(рекомендуемое)

Типовые планы проведения измерений

Б.1 Типовые планы проведения измерений приведены в таблицах Б.1, Б.2, Б.3, Б.4 для соответствующего количества УКЗ. В строки таблиц вместо «+» и «-» вписываются значения верхнего и нижнего уровня варьирования соответствующей УКЗ.

Б.2 В случае если число УКЗ меньше, чем в соответствующей таблице, достаточно в таблице опустить лишние строки и столбцы.

Таблица Б.1 - План проведения измерений для КС с количеством УКЗ от 1 до 2

Таблица Б.2 - План поведения измерений для КС с количеством УКЗ от 3 до 6

Таблица Б.3 - План проведения измерений для КС с количеством УКЗ от 7 до 10

Таблица Б.4 - План проведения измерений для КС с количеством УКЗ от 11 до 14

Б.3 Если для зашиты коммуникаций КС используется 15 и более УКЗ, площадку КС следует разделить на две или более частей и планировать проведение измерений, как на независимых площадках. При этом, чтобы избежать смешения эффектов, желательно присваивать одноименные по планам номера установкам катодной защиты, расположенным на максимальном удалении друг от друга.

Приложение В
(рекомендуемое)

Форма акта шурфовки

Библиография

 

Ключевые слова: электрохимическая зашита, компрессорная станция, технологический трубопровод