---

Измерениепровел

Проверку провел

А.2 Определение удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях

А.2.1 Отбор проб

Для определения удельного электрического сопротивления грунта отбирают пробы грунтов в шурфах, сква­жинах и траншеях из слоев, расположенных на глубине прокладки сооружения, с интервалами от 50 до 200 м на рас­стоянии от 0,5 до 0,7 м от боковой стенки трубы. Для пробы берут от 1,5 до 2 кг грунта, удаляют твердые включения размером более 3 мм. Отобранную пробу помещают в полиэтиленовый пакет и снабжают паспортом, в котором ука­зывают номера объекта и пробы, место и глубину отбора пробы.

Е

1 — миллиамперметр; 2 — источник тока; 3 — вольт­метр; 4 — измерительная ячейка размерами a, b; h (см. А.2.2); А и В — внешние электроды; Mvi N — внутрен­ние электроды

сли уровень грунтовых вод выше глубины отбора проб, отбирают грунтовый электролит объемом от 200 до 300 см³ и помещают в герметически закрывающуюся емкость, которую маркируют и снабжают паспортом.

А.2.2 Средства контроля и вспомогательные уст­ройства

И

Рисунок А.2 — Схема установки для определения
удельного электрического сопротивления грунта
в лабораторных условиях

сточник постоянного или низкочастотного переменного тока любого типа.

Миллиамперметр любого типа класса точности не ниже 1,5 с диапазонами 200 или 500 мА.

Вольтметрлюбоготипа с внутренним сопротивлением не менее 1 МОм.

Допускается использовать специальные приборы.

Ячейка прямоугольной формы внутренними размерами а = 100 мм; b = 45 мм; h = 45 мм (см. рисунок А.2) из диэлектри­ческого материала (стекло, фарфор, пластмасса) или стали с внутренней футеровкой изоляционным материалом.

Электроды внешние (А, В) размером 44 х40 мм (40 мм — высота электрода) в виде прямоугольных пластин (из углеро­дистой или нержавеющей стали) с ножкой, к которой крепят или припаивают проводник-токоподвод. Одну сторону каждой пластины, которая примыкает к торцовой поверхности ячейки, изолируют.

Электроды внутренние (М, N) из медной проволоки или стержня диаметром от 1 до 3 мм и длиной на 10 мм больше высоты ячейки.

Шкурка шлифовальная зернистостью 40 (или менее) по ГОСТ 6456.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Ацетон по ГОСТ 2768.

А.2.3 Подготовка к измерению

Отобранную пробу песчаных грунтов смачивают до полного влагонасыщения, а глинистых — до достижения мягкопластичного состояния. Если уровень грунтовых вод ниже уровня отбора проб, смачивание проводят дистил­лированной водой, а если выше — грунтовой водой.

Электроды зачищают шлифовальной шкуркой, обезжиривают ацетоном и промывают дистиллированной водой. Внешние электроды устанавливают вплотную к внутренним торцовым поверхностям ячейки. При сборе ячейки пластины размещают друг к другу неизолированными сторонами. Затем в ячейку помещают грунт, послойно утрамбовывая его. Высота грунта должна быть на 4 мм менее высоты ячейки. Устанавливают внутренние электро­ды вертикально, опуская ихдо дна по центральной линии ячейки нарасстоянии50ммдруготдругаи25мм — от тор­цовых стенок ячейки.

А.2.4 Проведение измерений

Удельное электрическое сопротивление грунта определяют по четырехэлектродной схеме на постоянном или низкочастотном переменном токе (рисунок А.2). Внешние электроды с одинаковой площадью рабочей повер­хности 5_р поляризуют током определенной силы Z| и измеряют падение напряжения V_y между двумя внутренними электродами при расстоянии между ними.

А.2.5 Обработка результатов измерения

А.2.5.1 Электрическое сопротивление грунта Ом, вычисляют по формуле

(А.2)

где И| — падение напряжения между двумя внутренними электродами, В; Ц — сила тока в ячейке, А.

П

^01

римечание — При отсутствии тока разность потенциалов между двумя внутренними электродами У₀₁ может отличаться от нуля в пределах от 10 до 30 мВ, тогда для расчета электрического сопротивления грунта ис­пользуют формулу

(А.З)

А

(А.4)

.2.5.2 Удельное электрическое сопротивление грунта р, Ом • м, вычисляют по формуле

'Т.Л^р

^{р =} ~1

где Я_г д — электрическое сопротивление грунта, рассчитанное по формуле (А.2 или А.З), Ом, 5_р — площадь поверхности рабочего электрода, м², 4/TV— расстояние между внутренними электродами, м.

При использовании специальных приборов измерения при определении электрического сопротивления грун­та проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

А.2.6 Оформление результатов измерений

Результаты измерений и расчетов заносят в протокол по форме А.2.

Форма А.2 Протокол определения удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях

Измерения провел

«»год

Приложение Б
(справочное)

Определение средней плотности катодного тока

Сущность метода заключается в определении средней плотности катодного тока, необходимого для смеще­ния потенциала стали в грунте на 100 мВ отрицательнее потенциала коррозии.

Б.1 Отбор проб — поА.2.1 приложения А.

Б.2 Средства контроля и вспомогательные устройства

Источник постоянного тока любого типа

Миллиамперметр с верхним пределом измерения 1 мА или микроамперметр с пределом измерения 200 или 500 мкА, класс точности не ниже 1,5.

