Приложение Д
(обязательное)
Контроль состояния изоляционного покрытия трубопроводов
Сущность метода состоит в катодной поляризации построенного и засыпанного участка трубопровода и определения качества изоляционного покрытия по смещению потенциала с омической составляющей (разности потенциалов "труба-земля") и силе поляризующего тока, вызывающей это смещение. Сила поляризующего тока определяется исходя из регламентированного таблицей 1 сопротивления изоляции данного типа, длины участка и диаметра трубопровода.
Д.1 Метод контроля состояния изоляционного покрытия на законченных строительством участках трубопровода
Д.1.1 Средства контроля и вспомогательные устройства
Для определения сопротивления изоляции используют передвижную исследовательскую лабораторию электрохимической защиты (ПЭЛ.ЭХЗ), аппаратура и приборы которой должны быть электрически подключены по схеме (рисунок Д.1).
Д.1.2 Подготовка к проведению контроля
Д.1.2.1 Контролируемый участок трубопровода не должен иметь контакта неизолированной поверхности трубы с грунтом, электрических и технологических перемычек с другими сооружениями, за исключением особых случаев, регламентированных НД.
Д.1.2.2 Измерения на контролируемом участке необходимо проводить в период, когда глубина промерзания грунта не превышает 0,5 м и когда расстояние между верхней границей глубинной мерзлоты и нижней образующей трубопровода составляет не менее 0,3 м.
Д.1.2.3 Временное анодное заземление из винтовых заземлителей, входящих в комплект лаборатории ПЭЛ.ЭХЗ, оборудуют на расстоянии 200-400 м от участка трубопровода в местах с возможно меньшим удельным сопротивлением грунта ПЭЛ.ЭХЗ (допускается использование заземлителей другого типа или соседнего подземного трубопровода в качестве заземления в соответствии с НД).
Д.1.3 Проведение контроля
Д.1.3.1 Измеряют потенциал трубопровода в конце участка с помощью вольтметра 9, электрически соединенного с трубопроводом контактом 3, относительно медно-сульфатного электрода сравнения 8.
При измерении источник постоянного тока 6 должен быть выключен.
Д.1.3.2 Включают источник постоянного тока 6 и устанавливают силу тока I, А, вычисленную по формулам:
- для участков трубопроводов длиной, равной или более 4 км:
, (Д.1)
- для участков трубопроводов длиной менее 4 км:
, (Д.2)
где L - длина участка трубопровода, м;
- смещение потенциала с омической составляющей (наложенная разность потенциалов "труба-земля") в конце участка, В, вычисляемое по формуле
, (Д.3)
где - нормированное смещение потенциала в конце участка, равное 0,4 В при км и 0,7 В при L< 4 км;
- требуемое сопротивление изоляции (), определяемое по таблице 1 настоящего стандарта;
- сопротивление растеканию трубопровода (), вычисляемое по формуле.
, (Д.4)
где D - диаметр трубопровода, м;
Н - глубина залегания трубопровода, м;
- продольное сопротивление трубопровода, Ом/м;
- среднее удельное электрическое сопротивление грунта, , вычисляемое по формуле
, (Д.5)
где - длина i-го участка с удельным электрическим сопротивлением (, ), м;
n - количество участков с удельным электрическим сопротивлением ;
z - характеристическое сопротивление трубопровода, Ом, вычисляемое по формуле
, (Д.6)
- постоянная распространения тока, 1/м, вычисляемая по формуле
. (Д.7)
Продольное сопротивление стального трубопровода , Ом/м, имеющего стандартные размеры в практике строительства магистральных трубопроводов, вычисляют по формуле
, (Д.8)
где - удельное сопротивление трубной стали, ;
- толщина стенки трубопровода, м;
Д.1.3.3 Через 3 ч после включения источника тока измеряют разность потенциалов "труба-земля" в конце участка.
Д.1.4 Обработка результатов контроля
Д.1.4.1 Смещение потенциала , В, вычисляют по формуле
, (Д.9)
где - измеренный потенциал (после включения источника постоянного тока), В;
- естественный потенциал (до включения источника постоянного тока), В.
Смещение потенциала должно быть не менее нормированного смещения .
Д.1.4.2 Сила поляризующего тока в зависимости от длины контролируемого участка может быть определена по номограммам, построенным для каждого типа изоляционного покрытия и стандартных диаметров. Допускается проведение коррекции смещения потенциала в случае отклонения реальной силы тока от нормированной.
