трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии

 

Требования к качеству к антикоррозийной защиты тепловых сетей обусловлены тяжелыми условиями работы подземных тепловых сетей, особенно при переменном температурно-влажностном режиме, при котором большинство изоляционных материалов и конструкций работает в увлажненном состоянии.

31. В качестве средств защиты от наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей, а также их элементов (участков сварных соединений, углов поворотов, тройников и др.), должны применяться защитные антикоррозионные покрытия, наносимые на внешнюю поверхность труб под тепловую изоляцию.

32. Для трубопроводов тепловых сетей, проложенных с использованием теплоизоляционных конструкций высокой заводской готовности (например, трубопроводов с изоляцией из пенополиуретана и трубой-оболочкой из полиэтилена высокой плотности, оборудованных системой оперативного дистанционного контроля (ОДК), сигнализирующей о повреждениях и наличии влаги в изоляции, а также для трубопроводов с другими видами теплоизоляционных конструкций, не уступающих указанной выше конструкции по эксплуатационным свойствам), защитные антикоррозионные покрытия не применяются.

33. При надземной прокладке для трубопроводов тепловых сетей должны применяться только защитные антикоррозионные покрытия.

34. Для трубопроводов тепловых сетей, транспортирующих пар, при подземной прокладке и наличии признаков опасности наружной коррозии (см. раздел 5 настоящей Типовой инструкции) кроме защитных антикоррозионных покрытий стальных труб должны предусматриваться средства электрохимической защиты для тех сетей, в которых могут быть разовые перерывы в подаче пара продолжительностью более одного месяца.

35. Выбор типа защитных антикоррозионных покрытий для трубопроводов тепловых сетей должен производиться по максимальной температуре теплоносителя с учетом способа прокладки тепловых сетей, вида тепловой изоляции, состояния защищаемой поверхности труб, располагаемых технологий ее подготовки, условий нанесения покрытия по рекомендациям, приведенным в разделах 5, 6 настоящей Типовой инструкции.

36. Электрохимическая защита (ЭХЗ) может осуществляться с помощью станций катодной защиты (СКЗ), электродренажных установок и гальванических анодов (протекторов). СКЗ и электродренажные установки могут применяться как для бесканальной, так и канальной прокладок тепловых сетей. В последнем случае при использовании СКЗ их анодные заземлители (AЗ) могут размещаться как за пределами каналов, так и непосредственно в каналах. Гальваническая (протекторная) защита может применяться только при канальной прокладке тепловых сетей с их размещением у дна канала или на поверхности трубопроводов. В случаях наличия защитных антикоррозионных покрытий, обладающих протекторными свойствами (например, металлизационного алюминиевого покрытия), ЭХЗ применяется лишь при опасном воздействии блуждающих постоянных токов или переменных токов (см. раздел 11 настоящей Типовой инструкции).

37. При подземной канальной прокладке тепловых сетей в зонах влияния блуждающих токов должны быть предусмотрены меры по увеличению переходного электрического сопротивления труб тепловых сетей путем электроизоляции трубопроводов от неподвижных и подвижных опор.

38. В целях ограничения натекания блуждающих токов на трубопроводы тепловых сетей на абонентских тепловых вводах объектов, являющихся источниками блуждающих токов (объекты трамвайной сети, метрополитена, электрифицированных железных дорог), должны быть установлены электроизолирующие фланцевые соединения (ЭФС).

39. На трубопроводах тепловых сетей с электрохимической защитой с помощью электродренажных и катодных установок должны быть предусмотрены стационарные контрольно - измерительные пункты (КИП) для контроля эффективности их действия.

40. Защита от коррозии стальных опорных строительных конструкций под трубопроводы тепловых сетей должна предусматриваться в соответствии с СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. - М.: Минстрой РФ, 1996 (п. 2.8.).

41. Независимо от коррозионных условий прокладки тепловых сетей должны предусматриваться средства ЭХЗ на трубопроводах тепловых сетей в местах прохода их через футляры.

