Защита подземных газопроводов от коррозии

По всей России 8 800 707-75-89
Санкт-Петербург +7 (812) 611-25-89

Одновременно с началом использования металлических коммуникаций возникла проблема их защиты от коррозий. С давних времен кованые железные и литые чугунные трубы покрывали расплавленным пеком или древесным дегтем, что защищало их от ржавчины. Но технология пошла дальше и уже к середине XIX века стали использовать оцинкованные трубы. Во Франции и США применяли обмазку из цементного раствора, этой технологией пользуются и в современном мире.

По мере того как расширялась область применения металлических коммуникаций: электрифицированного транспорта, телефонной канализации с кабелями в свинцовой оболочке, увеличилось количество коррозионных повреждений за счет воздействия блуждающих токов.

В 1892 г. объявлено предупреждение об опасности разрушения газовых труб, проложенных в агрессивных грунтах и под влиянием блуждающих токов. В 1906 году была сооружена Первая установка катодной защиты для газопровода и водопровода, которая должна была находиться внутри трамвайной линии. Генератор служил источников постоянного тока.
Таким образом, в начале 1930-х годов в России была введена активная защита годов на кабелях связи Начиная с 1933 и заканчивая 1935 годом было установлено более 4000 повреждений оболочек кабеля. Однако, после устройства электрозащиты количество повреждений резко снизилось и в 40-х годах сократилось до 20-15 повреждений в год.
Так как основная масса газопроводов состояла из чугунных труб, коррозионных повреждений газопроводов, создаваемый блуждающими токами, в довоенные годы в Москве почти не наблюдалось.

До 1950 года в Москве преобладали чугунные газопроводы, но тем не менее стоит отметить что с 1940 года использовались только стальные.

Чугунные газопроводы с раструбными соединениями имеют несравненно большее продольное сопротивление, чем сварные стальные газопроводы, и представляют собой секционированное сооружение, поэтому при расположении в поле блуждающих токов чугунные раструбные газопроводы с точки зрения коррозионной устойчивости гораздо долговечнее стальных.
Чугунные трубы в отличие от стальных, не изолированы и имеют большую поверхность касания с землей, а не только там где нарушена изоляция. При этом стенки у них значительно толще, и вследствие этого сквозные повреждения появляются значительно медленнее.

В 1950 году в Москве протяженность трамвайных путей составляла 530 км. В 1954 г. была закончена электрификация всех железнодорожных направлений Московского узла, которая была начата в 1929 г.К началу 1950 г. в Москве протяженность трамвайных путей составляла 530 км. В 1954 г. была закончена электрификация всех железнодорожных направлений Московского узла, начатая в 1929 г. Возникла опасность влияние блуждающих токов на подземные металлические сооружения. В 1952 году доля стальных газопроводов составляла 78% от общей протяженности.

Значительно увеличился рост коррозионных повреждений газопроводов. Исполком Моссовета 3 августа 1953 года отметил пагубное влияние электрифицированного транспорта и участившиеся случаи повреждений металлических подземных сооружений от действия блуждающих токов. Таким образом, ущерб, наносимый, населению и городскому хозяйству был значительный. Исполком постановил, что все московские организации, разрабатываемые подземные сооружения, в том числе и Управление газового хозяйства, обязаны создать группы по контролю и защите от коррозии подземных металлических коммуникаций. Так же было принято решение включать в проекты прокладки металлических подземных сооружений мероприятия по защите от почвенной коррозии и блуждающих токов.

Охранно пожарная сигнализация ( ОПС) должна была координировать вопросы, связанные с контролем и охраной подземных металлических сооружений Москвы от действия блуждающих токов и почвенной коррозии. К сожалению ОПС занималась этим вопросом только до 1992 года.

В сентябре 1954 г. при лаборатории треста «Мосгаз» создана группа защиты газопроводов от коррозии. С первых же дней своего существования группа защиты приступила к электроизмерениям блуждающих токов на газопроводах, детальной проверке качества изоляционного покрытия вновь строящихся газопроводов, а также к периодической проверке состояния изоляции труб действующей газовой сети.

