Размер (ширину) экрана следует выбирать так, чтобы не допустить перезащиты на границе металл - экран. При расположении анодов на расстоянии свыше 0,3 - от поверхности конструкции допускается защита без применения экранов.
3.10. Катодную защиту сороудерживающих решеток (СУР) в пресной воде средней или высокой минерализации (С = 300??1000 мг/л) допускается осуществлять с односторонней установкой анодов. При этом вертикальные или горизонтальные аноды следует располагать за плоскостью решетки и монтировать на каждой секции отдельно. При монтаже отдельные аноды секций соединяются надежными перемычками. Анод на всем протяжении решетки должен быть электрически непрерывным, кабельные перемычки - обеспечивать компенсацию уменьшения высоты решетки при посадке ее на дно и увеличение ее длины во время подъема. Соединение анодов на стыке двух секций должно быть разъемным. Аноды следует крепить к вертикальным или горизонтальным ригелям решетки через кронштейны-изоляторы. Пример такой установки анодов показан на рис. 5 рекомендуемого приложения 8.
Для сороудерживающих решеток, имеющих деревянную обшивку ригельной части, допускается располагать аноды на обшивке вертикальных ригелей через изолирующую (например, резиновую) прокладку.
При устройстве катодной защиты сороудерживающих решеток в маломинерализованной пресной воде (С = 100??200 мг/л) следует устанавливать вертикальные аноды с обеих сторон решетки. Пример такой установки приведен на рис. 6 рекомендуемого приложения 8.
При организации катодной защиты сороудерживающих решеток водозабора «корзинчатого» типа аноды следует располагать на разделительных бычках (рис. 7 рекомендуемого приложения 8).
3.11. При устройстве катодной защиты затворов водосливной плотины следует учитывать условия их эксплуатации. Для районов, где возможно оледенение затворов и образование толстого слоя льда, аноды следует располагать горизонтально или вертикально непосредственно на напорной стороне затвора. Рекомендуется устройство анодов в виде полос, укрепленных на электроизолирующем материале (рис. 1, 2 рекомендуемого приложения 8).
Для районов, где нет опасности оледенения, следует применять вертикальные аноды, расположенные на затворе и отнесенные от его поверхности на 0,2 - .
Допускаются различные варианты установки анодов (рис. 3, 8 рекомендуемого приложения. 8).
3.12. Катодную защиту турбинных затворов и затворов донных водосбросов следует осуществлять установкой анодов с напорной и безнапорной стороны.
Для достижения защитного потенциала внутри коробчатой структуры, ребра которой экранируют внутренние поверхности, аноды следует устанавливать в межригельном пространстве в виде труб, стержней или полос, пропущенных через отверстия в ригелях.
Плоскую сторону затвора следует защищать с помощью вертикальных или горизонтальных анодов, расположенных либо непосредственно на конструкции, либо укрепленных на бетонной стенке на расстоянии, обеспечивающем условия как защиты, так и нормальной эксплуатации затвора. Пример такой установки показан на рис. 9 рекомендуемого приложения 8.
3.13. Катодную защиту внутренней поверхности напорных трубопроводов следует осуществлять установкой протяженных по всей длине трубопроводов анодов, расположенных с равным интервалом по окружности внутри трубы. Вариант установки анодов приведен на рис. 10 рекомендуемого приложения 8.
3.14. При установке анодов для выполнения катодной защиты закладных частей пазов необходимо исходить из конструктивного исполнения пазов.
При наличии сплошной металлической коробчатой облицовки паза анод следует располагать по центру на расстоянии не менее «дна» паза - оптимальный вариант, обеспечивающий полную защиту. Если такое расположение анода вызывает трудности в эксплуатации оборудования, допустимо некоторое смещение анода от осевой линии или установка двух анодов в углах паза на равном расстоянии от «стенок» и «дна» паза.
Если паз не имеет сплошной металлической облицовки, следует установить два анода на расстоянии 0,3- от углов паза на бетонной стенке водовода. Аноды должны крепиться либо на кронштейнах на расстоянии 0,3- от бетона, либо непосредственно на бетонной стенке с использованием околоанодных экранов. Схема расположения анодов приведена на рис. 11 рекомендуемого приложения 8.
