тепловых сетей канальной прокладки

 

205. Для гальванической защиты трубопроводов тепловых сетей канальной прокладки (с помощью протекторов) рекомендуется применять протекторы из магниевых сплавов, располагаемые в каналах, тепловых камерах или непосредственно на поверхности трубопроводов или теплоизоляционных конструкций.

206. Проектирование ЭХЗ вновь сооружаемых трубопроводов тепловых сетей бесканальной прокладки должно осуществляться одновременно с проектированием трубопроводов.

208. Расчет ЭХЗ может производиться по ведомственным методикам, основанным на статистическом материале (например, о защитных плотностях тока на единицу поверхности трубопровода), собранном эксплуатационными и проектными организациями.

209. Расчет ЭХЗ при совместной защите сооружений различного назначения может производиться в соответствии с рекомендациями, изложенными в приложении 12.

Методика основана на вычислении средней плотности защитного тока для всех сооружений на данной территории с учетом площади поверхности сооружений каждого типа, площади территории; среднего удельного сопротивления грунта. При использовании данной методики ток защитных установок и радиус их действия вычисляют по соответствующим формулам.

210. Исходными данными для выбора A3 является значение тока катодной защиты и среднее значение УЭС грунта на площадке, где предполагается разместить A3. Выбор оптимальных параметров A3 может производиться в соответствии с методикой, изложенной в приложении 12 [58].

211. Для вновь сооружаемых и реконструируемых тепловых сетей канальной и бесканальной прокладок в зоне влияния блуждающих токов должно предусматриваться применение диэлектрических подвижных и неподвижных опор, а также КИП.

212. Для вновь сооружаемых и реконструируемых магистральных тепловых сетей канальной прокладки решение о необходимости ЭХЗ принимается проектной организацией или ОЭТС на основании опыта эксплуатации тепловых сетей до капитального ремонта и прогнозирования возможности их сезонного или постоянного затопления или заноса грунтом на определенных участках.

Проектирование ЭХЗ с расположением A3 в каналах производится расчетным методом.

213. Для вновь сооружаемых и реконструируемых распределительных тепловых сетей канальной прокладки решение о необходимости их ЭХЗ целесообразно принимать ОЭТС в процессе эксплуатации тепловых сетей на основе данных о состоянии каналов.

Определение параметров ЭХЗ производится на основе результатов опытного включения катодной или дренажной защиты (см. пункты 217-224 настоящей Типовой инструкции).

214. Электрохимическая защита наружной поверхности трубопроводов тепловых сетей на участках их прокладки в футлярах, а также при увлажнении теплоизоляционной конструкции капельной влагой, осуществляется с помощью протекторов стержневого типа, устанавливаемых непосредственно на поверхности трубопроводов в тепловой изоляции или на поверхности теплоизоляционной конструкции. Примерные расчетные схемы размещения и количества магниевых протекторов стержневого типа (например, типа ПМ-2,7), в сечении трубопровода (на поверхности трубопровода с защитным диэлектрическим покрытием и без него, на поверхности теплоизоляционной конструкции трубопровода без защитного покрытия) приведены в приложении 11.

215. В целях ограничения натекания блуждающих токов на трубопроводы тепловых сетей на вводах их в трамвайные и железнодорожные депо, тяговые подстанции, ремонтные базы и т.п. на трубопроводах тепловых сетей следует предусматривать установку электроизолирующих фланцевых соединений.

 

7.9. Проектирование ЭХЗ действующих трубопроводов тепловых сетей бесканальной и канальной прокладок

216. Решение о необходимости ЭХЗ действующих подземных тепловых сетей должно приниматься ОЭТС на основании результатов их обследования. На основании принятого решения проектной организации выдается техническое задание на проектирование ЭХЗ тепловых сетей на заданном участке с указанием координат защитной зоны.

217. Определение параметров ЭХЗ действующих тепловых сетей производится на основе результатов опытного включения установок катодной и электродренажной защиты. Для проведения опытного опробования установок катодной защиты необходимо оформить ордер на устройство временного A3 с предварительным согласованием со всеми заинтересованными организациями.

Возможен расчетный метод определения параметров ЭХЗ в случаях применения катодной защиты тепловых сетей канальной прокладки диаметром от 300 мм и более при наличии возможности расположения анодных заземлителей непосредственно в канале.