1955 год- начало активной защиты на газовых сетях Москвы. На Симферопольском бульваре, вблизи поселка «Зил» были построены две электродренажные установки.

К 1962 году «Мосгаз» построил 32 защитные установки и составлены маршрутные карты на все подземные газопроводы.
1962 год- создание Управления по защите газовых сетей от коррозии.
1969-1990 – время массового строительства электрозащитных установок – ЭЗУ. За год устанавливалось приблизительно по 130-140 установок .
1900- Управлением выпущено 2 400 установок, из них 128 электродренажных.

На сегодняшний день в производстве Управления около 3 199 установок электрохимической защиты из них 121-дренажные, 2 969 - катодные, 99 - протекторные.

Из 4 100 км подземных газопроводов, находящихся на балансе ГУП «Мосгаз», защитными установками защищается от коррозии 2 954,4 км, в том числе газопроводов низкого давления - 1953,6 км, газопроводов высокого и среднего давления - 1000,8 км.

Вместе с тем, этими же установками защищается 800 км граничащие с газопроводами хтонических коммуникаций (водопровод, кабели связи).

Нуждается в активной защите 98,46 км, в том числе 65,75 км - от блуждающих токов, 32,71 км - от почвенной коррозии. Процент защищенности от нуждающихся в защите - 96,8, от общей протяженности - 72,1.

По требованиям ГОСТ 9-602-89, наиболее важным показателем эффективной работы ЭЗУ является обеспечение на газопроводе защитного потенциала. Его величина зависит от качества изоляционного покрытия. Чем выше качество изоляции, тем меньше защитный ток и потребляемая энергия и больше зона действия ЭЗУ. К сожалению, состояние изоляционного покрытия газопроводов не всегда соответствует требованиям ГОСТ.

С 1980 года количество повреждений сократилось с 2 000 в год до 140 в настоящее время, так как за последние 20 лет ГУП «Мосгаз» проделали большую работу по реконструкции неисправного изоляционного покрытия.
Исследование коррозионных повреждений в 1999 и 2000 годах показывает , что все эти случаи произошли при строительстве газопрвода.

В данный момент лаборатория ГУП «Мосгаз» значительно расширила свои границы и в результате – улучшено качество работ при строительстве газопроводов, что в последствии может предотвратить случаи, имеющие место при выдаче заключений на проверку изоляции лабораториями при строительных организациях.

Это все вскоре должно привести к полному устранению коррозионных повреждений.
Как было сказано выше, величина защитного потенциала напрямую связана с величиной тока электрозащитной установки.
На данный момент ГУП «Мосгаз» использует установки, потребляющие более 1 500 000 кВт•ч в месяц. В денежном исчислении это 800 000 руб. в месяц, а в год примерно 9 000 000 руб.

Вскоре финансовая ситуация ГУП «Мосгаз» резко ухудшилась, и встал вопрос о снижении расхода электроэнергии, что позволит сократить и затраты .
Экономия при использовании электрозащитных установок может быть достигнута: за счет утилизации оборудования с более высоким кпд, при снижении защитного тока, а так же если уменьшить сопротивление контура анодного заземления или же повысить качество изоляционного покрытия.

В 1960-70 гг началась эксплуатация Экстракционно-загрузочного узла ( ЭЗУ), где использовались катодные преобразователи с кпд 0,6-0,7. в последнее время вводятся оборудование с кпд 0,8-0,85.
Каждый год производится замена 170-180 единиц оборудования. На сегодняшний день разработаны преобразователи с кпд 0,95.

Так как их стоимость 25-27 тыс. руб, а применяемые в данный момент преобразователи стоят примерно11-15 тыс. руб. в зависимости от завода изготовителя, их внедрение является экономически невыгодным. Так же немаловажным является тот факт, что расчетный срок службы составляет 10 лет, а окупить свою стоимость эти преобразователи могут только через 20. В качестве анодных заземлителей (АЗ) при строительстве ЭЗУ с 1969 г. широкое применение получили глубинные анодные заземлители от 30 до 50 м (первый глубинный анодный заземлитель был построен в Германии в 1962 г.).

