Электрохимическая зашита подземных газопроводов

16.2.1 Общие требования

16.2.1.1 Система ЭХЗ - составная часть линейной части газопровода, выполняющая следующие основные технологические функции:

- обеспечение эффективной защиты газопровода от подземной коррозии;

- контроль эффективности противокоррозионной защиты.

16.2.1.2 Система ЭХЗ может включать:

- установки катодной защиты (в т.ч. преобразователи катодной защиты, анодные заземления, кабельные и воздушные линии к точкам дренажа и анодным заземлениям);

- установки протекторной защиты;

- установки дренажной защиты;

- контрольно-измерительные пункты и диагностические пункты;

- изолирующие вставки;

- электроперемычки;

- устройства регулирования защитного тока;

- автономные источники электроэнергии для катодной защиты;

- средства телеконтроля и телеуправления УКЗ и средства коррозионного мониторинга.

В зависимости от конкретных условий эксплуатации МГ система ЭХЗ может включать все или некоторые из этих элементов.

16.2.1.3 Решение следующих вопросов по ЭХЗ должно соответствовать требованиям СТО Газпром 2-3.5-051:

- необходимость устройства катодной защиты;

- степень защиты (поляризации), соответствующую коррозионной агрессивности грунтов, температуре газопровода и влиянию блуждающих токов;

- необходимость устройства временной электрохимической защиты в случае, если по проекту основные средства ЭХЗ вводятся позднее завершения строительства газопровода.

16.2.1.4 Все проектируемые элементы ЭХЗ газопровода конструктивно и технологически должны обеспечивать минимальный объем монтажных и пусконаладочных работ на трассе газопровода.

16.2.1.5 При проектировании ЭХЗ газопроводов следует учитывать положения ГОСТ Р 51164, СТО Газпром 2-3.5-047 и СТО Газпром 2-3.5-051.

16.2.1.6 При расчете параметров ЭХЗ следует учитывать температуру транспортируемого газа (газопровода). На участках с температурой ниже 278 К (+5 °С) величина минимального защитного поляризационного потенциала составляет 0,80 В по МСЭ.

16.2.1.7 В интервале температур газопровода 278 К (+5 °С) - 303 К (+30 °С) величину минимального защитного потенциала U _минt вычисляют по формуле

(16.1)

(16.2)

где U _минt18 - минимальный защитный потенциал при температуре грунта 18 °С (при отсутствии опасности бактериальной коррозии U _минt18 = -0,85 В по медно-сульфатному электроду сравнения);

t _r - температура грунта непосредственно около стенок газопровода, °С;

р _u - температурный коэффициент потенциала, °С^-1 (для температуры грунта 0-18 °С β_u = 0,003; для температуры грунта 18-30 °С β_u = 0,01).

16.2.1.8 При строительстве газопровода до ввода в строй основных средств ЭХЗ в качестве временной защиты следует использовать системы защиты на основе протекторов или от систем ЭХЗ, находящихся вблизи подземных сооружений.

16.2.2 Установки катодной защиты

16.2.2.1 Места монтажа УКЗ следует предусматривать рядом с линейными кранами газопровода. УКЗ должны быть блочно-комплектного исполнения и предусматривать минимум строительно-монтажных и пусконаладочных работ.

16.2.2.2 Преобразователи катодной защиты должны монтироваться в индивидуальных блок-боксах, защищающих преобразователи от воздействия низких температур, обледенения, заноса снегом для районов с арктическим климатом. Блок-боксы с преобразователями и другими элементами ЭХЗ по возможности следует устанавливать в одном ограждении с крановой площадкой. В остальных случаях преобразователи можно монтировать в блочных устройствах. Допускается проектировать монтаж преобразователей на специальных фундаментах, анкерных опорах анодных линий и линий электроснабжения. Конструкции для размещения преобразователей в районах с густой и умеренной заселенностью должны быть вандалозащишенными. Электроснабжение УКЗ должно соответствовать 2-й категории надежности.

16.2.2.3 При проектном обосновании должно быть обеспечено резервирование преобразователей УКЗ (установка резервного преобразователя).

16.2.2.4 В блок-боксы должны заводиться контрольные провода от электродов сравнения и датчиков коррозионного мониторинга, установленных на трубе. Применяемые преобразователи должны иметь возможность регулирования выходного напряжения не менее 48 В.

16.2.2.5 Электроснабжение УКЗ может осуществляться от вдольтрассовых ЛЭП или автономных источников.

16.2.2.6 Резервирование электроснабжения УКЗ, установленных на трассе газопровода, может осуществляться от автономных источников тока.

16.2.2.7 Расчет длины защитной зоны, необходимой силы тока преобразователя и количества необходимых УКЗ следует выполнять в соответствии с СТО Газпром 2-3.5-047.

16.2.2.8 Расчет параметров ЭХЗ необходимо выполнять с учетом старения изоляции. При этом сопротивление изоляции на 30-й год следует принимать равным 12150 Ом·м².

16.2.2.9 При расчете параметров УКЗ следует учитывать необходимую дополнительную силу тока, расходуемую на защитные заземления, датчики коррозии и вспомогательные электроды датчиков поляризационного потенциала.

