Разработка комплекса мероприятий по ограничению влияния на систему электрохимической защиты промышленных площадок источников блуждающего тока

Введение 10
Глава 1 Обзор методов идентификации, локализации и оценки опасности источников блуждающих токов, действующих на линейной части ГНП 12
1.1 Анализ факторов возникновения блуждающих токов 12
1.1.1 Электрифицированный ж/д транспорт 13
1.1.2 Линии электропередач постоянного тока 16
1.1.3 Система электрохимической защиты 18
1.1.4 Неклассические источники БТ 21
1.1.5 Методы идентификации источников БТ 23
1.2 Анализ последствий влияния блуждающих токов на систему ЭХЗ 24
1.3 Анализ причин снижения эффективности ЭХЗ газонефтепроводов, обусловленных влиянием смежных систем, обеспечивающих работу объектов и сооружений по трассе ЛЧ МГНП 29
1.4 Заключение по первой главе 35
Глава 2 Классификация и анализ способов ограничения влияния сторонних источников и систем по трассе ГНП на параметры ЭХЗ трубопроводов 36
2.1 Разработка классификации методов снижения или устранения влияния сторонних источников и систем на параметры токораспределения в системе ЭХЗ 36
2.2 Методы защиты трубопроводов и сооружений от действия источников источников БТ 39
2.2.1 Усиленная изоляция труб 39
2.2.2 Применение дренажей 39
2.2.3 Применение ВЭИ 45
2.2.4 Применение автоматизированных средств ЭХЗ 49
2.2.5 Выбор материала анодных заземлений 49
2.2.6 Выбор конструктивного исполнения анодных заземлений 53
2.2.7 Применение защиты от перенапряжений 60
2.2.8 Способы устранения влияния системы защитного заземления 60
2.3 Выполнение патентного анализа с целью поиска применяемых и рекомендуемых к внедрению методов ограничения негативного влияния на уровень защищенности от коррозии магистральных газонефтепроводов 62
2.4 Заключение по патентному поиску методов ограничения негативного влияния на уровень защищенности от коррозии магистральных газонефтепроводов 72
2.5 Заключение по второй главе 72
Глава 3 Совершенствование методики совместного регулирования работы средств ЭХЗ промышленных площадок и участков ЛЧ ГНП в условиях действия источников блуждающих токов 74
3.1 Существующая методика совместного регулирования работы средств ЭХЗ 74
3.2 Расчет системы ЭХЗ для проектируемого трубопровода и прилегающей промышленной площадки в условиях действия источников блуждающих токов 80
3.2.1 Исходные данные 80
3.2.2 Расчет УКЗ с АЗ 81
3.3Усовершенствования методики совместного регулирования работы средств электрохимической защиты промышленных площадок и участков линейной части газонефтепроводов в условиях действия источников блуждающих токов. 85
3.4 Заключение третьей главе 88
Заключение 89
Библиографический список 90
Приложение 95

Весь текст будет доступен после покупки

Действующие методики проектирования и эксплуатации системы электрохимической защиты газонефтепроводов, как правило, разграничены по области применения на участки линейной части магистральных трубопроводов и площадных объектов. При этом по трассе магистральных трубопроводов расположено большое количество объектов и сооружений, обеспечивающих безопасную их безопасную эксплуатацию (отключающая арматура, узлы пуска/приема средств очистки и диагностики и т.п).
На территории таких объектов расположено энергоиспользующее оборудование, подлежащее заземлению, что влечет за собой опасность снижения эффективности защиты от коррозии по причине негативного влияния элементов, электрически связанных с системой катодной защиты, на величину защитного потенциала.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1 Обзор методов идентификации, локализации и оценки опасности источников блуждающих токов, действующих на линейной части ГНП

1.1 Анализ факторов возникновения блуждающих токов.

Блуждающие токи (БТ) — токи, возникающие в земле при её использовании в качестве токопроводящей среды. Все известные источники возникновения БТ можно разделить на две группы: техногенного (классического) и природного (неклассического) характера (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Классификация источников блуждающих токов
При этом часть источников БТ действует без прямого токообмена между металлом трубопровода и грунтом, как правило, за счет явления электромагнитной индукции.
Основным источником БТ является электрифицированный ж/д транспорт. В связи с этим методы коррозионных изысканий при проектировании нефтегазопроводов, планируемые при проектировании превентивные мероприятия, методы оценки опасности, разработаны только для таких источников БТ. Однако в последние годы отмечается влияние на нефтегазопроводы т.н. «неклассических» источников БТ, например, связанных с индукционным влиянием воздушных линий электропередач, или влиянием теллурических токов — это те электрические токи, возникающие в земной коре под влиянием вариаций переменного геомагнитного поля и изменений электрического поля Земли. [6]

Разберем основные факторы возникновения БТ, начнём с электрифицированного ж/д транспорта.