В то время как у поверхности земли (6-12 м) заземление оно равно 2-3,5 Ом, использование этих заземлителей значительно сократит сопративление контура до 0,5-1,1 Ом, что, в свою очередь, увеличивает сроки капитального ремонта контура АЗ.

Применение глубинных АЗ из-за низкого сопротивления контура особенно в первые 6-7 лет эксплуатации. также позволило снизить потребление электроэнергии.

Ликвидация несанкционированных электрических соединений газопровода с другими металлическими сооружениями, такими как водопровод, кабели связи, теплосеть, железобетонные конструкции зданий, путем установки изолирующих фланцевых соединений (ИФ) или изолирующих вставок является самым важным и результативным мероприятием по снижению потребления электроэнергии и повышению эффективности работы ЭЗУ.

С 1969 года начинается массовое строительство ЭЗУ , а ИФ могло устанавливаться только лишь на тупиковых газопроводах, которые поступают на промышленные предприятия.

Из-за того, что газопроводы в основном имели подземные вводы, и большая часть прокладывалась в коллекторах, где находилась электрическая связь с другими коммуникациями, установка ИФ на жилых домах в то время была технически невозможна

На сегодняшний момент большая часть вводов вынесена на цоколь. «Мосгаз» ведет большую работу по выносу газопроводов из коллекторов, в результате чего возникли условия для установки ИФ с целью снижения потребляемой электроэнергии и повышения эффективности ЭЗУ, так же увеличения срока службы АЗ.

В «Концепции по защите подземных газопроводов г. Москвы от коррозии», разработанной ГУП «Мосгаз», предусматривается установка ИФ на жилых домах. Проекты на обновление газовых сетей предусматривают также установку ИФ
с 1999 г в план эксплуатационных Управлений ГУП "Мосгаз" также включены работы по установке ИФ на существующих сетях.

Использование фланцев способствует расширению зоны действия защитных установок, повышению защитного потенциала или эффективности ЭЗУ. А так же, происходит снижение наладочных параметров с целью сокращения расхода электроэнергии, за счет исключения потерь тока перетекания на смежные коммуникации через несанкционированные электрические связи.
За 1999 г. было установлено 550 фланцевых соединений, из которых 181 были установлены в среднем по 16-20 шт. в отдельных микрорайонах в разных частях Москвы.

Использование фланцевых соединений в среднем на 15-20% повысились защитные потенциалы, что позволило снизить величину защитного тока (в отдельных случаях на 50%), как показали исследования установки ИФ на 10 объектах установлено, что на 9 из них достигнут положительный результат. Все это способствовало достижению величины защитного потенциала, удовлетворяющего требованиям ГОСТа.

Положительных результатов не удалось достичь только на одном объекте в районе Садово-Кудринской ул , хотя на нем было установлено 26 ИФ, объясняется это тем, что газопроводы данного района проложены в 1953-55 гг. и изоляционное покрытие не отвечает физико-техническим требованиям.

Теперь Управление проводит обследование газовой сети с помощью прибора РСМ и с помощью него определения оптимальные места установки ИФ. РСМ это английский прибор, который с помощью тока позволяет сделать топографию трубопровода.
Это позволяет выявить места контактов газопровода с другими подземными коммуникациями, а также величину утечки тока через вводы в дома.

Управлениями в 2000 г. будет установлено в среднем по 26 ИФ на микрорайон общее количество ИФ, установленных к концу года, составит около 600 шт.

Поговорим подробней о разработке проектов электрозащиты перекладываемых газопроводов. Основываясь на предыдущий опыт, проектировщики, разрабатывающие активную защиту, подключаются к проектированию на последней стадии, когда линейная часть уже спроектирована.В результате это может привести к неоправданным затратам на сооружение ЭЗУ и их эксплуатацию из-за вынужденного увеличения защитного тока.

Таким образом, линейную часть нужно согласовывать с отделом, который занимается разработкой мероприятий по защите на начальной стадии, что значительно сократит затраты на защиту газопровода за счет снижения количества электрозащитных установок.

© 1997 — 2021
FAS