3. Критерии (признаки) опасности наружной

 

42. Критерии (признаки) опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей обусловлены способом их прокладки, конструктивными особенностями и условиями эксплуатации, которые определяются на основании фактических данных о коррозионном состоянии металла труб, полученных при периодических осмотрах и техническом освидетельствовании в соответствии [8].

43. Для определения признаков опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей должны систематически приводиться осмотры поверхностей трубопроводов подземных тепловых сетей и измерительные работы для оценки коррозийной агрессивности грунтов и опасности действия блуждающих токов.

При осмотрах и измерительных работах должны быть выполнены следующие работы:

1) выявлено состояние каналов для установления наличия и уровня их затопления или заноса грунтом;

2) произведена оценка интенсивности коррозийных разрушений трубопроводов тепловых сетей на участках, где зафиксированы признаки опасности наружной коррозии трубопроводов;

3) выявлены участки тепловых сетей, проложенных бесканально, находящиеся в зоне грунтов высокой коррозийной агрессивности;

4) выявлены участки тепловых сетей, находящиеся в зоне опасного влияния блуждающих токов с определением основных источников блуждающих токов;

5) определен характер влияния установок ЭХЗ смежных подземных сооружений на тепловые сети, а также возможность совместной защиты трубопроводов тепловых сетей со смежными сооружениями;

6) проведена проверка эффективности мероприятий по снижению утечки тока с рельсовых путей электрифицированного транспорта, работающего на постоянном токе.

Примечание.

1. На участках трубопроводов, находящихся в тепловых камерах, смотровых колодцах, подвалах и т. д., критерии опасности коррозии те же, как и для трубопроводов канальной прокладки.

2. На трубопроводы тепловых сетей с пенополиуретановой тепловой изоляцией и трубой-оболочкой из жесткого полиэтилена (конструкция «труба в трубе») и аналогичной теплоизоляционной конструкцией на стыках труб, отводах и углах поворотов, имеющих действующую систему ОДК состояния изоляции трубопроводов, указанные критерии опасности коррозии не распространяются.

3. При наличии воды или грунта в канале, которые достигают изоляционной конструкции или поверхности трубопровода, опасное влияние блуждающего постоянного тока и переменного тока увеличивает скорость коррозии наружной поверхности трубопроводов, контактирующей с водой или грунтом заноса в канале.

44. Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистым и низколегированным сталям, из которых изготавливаются трубы тепловых сетей, характеризуется удельным электрическим сопротивлением грунта (УЭС), определенное в полевых и (или) лабораторных условиях, двумя показателями:

 
3.1. Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистым и низколегированным сталям

Таблица 1.

45. Возможность опасного влияния блуждающего постоянного тока на действующие подземные стальные трубопроводы тепловых сетей определяется по наличию изменяющегося по знаку и по величине смещения потенциала трубопровода по отношению к его стационарному потенциалу (знакопеременная зона) или по наличию только положительного смещения потенциала изменяющегося по величине (анодная зона). Для вновь сооружаемых теплопроводов оно определяется по наличию блуждающих токов в земле.

46. Возможность опасного влияния переменного тока на стальные подземные трубопроводы тепловых сетей определяется по смещению среднего значения потенциала трубопровода в отрицательную сторону не менее, чем на 10 мВ, по отношению к стационарному потенциалу, либо по наличию переменного тока плотностью более 1 мА/см² (10 А/м) на вспомогательном электроде.

47. Для подземных тепловых сетей, проложенных бесканально, признаками опасности наружной коррозии следует считать: коррозийную агрессивность грунтов, оцененную как «высокая»; опасное влияние постоянного и переменного блуждающих токов на трубопроводы тепловых сетей.

 

4. Определение опасности наружной коррозии

 

48. Для определения опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей должны систематически проводиться осмотры трубопроводов подземных тепловых сетей и электрические измерения для определения коррозионной агрессивности грунтов и опасного действия блуждающих токов.

49. Электрические измерения на тепловых сетях, находящихся в эксплуатации, должны производиться подразделением по защите от коррозии (ПЗК) организации, эксплуатирующие тепловые сети (ОЭТС). К этим работам могут привлекаться также специализированные организации.