1.1.1 Электрифицированный ж/д транспорт

На электрифицированных дорогах рельсы используют в качестве второго провода тяговой сети (рисунок 1.2). Поскольку рельсы не изолированы от земли, часть тока ответвляется от них в землю и затем возвращается в рельсы в зоне отсасывающего пункта. При прохождении через грунт блуждающие токи частично «натекают» на металлические подземные сооружения. В зонах входа блуждающих токов подземные сооружения имеют отрицательный потенциал относительно грунта. Эти зоны называют катодными. Зоны, в которых блуждающие токи покидают подземное сооружение, называют анодными. С анодных зон токи возвращаются в рельсы. В этих зонах, как и при почвенной электрокоррозии, происходит коррозионное разрушение металла подземных сооружений блуждающими токами. [14]
Количество металла, выносимого из сооружения в грунт, пропорционально значению блуждающих токов, проходящих через металлические части сооружений, и времени их действия.
При этом отмечают еще и знакопеременную зону, которая занимает некоторую область на границе между катодной и анодной, где блуждающие токи время от времени меняют свое направление. Дело в том, что беспрерывно меняется местоположение электропоездов и величина их токовой нагрузки, в результате чего меняется картина поля токов в земле.
Характер поля блуждающих токов зависит от ряда трудно учитываемых факторов. Ток, потребляемый транспортом, зависит от скорости движения и веса состава, профиля пути и т. д. и изменяется от максимальных значений до нуля. Существенное влияние на характер распределения поля блуждающих токов оказывают состав грунта, его влажность, величина переходного сопротивления между шпалами и землей.

Рисунок 1.2 – Принцип возникновения блуждающих токов в электрифицированном ж/д транспорте
Для предотвращения больших утечек тока необходимо обеспечить соответствующее состояние рельсового пути:
• разность потенциалов между отсасывающими пунктами сети при отсутствии дренажных защитных устройств не должна превышать 1 В, при наличии дренажей - 2 В;
• сопротивление каждого рельсового стыка с приваренными электрическими соединителями не должно превышать сопротивление рельса длиной 2,5 м;
• электрические перемычки необходимо устанавливать на каждом сборном стыке, обходные - на сборных стрелках, крестовинах и т. д., а междурельсовые через каждые 300-600 м между рельсами двух соседних линий.
Кроме того, для уменьшения действия блуждающих токов применяют увеличение переходного сопротивления рельс-земля путем укладки рельсов на шпалы, пропитанные диэлектриками, бетонные шпалы и т. д.
Места наибольшего сближения рельсов с трубопроводами должны быть хорошо изолированы. Для этого трубопровод укладывают в кожухи, которые не имеют битумной изоляции. Трубопровод надежно изолируют от кожухов с помощью изоляторов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Агиней, Р. В. Совершенствование методов оценки эффективности работы средств электрохимической защиты газонефтепроводов / Р. В. Агиней, Ю. В. Александров // Практика противокоррозионной защиты. – 2012. – №1 (63). – С. 17-22.
2. Агиней, Р.В. Исследование источника блуждающих токов в горной местности Северного Урала / Р.В. Агиней, А.В. Фуркин, С.А. Шкулов // Практика противокоррозионной защиты. – 2010. – № 3. – С. 29 – 32
3. Агиней, Р.В. Разработка методов повышения эффективности противокоррозионной защиты объектов газотранспортной системы, автореф. дис. доктора техн. наук / Агиней Руслан Викторович. - Ухта: УГТУ, 2009. - 44 с.
4. Агиней, Р.В. Теллурические источники блуждающих токов / Р.В. Агиней, А.В. Фуркин, И.В. Шишкин II Сборник научных трудов: м-лы науч.-технич. конф. (Ухта, 15-16 апреля 2008 г.): в 2 ч.; ч. 1. - Ухта: УГТУ, 2008-С. 197-201.

Весь текст будет доступен после покупки