218. На основе результатов опытного включения определяют тип ЭХЗ (электродренажная, катодная) и основные ее параметры, пункты присоединения дренажных кабелей к трубопроводам тепловых сетей и источникам блуждающих токов или места установки анодных заземлителей: зону действия защиты; характер влияния защиты на смежные сооружения; необходимость и возможность осуществления совместной защиты.

219. При небольшом удалении тепловых сетей от источника блуждающих токов, для защиты от коррозии, вызываемой блуждающими токами, следует применять электродренажную защиту (поляризованные или усиленные электродренажи). Усиленные дренажи применяются в тех случаях, когда применение поляризованных дренажей неэффективно.

220. Объем измерений, выполняемых при опытном включении, определяется организацией, проектирующей защиту. Порядок проведения измерений излагается в программе, составленной перед началом работ, в которой указывается: режим работы защиты при опытном включении, пункты измерения на трубопроводах и смежных сооружениях и продолжительность измерений в каждом пункте.

Измерения потенциалов смежных сооружений в период опытного включения установок ЭХЗ, как правило, выполняются организациями, эксплуатирующими эти сооружения. Указанные работы также могут выполняться организацией, проектирующей защиту, в присутствии представителей эксплуатационных организаций, в ведении которых находятся смежные сооружения.

Примечания.

1. ЭХЗ тепловых сетей, длительное время эксплуатировавшихся в коррозионно-опасных условиях и имеющих коррозионные повреждения, осуществляется после оценки их технического состояния в соответствии с [8] и [9]. На основании результатов оценки технического состояния трубопроводов и рекомендаций по применению средств ЭХЗ (приложение 9) принимаются решения о целесообразности их устройства.

2. При наличии на поверхности тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей канальной прокладки покровного слоя [73] в виде металлического кожуха, фольги, пленок на основе синтетических и природных полимеров эффективность ЭХЗ может быть не обеспечена. С целью обеспечения эффективности ЭХЗ рекомендуется перфорация покровного слоя: при ЭХЗ с помощью преобразователей катодной защиты и усиленных электродренажей - одно отверстие диаметром 10-12 мм на 4 дм покровного слоя; при ЭХЗ с помощью протекторов - одно отверстие диаметром 10-12 мм на 1 дм покровного слоя (в обоих случаях до уровня затопления трубопровода). Перфорация должна производиться при согласовании с ОЭТС.

221. Опытное включение установок ЭХЗ может производиться с помощью специальных передвижных лабораторий по защите подземных сооружений от коррозии. При отсутствии передвижных лабораторий могут быть использованы выпускаемые стандартные установки ЭХЗ.

222. При защите от блуждающих токов с помощью электродренажей пункт подключения кабеля к трубопроводам выбирается на участке, где средние значения положительных потенциалов по отношению к земле максимальны.

Кроме того, пункт подключения дренажного кабеля к трубопроводу выбирается с учетом наименьшего расстояния от пункта присоединения к источнику блуждающих токов (рельсам, дроссель-трансформаторам, отсасывающим пунктам) и возможности доступа к трубопроводу без его вскрытия (в тепловых камерах, смотровых колодцах и т.п.).

При возможности выбора нескольких мест присоединения предпочтение отдается участкам сетей с возможно большими диаметрами при прочих равных условиях.

223. Дренажный кабель присоединяется к рельсам трамвая или к отсасывающим пунктам. Не допускается непосредственное присоединение установок дренажной защиты к отрицательным шинам тяговых подстанций трамвая, а также к сборке отрицательных линий этих подстанций. Не допускается присоединять усиленный дренаж в анодных зонах рельсовой сети, а также к рельсам путей депо.

224. При влиянии на тепловые сети нескольких источников блуждающих токов (электрифицированная железная дорога, трамвай, метрополитен и др.) необходимо выявить источник преимущественного влияния, на который следует осуществлять дренирование блуждающих токов.

225. При опытном включении в качестве дренажного кабеля могут быть использованы шланговые кабели сечением 16-120 мм.

При присоединении дренажного кабеля к трубопроводам и элементам отсасывающей сети электротранспорта для исключения искрообразования должен быть обеспечен надежный электрический контакт.

Подключение к рельсам трамвая и железных дорог может выполняться при помощи специальной струбцины, обжимающей подошву рельса, или болтовых соединений. При сварных стыках используются отверстия, имеющиеся в шейках рельсов.

Подключение дренажного кабеля к отсасывающему пункту, сборке отсасывающих кабелей и средней точке путевого дросселя выполняется с использованием существующего болтового соединения с применением дополнительной гайки.

