А.1.3.5 Для врахування сезонних коливань величини електроопору отримані під час вимірювання дані необхідно привести до періоду найменшого значення опору застосуванням сезонного коефіцієнта електроопору ґрунтів Кг (таблиця А.1).
Таблиця А.1 – Значення сезонного коефіцієнта електроопору ґрунтів Кг
|
Місяць року, в якому проведено вимірювання електроопору |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Значення мінімального сезонного коефіцієнта електроопору грунтів |
0,83 |
0,91 |
1,00 |
0,83 |
0,77 |
0,64 |
0,57 |
0,64 |
0,59 |
0,67 |
0,77 |
0,74 |
A.1.4 Обробка результатів
Величину питомого електричного опору ґрунту , Ом.м, обчислюють за формулою:
(А.1)
де – відстань між електродами, яка приймається однаковою і рівною глибині прокладання ПССГ, м;
R – значення електричного опору, виміряне приладом, Ом.
1 – електрод; 2 – вимірювач опору
Рисунок А.1 – Схема визначення питомого електричного опору ґрунту
A.2 Визначення питомого електричного опору ґрунту в лабораторних умовах
А.2.1 Сутність методу
Питомий електричний опір ґрунту за цією методикою визначають на зразках, відібраних на трасі прокладання газопроводу.
А.2.2 Вимоги до зразків
Зразками для визначення питомого електричного опору ґрунту є проби ґрунтів, які відбирають у шурфах, свердловинах і траншеях з шарів, які розташовані на глибині прокладання споруди з інтервалами від до на відстані від до від бокової стінки труби. Для проби беруть від до ґрунту, видаляють тверді включення розміром більше ніж . Відібрану пробу поміщають у поліетиленовий пакет і надають паспорт, в якому вказують номер об'єкту і проби, місце та глибину відбору проби.
Якщо рівень ґрунтових вод вище глибини відбору проб, слід відібрати ґрунтовий електроліт об'ємом від 200 см3 до 300 см3 і помістити в ємність, що герметично закривається, яку маркують і надають паспорт.
А.2.3 Засоби контролю і допоміжні пристрої
Джерело регульованого струму
Міліамперметр будь-якого типу з класом точності 1,5 або нижче з діапазонами 200 мА, 500 мА
Вольтметр з внутрішнім опором не менше 1 МОм
Комірка прямокутної форми з внутрішніми розмірами х х з матеріалу з діелектричними властивостями (скло, порцеляна, пластмаса тощо) або зі сталі з внутрішньою футеровкою ізоляційним матеріалом.
Електроди зовнішні у вигляді прямокутних пластин з вуглецевої або нержавіючої сталі висотою і шириною з ніжкою, до якої приєднують провідник-токопідвід. Одну сторону кожної пластини ізолюють. При збиранні комірки пластини повинні бути повернуті одна до одної неізольованими сторонами.
Електроди внутрішні з мідного дроту або стрижня діаметром від до і довжиною більше висоти комірки
Шкурка шліфувальна зернистістю 40 (або менше) згідно з ГОСТ 6456
Вода дистильована згідно з ГОСТ 6709
Ацетон згідно з ГОСТ 2769
А.2.4 Підготовка до вимірювань
А.2.4.1 Відібрану пробу піщаних ґрунтів змочують до повного вологонасичення, а глинистих – до досягнення м'якопластичного стану. Якщо рівень ґрунтових вод нижче рівня відбору проб, змочування проводять дистильованою водою, а якщо вище – ґрунтовою водою. Збирають установку згідно зі схемою, зображеною на рисунку А.2.
Електроди 5 зачищують шкуркою шліфувальною згідно з ГОСТ 6456 зернистістю 40 та менше, знежирюють ацетоном, промивають дистильованою водою і встановлюють упритул до торцевих поверхонь в середині комірки. У комірку укладають ґрунт шарами, трамбуючи його на висоту менше висоти комірки на .
А.2.4.2 Електроди 6 попередньо обробляють таким же чином, як електроди 5, і встановлюють в ґрунт вертикально, опускаючи їх до дна по центральній лінії комірки на відстані один від одного і від торцевих стінок комірки.
|
|
|
1 – міліамперметр; 2 – джерело регульованого струму; 3 – вольтметр; 4 – вимірювальна комірка; 5 – зовнішні електроди; 6 – внутрішні електроди |
|
Рисунок А.2 – Схема установки для визначення питомого електричного опору ґрунту в лабораторних умовах |
А.2.5 Проведення вимірювань
А.2.5.1 Вимірювання проводять за чотирьохелектродною схемою на постійному або низькочастотному змінному струмі.
А.2.5.2 Електроди 5 підключають до джерела струму. Встановлюють вибране значення сили струму (І) і вимірюють різницю потенціалів (Е) між електродами 6. Вимірювання проводять при трьох різних значеннях сили струму І1<І2<І3, наприклад, А, А, А.