Вольтметр любого типа с пределом измерений 1 В и внутренним сопротивлением не менее 1 МОм.

Сопротивление регулировочное.

Прерыватель тока.

Допускается использовать специальные приборы, которые обеспечивают автоматическое смещение потен­циала от потенциала коррозии и поддерживают его на заданном уровне в течение опыта.

Ячейка прямоугольной формы размером 70 х70 х 100 мм из диэлектрического материала (стекло, фарфор, пластмасса и т.д.) вместимостью от 0,5 до 1 дм³.

Электрод рабочий, представляющий прямоугольную пластину из стали марки СтЮ по ГОСТ 1050 толщиной от 1,5 до 2 мм, размером 50 х20 мм и рабочей поверхностью 10 см² (0,001 м²).

Электрод вспомогательный из стали марки СтЮ по ГОСТ 1050 или другой углеродистой стали, по форме и размерам аналогичный рабочему электроду.

Одну поверхность рабочего, а также вспомогательного электродов и токоотводы от них изолируют мастикой.

Электрод сравнения — насыщенный медносульфатный, хлоридсеребряный, каломельный и т.д.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Б.З Подготовка к измерениям

Отобранную пробу загружают в ячейку, сохраняя естественную влажность грунта. Если при хранении проб после их отбора возможно изменение естественной влажности грунта, определяют влажность отобранной пробы по ГОСТ 5180. Перед испытанием вновь определяют влажность пробы грунта и доводят ее до естественной с помощью дистиллированной воды.

На дно ячейки насыпают на высоту 20 мм грунт и уплотняют. Рабочий и вспомогательный электроды устанав­ливают вертикально неизолированными поверхностями друг к другу на расстоянии 3—4 см. Затем грунт укладыва­ют в ячейку послойно (один—три слоя) с последовательным трамбованием слоев, добиваясь максимально возможного уплотнения. Расстояние от верхней кромки рабочего электрода до поверхности грунта — 50 мм. Элек­трод сравнения устанавливают сверху ячейки в грунт, заглубляя его на 1,0—1,5 см.

Одним и тем же грунтом заполняют три ячейки и параллельно выполняют три измерения силы катодного тока /_к в микроамперметрах в каждой ячейке.

С обирают установку по схеме, приведенной на рисунке Б.1, с использованием прерывателя тока и вольтмет­ра или с использованием специального прибора, включающего в себя прерыватель тока.

1 — миллиамперметр; 2 — регулируемое сопротивление; 3 — источник постоянного тока; 4 — вольтметр; 5 — преры­ватель тока с клеммами для подключения электродов: Т-вспомогательного, Э.С — сравнения, D — рабочего; 6 — ячейка; 7 — рабочий электрод; 8 — вспомогательный электрод; 9 — электрод сравнения

Рисунок Б.1—Схема установки для определения
плотности катодного тока

Б.4 Проведение измерений

Рабочий электрод выдерживают в грунте до включения поляризации от 15 до 20 мин и измеряют его потенциал коррозии относительно электрода сравнения.

Катодную поляризацию осуществляют, подключая рабочий электрод к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а вспомогательный электрод — к положительному. Потенциал электрода смещают на 100 мВ отрицательнее его стационарного потенциала, исключая омическую составляющую из измеряемого потенциала рабочего электрода Е[ в милливольтах, путем разрыва цепи в момент измерения.

Измеряют силу тока /_к в микроамперах. Если сила тока /_к постоянна или уменьшается во времени, то дли­тельность поляризации составляет 15 мин, в течение которых измеряют и записывают три - четыре значения /_к и соответствующее время измерения t. Если сила тока во времени растет, то измеряют и записывают /_к пять - шесть раз в течение 40 мин или в более короткий промежуток времени. Сила тока более 200 мкА (2x10^-4 А) с учетом рабо­чей поверхности электрода 10 см² характеризует высокую коррозионную агрессивность грунта.

Последнее значение силы тока в каждой ячейке берут для вычисления среднеарифметического значения силы катодного тока /_{к ср} по результатам параллельных измерений в трех ячейках и последующего определения средней плотности катодного тока /_к.

Б.5 Обработка результатов измерений

С

(Б.1)

реднюю плотность катодного тока /_к, А, вычисляют по формуле . _ А. ср

“ 0,001 ’

где 1_{К ср}— среднеарифметическое значение силы катодного тока по результатам измерений в трех параллель­ных ячейках, А;

0,001 — площадь поверхности рабочего электрода, м².

Б.6 Оформление результатов измерения

Б.6.1 Результаты измерения заносят в протокол по форме Б.1.

Форма Б.1

Протокол
определения средней плотности катодного тока

Наименование города

Дата отбора проб «»г.

Измерения провел

Б.6.2 Результаты определения коррозионной агрессивности грунтов заносят в протокол по форме Б.2.

Форма Б.2

Протокол
результатов определения коррозионной агрессивности грунтов по отношению к стали

Приложения

1. План (схема) трассы трубопровода.

2. Протоколы измерений (форма Б.1).

Приложение В

(справочное)

Определение биокоррозионной агрессивности грунта

• окраска грунта (сероватые, зеленоватые и сизые тона указывают на анаэробную обстановку при избыточ­ном увлажнении и преобладание восстановленных форм железа, алюминия, марганца);

• наличие в грунте восстановленных соединений серы, являющихся продуктами жизнедеятельности суль- фатвосстанавливающих бактерий.