Д.2 Метод контроля состояния изоляционного покрытия при эксплуатации
Д.2.1 Средства контроля и вспомогательные устройства
Аппаратура и приборы указаны в Д.1.1. В качестве источника постоянного тока используют катодные станции, действующие на трубопроводе, и их анодные заземления, в качестве амперметра - амперметр катодной станции. Подключение вольтметра к трубопроводу осуществляется в контрольно-измерительных пунктах.
Д.2.2 Порядок подготовки к контролю
Д.2.2.1 Контролируемый участок трубопровода должен быть оборудован контрольно-измерительными пунктами, которых должно быть не менее, чем требуется в разделе 6 (6.1.10, 6.1.11 и 6.1.12) настоящего стандарта.
Д.2.2.2 Не менее чем за сутки до проведения измерений выключают установки катодной защиты на участках трубопровода, примыкающих к контролируемому.
Д.2.3 Проведение испытаний
Д.2.3.1 Измеряют потенциал трубопровода при выключенных установках катодной защиты (естественную разность потенциалов "труба-земля") по всей длине контролируемого участка.
Д.2.3.2 Включают установку катодной защиты и не ранее чем через 3 ч поляризации измеряют силу тока I установки и потенциал во всех контрольно-измерительных пунктах зоны действия этой катодной установки.
Д.2.3.3 После окончания испытаний все отключенные установки катодной защиты включают и устанавливают требуемые защитные токи.
Д.2.4 Обработка результатов испытаний
Д.2.4.1 Сопротивление изоляции , , на контролируемом участке вычисляют по формуле
, (Д.10)
где - среднее значение смещения потенциала на длине зоны действия одной установки катодной защиты, В, которое вычисляют по формуле
, (Д.11)
где L - длина, определяемая расстоянием между минимальными защитными значениями потенциалов по обе стороны от места установки катодной защиты, м;
- длина i-го участка (половина расстояния между соседними с данным контрольно-измерительными пунктами), м, с потенциалом U, В, рассчитываемым по формуле
, (Д.12)
где - потенциал на i-м участке, измеренный после включения установки катодной защиты, В;
- естественная разность потенциалов на i-м участке, В;
k - количество контрольно-измерительных пунктов на контролируемом участке;
j - плотность тока, А/м, вычисляемая по формуле
, (Д.13)
где I - сила тока установки катодной защиты, А;
D - диаметр трубопровода, м.
Д.2.4.2 Сопротивление изоляции трубопровода , , вычисляют по формуле.
, (Д.14)
где m - число установок катодной защиты на участке трубопровода длиной L, м.
Форма Д.1
Все графы обязательны к выполнению
_______________________________________________
наименование принимающей организации
Акт
оценки состояния покрытия законченного строительством
(эксплуатируемого) участка трубопровода
Наименование трубопровода _______________________________________________
Участок трубопровода (начало, км ______________ конец, км _______________
протяженность, м ___________________)
Диаметр трубы, м __________________, толщина стенки, мм _________________
Конструкция защитного покрытия __________________________________________
Среднее удельное электрическое сопротивление грунта (ро), Ом ____________
Требуемое сопротивление изоляции R , Ом х м2 __________________________
из
Дата начала __________________ и окончания ______________________ засыпки
Сопротивление растеканию трубопровода R , Ом х м2 ______________________
р
Продольное сопротивление R , Ом/м ______________________________________
т
Место подключения источника постоянного тока, км ________________________
Напряжение на выходе источника V, В _____________________________________
+-----------------+------------------------------------------------------+
| Время измерения | Потенциал трубопровода, В, по медно-сульфатному |
| | электроду сравнения |
| +-----------------+------------------+-----------------+
| | Естественная | При выключенном | Смещение |
| | разность |источнике катодной| потенциала |
| | потенциалов | поляризации | |
+-----------------+-----------------+------------------+-----------------+
| | | | |
+-----------------+-----------------+------------------+-----------------+
| | | | |
+-----------------+-----------------+------------------+-----------------+
| | | | |
+-----------------+-----------------+------------------+-----------------+
Состояние изоляционного покрытия участка трубопровода ______________
соответствует, не соответствует
требуемому значению
___________________________________ _______________ ___________________
должность лиц, проводивших контроль личная подпись расшифровка подписи
__________________
дата