226. На опытное включение дренажной установки должно быть получено разрешение организации, в чьем ведении находится данный вид транспорта. Представитель ведомства при опытном включении присоединяет дренажный кабель к сооружениям источников блуждающих токов.

227. Подключение усиленного дренажа к рельсовым путям, электрифицированных на постоянном токе железных дорог, не должно приводить в часы интенсивного движения поездов к тому, чтобы в отсасывающем пункте появлялись устойчивые положительные потенциалы.

Среднечасовой ток всех установок дренажной защиты, подключенных к рельсовому пути или сборке отрицательных питающих линий тяговой подстанции магистральных участков электрифицированных дорог постоянного тока не должен превышать 25% общей нагрузки данной тяговой подстанции.

228. Поляризованные и усиленные дренажи, подключаемые к рельсовым путям электрифицированных железных дорог с автоблокировкой, не должны нарушать нормальную работу рельсовых цепей системы централизованной блокировки во всех режимах.

Места и условия подключения поляризованных и усиленных дренажей согласовываются с соответствующими службами МПС.

229. Продолжительность работы опытной дренажной защиты зависит от местных условий и может составлять от нескольких десятков минут до нескольких часов. При этом, как правило, должен быть охвачен период максимальных нагрузок электротранспорта.

230. Измерение силы тока дренажа, потенциалов на защищаемых трубопроводах тепловой сети, смежных подземных сооружениях и рельсах электротранспорта производится в соответствии с намеченными программой режимами работ защиты.

231. Если в результате измерений установлено, что зона эффективного действия поляризованной дренажной установки не распространяется на весь район выявленной опасности, пункт дренирования перемещают или одновременно включают несколько дренажных установок в различных пунктах.

При недостаточной эффективности принятых мер производят опытное включение усиленных дренажных установок или комплекс дренажных установок с катодной станцией.

В последнем случае опытное включение катодной станции производят после окончательного выбора параметров дренажных установок.

232. При проведении испытаний ЭХЗ должны быть приняты меры по исключению вредного влияния на смежные сооружения.

233. При опытном включении катодной защиты для установки A3, как правило, выбираются участки, на которых впоследствии предполагается разместить и стационарные заземления.

234. Временный A3 представляет собой ряд металлических электродов, помещенных вертикально в грунт на расстоянии 2-3 м друг от друга в один или два ряда. В качестве электродов применяются винтовые (шнековые) электроды или некондиционные трубы диаметром 25-50 мм и длиной 1,5-2,0 м, которые забиваются в землю на глубину 1дв-1,5 м.

235. При ЭХЗ тепловых сетей бесканальной прокладки A3 следует относить от трубопроводов тепловой сети на максимально возможное в городских условиях расстояние. В отдельных случаях, при отсутствии достаточной площади для размещения A3, применяются распределенные заземлители, состоящие из двух и более групп электродов, расположенных на отдельных участках. Группы электродов соединяются кабелем между собой либо индивидуально подключаются к катодной станции, 1!

Для повышения эффективности действия катодной защиты целесообразно выбирать участки, на которых между защищаемыми тепловыми сетями и A3 отсутствуют прокладки других подземных металлических сооружений.

По возможности A3 следует размещать на участках с минимальным удельным электрическим сопротивлением грунта (газоны, скверы, пойменные участки рек, прудов и т.п.).

236. При ЭХЗ тепловых сетей канальной прокладки A3 следует располагать в зонах затопления (заноса грунтом) канала на расстоянии 20-30 м от трубопроводов. Группы электродов соединяются между собой или индивидуально подключаются к установке катодной защиты.

237. Электрические измерения по определению эффективности действия катодной защиты и характера ее влияния на смежные подземные сооружения аналогичны измерениям при опытном включении электродренажей.

238. Как правило, при опытном включении ЭХЗ определяется основной ее параметр - среднее значение силы тока в цепи электрозащиты.

Остальные параметры защиты (сопротивление дренажного кабеля, сопротивление растеканию A3, напряжение на зажимах катодной станции или вольтодобавочного устройства усиленного электродренажа) либо рассчитываются, либо выбираются с учетом технико-экономических показателей различных вариантов соотношения параметров.