50. Электрические измерения на трассах вновь сооружаемых и реконструируемых тепловых сетей должны производиться, как правило, организациями, разрабатывающими проект прокладки или капитального ремонта тепловых сетей, или специализированными организациями, разрабатывающими технические решения по защите тепловых сетей от наружной коррозии.

 

4.1. Определение коррозионной агрессивности грунтов

 

51. Измерения УЭС грунта производятся для выявления участков трассы тепловых сетей бесканальной прокладки в грунте с высокой коррозионной агрессивностью, а также для выбора типа, конструкции и расчета анодного заземлителя при необходимости ЭХЗ (катодной защиты) трубопроводов тепловых сетей.

52. Измерения УЭС грунтов могут производиться в полевых условиях на трассах тепловых сетей или в лабораторных условиях на предварительно отобранных пробах грунта.

53. Измерения УЭС грунтов на трассах действующих тепловых сетей в полевых условиях должны производиться вдоль трассы тепловой сети через каждые 100-200 м на расстоянии 2-4 м от ее оси.

54. Измерение УЭС должно производиться в период отсутствия промерзания грунта на глубине заложения трубопроводов тепловых сетей по четырехэлектродной схеме (рис. 1) с помощью измерителей сопротивления типа М-416, Ф-416, Ф 4103-М1, МС-08, аппаратуры ГУП «Парсек» или других приборов. В качестве электродов применяют стальные стержни длиной 250-350 мм и диаметром 15-20 мм.

55. Для определения УЭС грунта в лабораторных условиях необходимо произвести отбор и обработку проб испытываемого грунта.

На трассах вновь сооружаемых тепловых сетей УЭС грунта производится вдоль оси предполагаемой трассы через каждые 100-200 м.

Пробы грунта отбирают в шурфах, скважинах или траншеях из слоев, расположенных на глубине прокладки трубопроводов, с интервалом 50÷200 м на расстоянии 0,5÷0,7 м от боковой стенки труб. Для пробы берут 1,5÷2,0 кг грунта, удаляя твердые включения размером более 3 мм. Отобранную пробу помещают в полиэтиленовый пакет и снабжают паспортом, в котором указываются номера объекта и пробы, место и глубина отбора пробы.

56. УЭС грунта р (Ом·м) вычисляют по формуле:

Результаты измерения и расчетов заносят в протокол (Приложение 2).

Рисунок 1. - Схема определения удельного электрического

1 - стальные электроды; 2 - измерительный прибор

 

Расстояния между смежными электродами принимаются одинаковыми, глубина забивки электродов в грунт должна быть не более 1/20 расстояния между смежными электродами.

57. Для определения УЭС грунта в лабораторных условиях рекомендуется использовать специальные устройства и приборы, УЛПК-1 и АКГК. Приборы снабжены инструкцией по эксплуатации, ячейками, электродами, предназначенными для определения УЭС грунта.

58. Определение УЭС грунта в лабораторных условиях проводится по 4-х электродной схеме (рис. 2). Сущность метода в том, что внешние электроды с одинаковой площадью рабочей поверхности S поляризуют током определенной силы J и измеряют падение напряжения U на двух внутренних электродах при расстоянии L между ними. Если измерения проводят на постоянном токе, то используют 3 разных значения силы тока. Сопротивление грунта R рассчитывают по формуле:

 

R = U/J

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

1 - измерительная ячейка; 2 - внешние электроды; 3 - внутренние электроды;

4 - прибор для определения УЭС грунта (воды);

5 - клеммник для подключения к прибору соответствующих электродов.

Удельное электрическое сопротивление грунта ρ, Ом·м, вычисляют по формуле:

p = R(S/L),

 

Отобранную пробу песчаных грунтов смачивают до полного влагонасыщения, а глинистых грунтов - 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 ГОСТ 6456 [72] зернистостью 40 и менее, обезжиривают ацетоном, промывают дистиллированной водой. Внешние электроды устанавливают вплотную к торцевым поверхностям внутри ячейки. В ячейку укладывают грунт, послойно утрамбовывая его, на высоту меньше высоты ячейки на 4 мм. Затем устанавливают внутренние электроды вертикально, опуская их до дна по центральной линии ячейки на расстоянии 50 мм друг от друга и 25 мм от торцевых стенок ячейки.