3.15. Проектирование механического оборудования, на котором предусматривается реализация катодной защиты, следует осуществлять в соответствии с рекомендуемым приложением 9.
Электрическое оборудование катодной защиты
3.16. Электрическое оборудование катодной защиты должно включать в себя источник постоянного тока, анодные системы, катод (защищаемая поверхность), соединительные линии (провода, кабели и т.п.) При защите нескольких конструкций от одного источника питания для регулировки тока в линиях в схему следует включить добавочные сопротивления (например, типа СД-210 или реостаты типа РСП). Автоматизированная установка, кроме того, должна включать датчик контроля потенциала защищаемой конструкции (электрод сравнения) и систему автоматического регулирования тока защиты. Примерная электрическая схема неавтоматизированной и автоматизированной системы приведена в рекомендуемом приложении 8 (рис. 12 и 10).
3.17. Для катодной защиты следует использовать серийно выпускаемые промышленностью источники тока, основные номинальные характеристики которых представлены в таблице обязательного приложения 10. Допускается также использование в качестве источников тока выпрямителей других типов и аккумуляторных батарей. Выбор источников тока следует производить по величине суммарного защитного тока, после чего по сопротивлению системы проверить достаточность выходного напряжения.
3.18. Электрические соединения элементов схемы защиты следует осуществлять посредством гибкого кабеля или провода в водостойкой резиновой или виниловой изоляции. Выбор сечения кабеля следует производить по величине тока защиты. Во избежание нарушения электрических контактов в точках подсоединения кабелей к конструкциям и анодным системам вследствие окисления и электрохимического растворения жил кабеля рекомендуется использовать кабели с медными жилами.
3.19. Электрические соединения кабеля с анодом следует производить с безнапорной стороны конструкции при условии выполнения обязательного требования надежности электрических контактов соединения и надежной изоляции их от воздействия воды и атмосферных осадков. Следует по возможности избегать подводных кабельных соединений. В тех случаях, когда они неизбежны, следует надежно изолировать места контактов, например, устанавливать вокруг них специальные кожухи, заполняемые при монтаже эпоксидной смолой, битумом или кабельной массой. Для повышения надежности системы целесообразно дублировать подводные контакты. Подключение катодного кабеля должно обеспечить надежный контакт с конструкцией и отвечать тем же требованиям, что и подключение анодного кабеля. При большой протяженности анодных систем или защищаемых конструкций подключение анодных и катодных кабелей должно быть осуществлено не реже чем через каждые .
3.20. Для повышения эффективности и экономичности работы системы катодной защиты следует использовать автоматизированные установки, позволяющие поддерживать в фиксированной точке поверхности заданный защитный потенциал. В обязательном порядке автоматизированные установки следует использовать для защиты конструкций и оборудования, работающего в переменных условиях (изменение уровня воды, скорости потока и т.п.).
Помимо серийно выпускаемых автоматизированных источников тока допускается использование других выпрямителей в сочетании с блоками автоматики любой конструкции, обеспечивающих работу защиты в режиме поддержания защитного потенциала в заданных пределах с точностью не менее 50 - 75 мВ.
Контроль параметров защиты, эксплуатация
3.21. Основным параметром, контролируемым при катодной защите, следует считать потенциал защищаемой поверхности.
Потенциал следует измерять с помощью высокоомного вольтметра постоянного тока с внутренним сопротивлением не менее 1 МОм, одна из клемм которого подключается к защищаемой конструкции, другая - к электроду сравнения - датчику контроля потенциала. Электрод сравнения должен быть погружен в воду как можно ближе к поверхности конструкции или установлен заподлицо с ней. При условии установки электрода сравнения на конструкции следует использовать хлорсеребряные электроды сравнения (ТУ 5-394-13127-77). Допускается использование электрода собственного изготовления (справочное приложение 11). При контроле потенциала переносным датчиком допускается использование насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения, способ изготовления которого приведен в справочном приложении 12.
3.22. В качестве датчиков автоматизированных систем катодной защиты следует использовать стационарно установленные хлорсеребряные электроды сравнения. Допускается использование переносных электродов сравнения.