Значение сопротивление кабеля R_дк (Ом) проектируемого электродренажа может быть определено по формуле:

 


где ΔUm-p - средняя величина разности потенциалов между точками присоединения дренажа к трубопроводам тепловой сети и рельсам за время опытного дренирования, В;

 - среднее значение дренажного тока за время опытного дренирования, А;

R_ду - сопротивление проектируемого дренажного устройства, определяемое по вольтамперной характеристике (с включением 20-30% сопротивления дренажного реостата), Ом.

Сечение дренажного кабеля (мм²) определяется по формуле:

 

S = ρ ∙ L / R_дк
где ρ - удельное электрическое сопротивление металла токопроводящих жил кабеля, Ом∙мм²/мм;

L - общая длина проектируемого дренажного кабеля, м.

7.9.25 Значение сопротивления дренажного кабеля при усиленном электродренаже может быть определена по формуле:

 


где  - сопротивление дренажного кабеля при опытном дренировании, Ом;

 - среднее значение тока усиленного дренажа при опытном дренировании, А;

 - напряжение на зажимах усиленного дренажа при опытном дренировании, В;

U_yд - напряжение на зажимах проектируемого усиленного дренажа (принимается равным 6 или 12 В в зависимости от требуемой мощности дренажа), В.

Для наиболее экономически выгодного соотношения капитальных и эксплуатационных затрат определяется оптимальное значение сопротивления дренажного кабеля, которое не должно быть выше значения R_дк.

241. Исходными данными для выбора A3 являются величина тока катодной защиты и среднее значение удельного сопротивления грунта на площадке, где предполагается разместить A3.

242. Совместная защита от коррозии подземных металлических сооружений может осуществляться:

1) подсоединением отдельных электрических дренажей различных сооружений на общую дренажную сборку, соединенную с отсасывающими пунктами рельсового электротранспорта;

2) подсоединением ряда различных сооружений непосредственно к общим защитным установкам.

243. Для включения в систему совместной защиты трубопроводов тепловых сетей с целью улучшения их электрической проводимости следует применять шунтирующие перемычки на задвижках и компенсаторах.

Включение в систему совместной защиты с помощью перемычек трубопроводов тепловых сетей и силовых кабелей не допускается.

244. Катодную поляризацию тепловых сетей диаметром от 300 мм и более при затоплении или заносе каналов грунтом рекомендуется осуществлять с использованием распределенных A3, располагаемых не посредственно в каналах (при наличии возможности их установки).

Примечание.

В качестве A3 целесообразно использовать трубы диаметром 100-150 мм, бывшие в эксплуатации, предварительно очистив их от защитного антикоррозионного покрытия и продуктов коррозии.

Применение распределенных анодных заземлителей позволяет обеспечить:

1) равномерное распределение тока защиты вдоль требующих ЭХЗ участков тепловых сетей;

2) снижение в два-три раза потребления электроэнергии на единицу длины защищаемой тепловой сети;

3) локализацию образования дополнительных полей блуждающих токов и вместе с этим устранение вредного влияния ЭХЗ на смежные подземные сооружения;

4) исключение необходимости в отводе земельной площади для установки анодных заземлителей.

245. Для распределенных анодных заземлителей рекомендуется использовать электроды стержневого (штыревого) типа из токопроводящих эластомеров или ферросилидов, электродов кабельного типа из токопроводящих эластомеров или стальных труб.

Технические характеристики электродов для A3 из токопроводящих эластомеров и ферросилидов приведены в таблицах 1 и 2 приложения 12.

246. Электроды A3 стержневого типа при диаметре трубопроводов более 700 мм могут располагаться на дне канала перпендикулярно его оси, а при диаметрах трубопроводов от 300 мм и более - на дне канала вдоль его оси.

Электроды кабельного типа или из стальных труб диаметром 100-150 мм прокладываются вдоль оси канала.

Схемы расположения электродов A3 стержневого и кабельного типов в канале приведены на рис. 1, 2 и 3 приложения 13.

На указанных рисунках отмечены пункты установки вспомогательных электродов и КИПов, узлы присоединения токовводов электродов A3 к распределительному кабелю от положительной клеммы станции катодной защиты.

247. Определение параметров ЭХЗ с использованием распределенных анодов стержневого или кабельного типа производится расчетным методом.

248. Значение требуемого тока защиты I_защ (А) на участке тепловой сети, подлежащем ЭХЗ, может быть получено исходя из значения общей поверхности трубопроводов, контактирующей с водой (грунтом) в канале.

При расчете общей поверхности трубопроводов, подлежащих защите, должен учитываться максимально возможный на данном объекте уровень затопления (заноса грунтом) канала.