А.2.5.3 При роботі на постійному струмі змінюють полярність електродів 5 та повторюють вимірювання.
А.2.6 Обробка результатів вимірювань
А.2.6.1 Електричний опір ґрунту, Ri, Ом, обчислюють за формулою:
(А.2)
де Еі – різниця потенціалів між внутрішніми електродами, В;
Іі – сила струму в комірці, А.
А.2.6.2 Середнє значення опору ґрунту визначають за формулою:
(А.3)
де n – число вимірювань.
Примітка. При відсутності струму різниця потенціалів між електродами 6 (Uо) може відрізнятися від нуля на 10 мВ – 30 мВ. В таких випадках при розрахунках слід використовувати формулу:
(А.4)
А.2.6.3 Питомий електричний опір ґрунту , Ом•м, обчислюють за формулою:
(А.5)
де S – площа поверхні однієї сторони робочого електроду ;
l – відстань між електродами .
Для комірки з наведеними вище розмірами електродів 5 і відстанню між електродами 6
А.3 Визначення опору розтіканню струму анодних та захисних заземлень
А.3.1 Сутність методу
Опір розтіканню струму анодного та захисного заземлень визначають безпосередньо на місцевості за допомогою вимірювачів опору.
А.3.2 Засоби контролю і допоміжні пристрої
Вимірювач опору М-416, Ф-416, Ф 4103-М1 "TELUROHM C.A.2" та інші з класом точності 2,5
Електроди сталеві (вимірювальний (зонд) і живильний електроди) діаметром не менше
В якості електродів може бути використана сталева арматура, сталеві косинці тощо.
Натрій хлористий (NaCl) – згідно з ГОСТ 4233
А.3.3 Проведення вимірювань
А.3.3.1 Вимірювання опору розтіканню струму анодних та захисних заземлень виконується за двохелектродною схемою (рисунок А.3). На час проведення вимірювання дренажний кабель 6, прокладений до анодного заземлення 1, необхідно від'єднати від установки ЕХЗ.
Вимірювач опору потрібно встановлювати в безпосередній близькості від анодного або захисного заземлення горизонтально на твердій основі. Сталеві електроди потрібно розташовувати по одній прямій на глибині не менше .
А.3.3.2 Затискачі І1 та Е1 приладу, замкнуті перемичкою, приєднують до заземлення. До затискачів Е2 і І2 приєднують зонд 4 та живильні електроди 5.
А.3.3.3 У випадку одиночного заземлювача або зосередженого заземлення відстань між випробуваним заземлювачем і зондом повинна бути не менше , а між зондом і живильним електродом не менше .
А.3.3.4 Для складних заземлювачів, виконаних у вигляді контуру з протяжним периметром, відстань між контуром і зондом повинна складати 5 максимальних розмірів контура, а живильний електрод повинен бути віднесений від зонду на .
А.3.3.5 При проведенні вимірювань опору розтіканню струму анодних та захисних заземлень в сухих ґрунтах місце забивання електродів рекомендується зволожити насиченим розчином натрію хлористого.
А.3.3.6 Чисельне значення опору розтіканню струму анодного або захисного заземлення визначається безпосередньо за шкалою вимірювального приладу 3 (рисунок А.3).
|
|
|
1 – анодне або захисне заземлення; 2 – КВП; 3 – вимірювач опору; 4 – вимірювальний електрод (зонд); 5 – живильний електрод; 6 – дренажний кабель |
|
Рисунок А.3 – Вимірювання опору розтіканню струму анодного та захисного заземлень |
Додаток Б
(довідковий)
Визначення середньої густини катодного струму
Б.1 Визначення середньої густини катодного струму в лабораторних умовах
Б.1.1 Сутність методу
Сутність методу полягає у визначенні густини катодного струму, необхідної для зміщення потенціалу на 100 мВ від'ємніше потенціалу корозії сталі в ґрунті.
Б.1.2 Засоби контролю і допоміжні пристрої
Джерело постійного струму
Міліамперметр з верхньою границею вимірювання 1 мА або мікроамперметр з границею вимірювання 200 мА або 500 мА (клас точності 1,5 або нижче)
Вольтметр будь-якого типу з границею вимірювання 1 В із внутрішнім опором не менше 1 МОм
Переривач струму або вимірювальний прилад, що містить переривач струму
Резистор регулюючий
Комірка прямокутної форми розміром х х з матеріалу з діелектричними властивостями (скло, порцеляна, пластмаса тощо) місткістю від 0,5 дм3 до 1,0 дм3
Електрод робочий, що представляє собою прямокутну пластину зі сталі Ст3 товщиною від 1,5 мм до 2,0 мм, розмірами х і робочою поверхнею 10 см2 ()
Електрод допоміжний зі сталі Ст3 чи такої, що відповідає матеріалу сталевої труби, аналогічний за формою і розмірами робочому.
