---

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 45 мм х 45 мм х 100 мм 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 50 мм х 20 мм і робочою поверхнею 10 см² (0,001 м²)

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 50 м до 200 м на відстані від 0,5 м до 0,7 м від бокової стінки труби. Для проби беруть від 1,5 кг до 2,0 кг ґрунту, видаляють з нього тверді включення розміром більше 3 мм.

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 20 мм укладають ґрунт і утрамбовують його. Робочий і допоміжний електроди установлюють вертикально неізольованими поверхнями один до одного на відстані від 3 см до 4 см.

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 50 мм. Електрод порівняння встановлюють зверху комірки в ґрунт на глибину від 1,0 см до 1,5 см.

Одним і тим ґрунтом заповнюють три комірки і паралельно виконують три вимірювання сили катодного струму І_к, 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 І_к вимірюють кілька разів за весь період поляризації робочого електрода при потенціалі на 100 мВ від'ємніше стаціонарного потенціалу, що дозволяє визначити характер зміни І_к в часі. Останнє значення І_к використовують для визначення середнього значення . Якщо І_к постійна чи зменшується в часі, то тривалість поляризації складає від 10 хв до 15 хв, протягом яких вимірюють і записують І_к три-чотири рази.

Якщо сила струму в часі зростає, то вимірюють і записують І_к 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 j_к.

Б.1.5 Обробка результатів

Б.1.5.1 Середню густину струму j_к, 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

Б.2.1 Сутність методу

Сутність методу полягає у визначенні напрямку катодного, знакозмінного чи анодного струму, що стікає з трубопроводу в ґрунт або натікає на трубопровід, і густини струму на зовнішній поверхні підземного газопроводу для оцінки стану корозії сталевої труби в ґрунті.

Б.2.2 Засоби контролю і допоміжні пристрої

Міліамперметр чи мультиметр (клас точності 1,5 або нижче) реєструючого типу з фіксацією мінімальних і максимальних значень і шкалою вимірювань постійного струму в границях від 0,01 мА до 320,0 мА.

Допоміжний електрод у вигляді прямокутної пластини зі сталі Ст3 чи такої, що відповідає матеріалу сталевої труби, розмірами 100 мм х 100 мм і товщиною від 1,5 мм до 2,0 мм. Одна поверхня електрода та струмовідвід від нього повинні бути ізольовані. Допоміжний електрод може бути у вигляді сталевого загостреного стрижня довжиною від 350 мм до 400 мм і діаметром від 15 мм до 20 мм. Робоча поверхня допоміжного електрода повинна мати площу 100 см² та відповідну позначку

Комплект з'єднувальних проводів перетином від 1,5 мм² до 2,5 мм²

Б.2.3 Підготовка до вимірювань

Б.2.3.1 Збирають установку за схемою, наведеною на рисунку Б.2.

Б.2.3.2 До клеми "+" вимірювального приладу в режимі вимірювань постійного струму (шкала мА) підключають допоміжний електрод 2, а до клеми "-" чи нейтральної підключають газопровід 1 (робочий електрод), на якому проводяться вимірювання.

Б.2.3.3 Перед встановленням допоміжного електроду на місце вимірювань знімають верхній шар ґрунту на глибину від 5 см до 15 см. Пластинчатий електрод укладають на розкритий ґрунт робочою поверхнею до низу, засипають вибраним ґрунтом та ущільнюють. Стрижневий електрод забивають в землю на глибину до позначки, що відповідає поверхні контакту електрода з ґрунтом, рівній 0,01 м². Електрод розміщують безпосередньо над подовжньою віссю газопроводу.

Б.2.4. Проведення вимірювань

Б.2.4.1 Допоміжний електрод, встановлений в ґрунт, витримують протягом від 10 хв до 15 хв до включення вимірювального приладу. Після цього в режимі реєстрації мінімальних і максимальних показів міліамперметром (мультиметром) проводять вимірювання.

Час вимірювань встановлюється програмою вишукувальних робіт, але не менше 10 хв в кожному місці вимірювань. Якщо зафіксовані приладом мінімальні і максимальні значення продовжують змінюватись, час вимірювань треба збільшити до моменту стабілізації зафіксованих приладом показів.