 

I_защ = l,25 ∙ j ∙ S = l,25 ∙ j ∙ π ∙ Д_н ∙ L ∙ K, А

Требуемая плотность тока защиты должна быть не ниже значений, принимаемых при ЭХЗ стальных непокрытых (без защитных покрытий) поверхностей во влажных грунтах, т.е. j ≥ 0,05 А/м².

249. Количество электродов п анодного заземлителя при использовании электродов стержневого типа рассчитывается по формуле:

 

n = I_защ / i

250. Расстояние l между электродами штыревого типа определяется из соотношения

При ЭХЗ тепловых сетей диаметром более 700 мм при наличии двух труб в канале, уложенных на одном уровне, устанавливается два электрода в одну линию. В этом случае количество стержневых электродов п в соотношении (7.6) уменьшается в два раза.

Расстояние l не должно превышать 2,0 м.

251. Напряжение (В) постоянного тока на выходе преобразователя (выпрямителя) для катодной защиты определяется по формуле:

 

U_вых = I_защ (R_аэ + R_рт)
где R_aэ - сопротивление растеканию тока с анодного заземлителя, Ом.

R_pm - сопротивление растеканию тока с трубопровода тепловой сети, Ом.

Учитывая, что R_pm < < R_aэ, значением R_pm можно пренебречь и величину U_вых (В) определять по формуле:

 

U_вых = I_защ ∙ R_aэ
Значение U_вых не должно превышать 12 В. В случае получения больших значений необходимо снижение R_aэ путем увеличения количества электродов анодного заземлителя.

252. Сопротивление (Ом) растеканию тока с горизонтального электрода анодного заземлителя, расположенного на дне канала (см. рис. 9), рассчитывается по формуле:

 

R_эл = [ρ / (π ∙ а)] ∙ ln ∙ (2а / d), Ом
где ρ - удельное электрическое сопротивление грунта (воды), Ом∙м (значение ρ определяется из отобранной пробы грунта (воды) на участке тепловой сети, подлежащем ЭХЗ);

а - длина электрода анодного заземлителя, м;

d - диаметр электрода, м.

В тех случаях, когда два электрода штыревого типа в анодном заземлителе устанавливаются в одну линию, длина электрода «а» удваивается.

253. Сопротивление растеканию тока со всего анодного заземлителя определяется по формуле:

 

R_aэ = (R_эл / n)F, Ом

 

F = l + [ρ / (π ∙ l ∙ R_эл)] ∙ L_п (0,6 ∙ n)

Если два электрода устанавливают в одну линию, то п равно половине от общего количества электродов в заземлителе.

254. При использовании для анодного заземлителя электродов кабельного или стержневого типов, а также электродов из стальных труб количество линий заземлителя определяется из условий требуемого тока защиты и допустимой токовой нагрузки электрода (см. приложение 12).

При ЭХЗ тепловых сетей диаметром до 300 мм может быть применена одна линия электрода, прокладываемая по дну канала между трубопроводами. При больших диаметрах труб прокладывается не менее двух линий электродов заземлителя.

При прокладке электродов A3 вдоль оси трубопроводов определение R_aэ не требуется.

При использовании для A3 электродов кабельного типа из токопроводящих эластомеров расстояния между контактными устройствами на A3 не должны превышать 50 м, при использовании стальных труб - не более 70 м.

Рисунок 10. - Схема для расчета электрода анодного заземлителя стержневого типа, расположенного на дне канала.

255. Параметры преобразователей для катодной защиты определяются из условий токовой нагрузки равной 1,3 ∙ I_защ при напряжении на выходе преобразования U_вых ≤ 12 В.

Схема расположения протекторов в тепловом канале приведена на рис. 1 приложения 15.

Технические данные магниевых гальванических анодов приведены в приложении 16.

256. Расчетные таблицы параметров средств ЭХЗ трубопроводов тепловых сетей канальной прокладки различных диаметров в зависимости от уровня затопления трубопроводов и удельного электросопротивления среды в канале (воды, грунта заноса) с применением различных типов электродов A3 и протекторов, расположенных в каналах и футлярах, а также средства контроля эффективности ЭХЗ приведены в «Типовом проекте по электрохимической защите от наружной коррозии на локальных участках» (СКТБ ВКТ филиал АО «Мосэнерго»).

 

7.10. Производство строительно-монтажных работ по