Одна поверхня робочого і допоміжного електрода та струмовідводи від них повинні бути ізольовані мастикою
Електрод порівняння – насичений мідносульфатний, хлорсрібний тощо
Вода дистильована згідно з ГОСТ 6709
Б.1.3 Підготовка до вимірювань
Б.1.3.1 Для визначення густини катодного струму відбираються проби ґрунтів у шурфах, свердловинах, траншеях, що розміщені на глибині прокладання трубопроводу з інтервалами від до на відстані від до від бокової стінки труби. Для проби беруть від до ґрунту, видаляють з нього тверді включення розміром більше .
Б.1.3.2 Відібрану пробу вкладають у поліетиленовий пакет і забезпечують паспортом, де вказують назву об'єкта і номер проби, місце і глибину відбору проби.
Б.1.3.3 Збирають установку за схемою, наведеною на рисунку Б.1, з використанням переривача струму і вольтметра (а) чи приладу, що містить в собі переривач струму (б). Відібрану згідно з ГОСТ 5180 пробу ґрунту завантажують в комірку, зберігаючи її природну вологість. Якщо при зберіганні проб після їх відбору можлива зміна природної вологості ґрунту, визначають вологість відібраної проби згідно з ГОСТ 5180. Перед випробуванням визначають вологість проби і доводять її до природної за допомогою дистильованої води.
На дно комірки на висоту укладають ґрунт і утрамбовують його. Робочий і допоміжний електроди установлюють вертикально неізольованими поверхнями один до одного на відстані від до .
|
|
|
а) схема з використанням переривача струму і вольтметра; б) схема з використанням приладу, що містить переривач струму |
|
1 – міліамперметр; 2 – регульований резистор; 3 – джерело живлення; 4 – вольтметр;5 – переривач струму; 6 – комірка; 7 – робочий електрод; 8 – допоміжний електрод; 9 – електрод порівняння |
|
Рисунок Б.1 – Схеми установок для визначення густини катодного струму |
Далі ґрунт укладають в комірку шарами (один – три шари) з послідовним трамбуванням шарів, домагаючись максимально можливого ущільнення. Відстань від верхівки робочого електрода до поверхні ґрунту повинна бути . Електрод порівняння встановлюють зверху комірки в ґрунт на глибину від до .
Одним і тим ґрунтом заповнюють три комірки і паралельно виконують три вимірювання сили катодного струму Ік, мкА, в кожній комірці.
Б.1.4 Проведення вимірювань
Б.1.4.1 Робочий електрод витримують в ґрунті до включення поляризації від 15 хв до 20 хв і вимірюють його потенціал корозії щодо електрода порівняння.
Катодну поляризацію робочого електрода виконують, підключаючи його до негативного полюса джерела постійного струму, а допоміжний електрод – до позитивного полюса. Потенціал робочого електрода зміщають на 100 мВ від'ємніше його стаціонарного потенціалу, виключаючи омічну складову з виміряного потенціалу робочого електроду Е, мВ, шляхом розриву кола в момент вимірювання.
Б.1.4.2 Силу струму Ік вимірюють кілька разів за весь період поляризації робочого електрода при потенціалі на 100 мВ від'ємніше стаціонарного потенціалу, що дозволяє визначити характер зміни Ік в часі. Останнє значення Ік використовують для визначення середнього значення . Якщо Ік постійна чи зменшується в часі, то тривалість поляризації складає від 10 хв до 15 хв, протягом яких вимірюють і записують Ік три-чотири рази.
Якщо сила струму в часі зростає, то вимірюють і записують Ік 5-6 разів; час поляризації складає 40 хв чи той проміжок часу, протягом якого густина струму перевищує 0,2 А/м2, що при рекомендованому розмірі поверхні робочого електрода S відповідає силі струму 2.10-4 А (200 мкА). Сила струму більша ніж 2.10-4 А характеризує високу корозійну агресивність ґрунту і інших середовищ, з якими контактує сталевий трубопровід.
Останнє значення сили струму в кожній комірці беруть для обчислення середнього арифметичного значення сили катодного струму за результатами паралельних вимірювань в трьох комірках та подальшого визначення середньої густини катодного струму jк.
Б.1.5 Обробка результатів
Б.1.5.1 Середню густину струму jк, А/м2, обчислюють за формулою:
(Б.1)
де – середнє значення сили струму за результатами вимірювань в трьох паралельних комірках, А;
S – площа поверхні робочого електроду, м2.
Б.1.5.2 Оцінка корозійної агресивності ґрунту або інших середовищ проводиться згідно з таблицею 1.
Б.2 Визначення густини катодного (знакозмінного, анодного) струму на підземних газопроводах в польових умовах