59. Определение наличия блуждающих постоянных токов по трассе вновь сооружаемых теплопроводов при отсутствии проложенных смежных подземных металлических сооружений следует проводить, измеряя разность потенциалов между двумя точками земли через каждые 1000 м по двум взаимно перпендикулярным направлениям при разносе измерительных электродов на 100 м.

60. При наличии подземных металлических сооружений, проложенных вблизи трассы вновь сооружаемых теплопроводов на расстоянии не более 100 м, определение наличия блуждающих токов осуществляется путем измерения разности потенциалов между существующим сооружением и землей с шагом измерений не более 200 м.

61. Для измерения напряжения и силы тока используются показывающие и регистрирующие приборы классом точности не ниже 1,5. Следует применять вольтметры с внутренним сопротивлением не менее 200 кОм/В. Среди рекомендуемых приборов можно указать: ЭВ 2234; мультиметр цифровой специализированный 43313.1; прибор для измерения параметров установок защиты от коррозии подземных металлических сооружений ПКИ-02.

62. При измерениях используют переносные медно-сульфатные электроды сравнения (МЭС), которые подбирают так, чтобы разность потенциалов между двумя электродами не превышала 10 мВ, что должно быть определено в лабораторных условиях.

Переносной медно-сульфатный электрод сравнения (рис. 4) состоит из неметаллического полого корпуса с пористым дном и навинчивающейся крышкой с укрепленным в ней стержнем из красной меди. В корпус заливают насыщенный раствор медного купороса CuSО₄ · 5Н₂О.

При сборке переносных медносульфатных электродов необходимо:

1) очистить медный стержень от загрязнений и окисных пленок либо механически (наждачной бумагой), либо травлением азотной кислотой. После травления стержень тщательно промыть дистиллированной или кипяченой водой. Попадание кислоты в сосуд электрода недопустимо;

2) залить электрод насыщенным раствором чистого медного купороса в дистиллированной или кипяченой воде с добавлением кристаллов купороса. Заливать электроды следует за сутки до начала измерений. После заливки все электроды установить в один сосуд (стеклянный или эмалированный) с насыщенным раствором медного купороса так, чтобы пористое дно электродов было полностью погружено в раствор.

63. Измерения в каждом пункте должны проводиться не менее 10 мин с непрерывной регистрацией или с ручной записью результатов через каждые 10 сек (приложение 3).

В зоне блуждающих токов трамвая с частотой движения 15-20 пар в 1 ч измерения необходимо производить в часы утренней или вечерней пиковой нагрузки электротранспорта.

Примечание. При измерениях в зоне действия блуждающих токов и амплитуде колебаний разности потенциалов, превышающей 0,5 В, вместо медно-сульфатных могут быть использованы стальные электроды, аналогичные описанным в п. 54 настоящей Типовой инструкции.

В зоне влияния блуждающих токов электрифицированных железных дорог период измерения должен охватывать пусковые моменты и время прохождения электропоездов в обе стороны между двумя ближайшими станциями.

Рисунок 3. - Схема электрических измерений для обнаружения

1 - медно-сульфатные электроды сравнения; 2 - изолированные проводники;

pV - вольтметр; l - расстояние между электродами сравнения.

Рисунок 4. - Переносной медносульфатный электрод сравнения

4 - наконечник проводника; 5 - контактный зажим;

6 - полость, заполняемая насыщенным раствором медного купороса;

7 -нижняя крышка; 8 - пористое дно.

64. Если наибольший размах колебаний разности потенциалов (между наибольшим и наименьшим ее значениями) превышает 0,04 В, это характеризует наличие блуждающих токов (как в отсутствии, так и при наличии других подземных сооружений, проложенных вблизи трассы вновь сооружаемых теплопроводов).

 
4.3. Определение опасного влияния блуждающего постоянного