Б.2.5. Обробка результатів

Б.2.5.1 Знак "+", зафіксованих приладом показів, вказує на те, що струм натікає на зовнішню поверхню підземного газопроводу (і допоміжного електрода), а газопровід є катодом відносно навколишнього середовища (землі). Знак "-", зафіксованих приладом показів, вказує на те, що струм стікає із зовнішньої поверхні підземного газопроводу (і допоміжного електрода), а газопровід є анодом відносно навколишнього середовища (землі) і наражається на корозійну небезпеку (рисунок Б.3).

Б.2.5.2 Густину виміряного струму j_вим, мА/м², обчислюють за формулою:

(Б.2)

Де (,) – виміряна (максимальна чи мінімальна) сила електричного струму, мА, зафіксована реєструючим приладом під час вимірювань з відповідним знаком;

S – площа поверхні допоміжного електроду, що дорівнює 0,01 м².

Б.2.5.3. Оцінку стану захисту газопроводу від корозії проводять за густиною катодного струму. Задовільним вважається стан, при якому мінімальна величина густини катодного струму становить:

• не менше 0,05А/м² при низькій корозійній агресивності ґрунтів, в яких проходить газопровід;

• від 0,05 А/м² до 0,2 А/м² при середній корозійній агресивності ґрунтів;

• більше 0,2 А/м² при високій корозійній агресивності ґрунтів.

Величина максимальної густини катодного струму газопроводу, що захищається, залежить від необхідності забезпечення певної зони захисту та межі захисного потенціалу і економічної доцільності.

Додаток В

(довідковий)

Вимірювання поляризаційних потенціалів підземних трубопроводів та різниці потенціалів "трубопровід – земля" і "рейка – земля"

В.1 Вимірювання поляризаційних потенціалів підземних трубопроводів

В.1.1 Сутність методу

В.1.1.1 Метод полягає у вимірюванні різниці потенціалів між підземним трубопроводом і землею. Методика застосовується при прокладанні трубопроводів в ґрунтах з питомим електричним опором не більше 150 Ом^.м.

В.1.1.2 Поляризаційний потенціал ПССГ вимірюють у спеціальних контрольно-вимірювальних пунктах, обладнаних мідносульфатним електродом тривалої дії з датчиком потенціалу – допоміжним сталевим електродом, або на нестаціонарних контрольно-вимірювальних пунктах за допомогою переносного мідносульфатного електрода порівняння з датчиком потенціалу – допоміжним сталевим електродом.

В.1.2 Засоби контролю і допоміжні пристрої

Вольтметр з внутрішнім опором не менше 20 кОм на 1В шкали

Переривач з запам'ятовуючою ємністю (типу ПТ-1) або вольтметр з переривачем струму типу 43313

Переривач струму повинен забезпечувати поперемінну комутацію електричних кіл "датчик – трубопровід" і "датчик – електрод порівняння". Час комутації "датчик – електрод порівняння" повинен бути в межах від 0,2 мс до 0,5 мс, а "датчик – трубопровід" у межах від 5 мс до 10 мс

МЕП стаціонарний тривалої дії з датчиком електрохімічного потенціалу

Датчик потенціалу – сталева пластина розміром 25 мм х 25 мм, ізольована з однієї сторони і закріплена цією стороною на електроді порівняння

В.1.3 Підготовка до вимірювань

Стаціонарний електрод з датчиком потенціалу встановлюють на КВП таким чином, щоб дно корпуса і датчик знаходилися на рівні нижньої утворюючої трубопроводу і на відстані від 50 мм до 100 мм від його бокової поверхні, при цьому площина датчика повинна бути перпендикулярна осі трубопроводу.

В.1.4 Проведення вимірювань

В.1.4.1 Вимірювання поляризаційних потенціалів за допомогою переривача струму (рисунок В.1) виконують у такій послідовності:

• до відповідних клем переривача струму 4 приєднують з'єднувальні провідники 2 від трубопроводу 1, датчика 6, електрода порівняння 5 і вольтметра постійного струму 3;

• вмикають переривач струму;

• через 10 хв після вмикання переривача виконують вимірювання поляризаційних потенціалів з інтервалом 5 с.