3.23. Стационарные электроды следует также устанавливать на конструкциях, на которых затруднено измерение потенциалов переносными электродами сравнения. Электроды необходимо устанавливать в следующих основных точках: на линиях расчетного минимума потенциала (посередине между двумя анодами) - два электрода сравнения, один из которых служит датчиком автоматизированной системы; на линии расчетного максимума потенциала - напротив анода или у края экрана - один или два электрода (для контроля перезащиты).
При необходимости получения более подробной картины распределения потенциала допускается установка нескольких электродов в зоне между расчетным максимумом и минимумом потенциала. Допускается использование в качестве датчиков автоматизированных систем электродов в других характерных точках подводной поверхности. При этом следует производить корректировку задаваемых значений потенциала в данной точке из условий достижения минимального защитного потенциала в точках минимума. Не допускается установка датчиков автоматизированных систем на заведомо экранированных участках поверхности, где данная анодная система не может обеспечить защитный потенциал.
3.24. Для нормальной работы катодной защиты следует отрегулировать ее в момент пуска и осуществлять периодический контроль.
Регулировку (задание) параметров защиты в момент пуска следует осуществлять следующим образом:
а) включить источник питания и задать расчетный ток защиты;
б) через 2-3 ч после включения следует произвести замеры распределения защитного потенциала.
Замер потенциалов переносным электродом сравнения следует производить таким образом, чтобы было возможно построить кривые распределения потенциалов вдоль 2-3 перпендикулярных аноду линий (например, на 2-3 глубинах при вертикальной анодной системе). Каждую кривую следует строить на основании не менее трех измерений;
в) произвести регулировку тока защиты таким образом, чтобы расчетный потенциал был достигнут на всей поверхности конструкции. При этом потенциалы прилегающих к анодам участков поверхности не должны превышать допустимых значений.
Результаты всех измерений рекомендуется заносить в журнал контроля, форма записи которого дана в рекомендуемом Приложении 13;
г) через 2-3 суток после включения необходимо повторить операции б и в. В дальнейшем эти операции следует проводить 1 раз в 2 - 3 месяца;
д) после стабилизации режима защиты следует производить замеры тока и напряжения источников питания, а также потенциалов в характерных точках 1 раз в две недели;
е) корректировку параметров защиты в процессе эксплуатации следует производить в тех случаях, когда значения потенциалов в расчетных точках минимума отличаются от заданных на величину, превышающую 50 мВ;
ж) на каждую установку должен быть заведен паспорт, в котором отражены все конструктивные особенности установки, а также данные о точках замера потенциала, сведения о результатах проведенных исследований и т.д.
3.25. Техническое обслуживание источников тока защиты должно производиться в соответствии с инструкциями по их эксплуатации.
Все работы по техническому обслуживанию, регулировке, профилактике, осмотрам установок, измерению потенциалов и т.д. должны производиться эксплуатационным персоналом на основании годового графика профилактических работ, утвержденного главным инженером, в сроки, предусмотренные этим графиком.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
ТЕРМИНОЛОГИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Скорость коррозии, мм/год - приращение глубины коррозионного разрушения в единицу времени.
Стационарный электродный потенциал (потенциал коррозии) Uс, В - разность потенциалов между поверхностью металла и электродом сравнения при отсутствии поляризации внешним током.
Наиболее вероятные значения стационарных электродных потенциалов углеродистых и низколегированных сталей в пресной воде минус 0,350 ?? 0,050 В (по НВЭ).
Защитный потенциал Uзащ, В - потенциал поверхности металла при катодной защите.
Катодная поляризационная кривая - кривая, характеризующая изменение сдвига электродного потенциала металла ??U, В, в зависимости от величины поляризующей его плотности постоянного тока.
Удельная катодная поляризуемость b, Ом·м2 - отношение сдвига ??U к плотности тока, вызвавшего этот сдвиг, численно равное тангенсу угла наклона линеаризованного участка поляризационной кривой металла в диапазоне от стационарного электродного потенциала до потенциала, равного минус 0,550 В в данной среде и при данном состоянии поверхности металла.
Степень защиты Р, % - отношение разности скорости коррозии металла без защиты и с защитой к скорости коррозии металла без защиты.
Минимальный защитный потенциал , В - минимальный критерий защиты - потенциал поляризованной металлической поверхности, обеспечивающий заданную степень защиты.