16.2.3 Анодные заземления

16.2.3.1 Анодные заземления в установках катодной защиты могут быть как глубинные, так и поверхностные (поверхностно распределенные). В глубинных заземлениях, состоящих из нескольких заземлителей расстояние между скважинами с глубинными заземлителями должно быть 0,3 L, (L - глубина скважины).

16.2.3.2 Глубину скважины для заземлителей следует определять с учетом анализа геологического разреза; электроды анодных заземлений должны монтироваться в пластах с минимальным удельным электрическим сопротивлением.

16.2.3.3 Расчет количества элементов анодных заземлений должен выполняться в соотвествии с СТО Газпром 2-3.5-047.

Расчетный срок службы анодных заземлений следует принимать в соответствии с СТО Газпром 2-3.5-051.

16.2.3.4 При проектировании анодных заземлений в скальных грунтах необходимо использовать результаты вертикальных электрических зондирований и результаты исследований кернов из параметрических скважин.

16.2.3.5 Материалы анодных заземлений следует выбирать с учетом почвенно-грунтовых условий, в которых будут эксплуатироваться заземления.

16.2.3.6 Анодные линии следует проектировать, как правило, кабелем с медной токоведущей жилой и двойной изоляцией, допускается применение воздушных линий из сталеалюминевого изолированного провода. При проектировании анодных ВЛ учитывают ветровые нагрузки.

16.2.3.7 Коммутация кабелей к элементам глубинных анодных заземлений должна обеспечиваться с помощью КИП, смонтированных над каждым элементом. Места монтажа глубинных анодных заземлений следует обозначать специальными знаками поверх снега.

На горных участках, участках со скальным грунтом и в условиях вечной мерзлоты возможно применение протяженных анодных заземлений.

16.2.4 Протекторы

16.2.4.1 В проекте ЭХЗ газопровода протекторы следует предусматривать:

- для основной защиты кожухов (патронов) на переходах под авто- и железными дорогами;

- временной защиты от коррозии строящегося газопровода.

16.2.4.2 В качестве протекторов следует использовать магниевые протекторы ПМ 10У и ПМ 20У.

16.2.4.3 Необходимое количество протекторов определяют расчетом в соответствии с СТО Газпром 2-3.5-047.

16.2.5 Дренажная защита

16.2.5.1 Необходимость дренажной защиты следует определять по результатам изысканий.

16.2.5.2 Установку УДЗ следует проектировать в районах тяговых подстанций и местах пересечения газопровода с электрифицированной железной дорогой. При удалении ЛЧ МГ от электрифицированной железной дороги на расстояние более 2 км для защиты от коррозии блуждающими токами следует проектировать УКЗ с автоматическим поддержанием потенциала.

16.2.6 Контрольно-измерительные пункты

16.2.6.1 Контрольно-измерительные пункты располагаются в соответствии с требованиями СТО Газпром 2-3.5-051.

КИП для измерения силы тока в газопроводе должны быть смонтированы через 3-5 км ЛЧ МГ и с обеих сторон ВЭИ.

Электроды сравнения в КИП должны быть долгодействующими, срок службы в условиях эксплуатации - не менее 10 лет.

Контрольно-измерительные пункты подключаются к газопроводу медным двужильным кабелем с двойной изоляцией. Кабель присоединяется на одну отдельную клемму на клеммном щитке КИП.

16.2.7 Особенности ЭХЗ технологических трубопроводов компрессорных станций

16.2.7.1 Подземные технологические коммуникации промплощадок КС должны быть обеспечены катодной защитой. Защита трубопроводов КС обеспечивается с помощью УКЗ с сетевыми преобразователями катодной защиты. Катодные и анодные линии проектируются в кабельном исполнении, допускается их монтаж на эстакадах.

При расчете параметров ЭХЗ следует руководствоваться разделом 12 СТО Газпром 2-3.5-047.

16.2.7.2 В качестве анодных заземлений системы катодной защиты должна предусматриваться, как правило, комбинированная система глубинных анодов в сочетании с протяженными (или распределенными) анодными заземлителями.

Место строительства анодных заземлений следует выбирать с учетом перспективного строительства КС на следующих очередях (нитках) газопроводов.

16.2.8 Коррозионный мониторинг

16.2.8.1 Для КС с подземной прокладкой газопроводов необходимо предусмотреть коррозионный мониторинг.

16.2.8.2 Состав системы коррозионного мониторинга газопровода должен соответствовать требованиям СТО Газпром 2-3.5-051.

16.2.8.3 Система телеконтроля должна позволять оперативно получать информацию о работе УКЗ и дистанционно управлять режимами их работы. Телеконтроль УКЗ должен предусматривать оперативную передачу следующих данных:

- величины напряжения на входе преобразователя;

- величины напряжения на выходе преобразователя;

- силы тока УКЗ;

- величины поляризационного потенциала в точке дренажа;

- величины потенциала с омической составляющей в точке дренажа;

- показания счетчика наработки преобразователей;

- идентификационной метки работающего преобразователя (основной/резервный);

- сигнала о несанкционированном доступе в блок-бокс с преобразователем;

- параметров датчиков коррозионного состояния.

16.2.8.4 Места монтажа КДП следует проектировать в соответствии с требованиями СТО Газпром 2-3.5-051.

16.2.8.5 КДП должен иметь щиток с клеммами для подключения двух контрольных проводов, идущих от магистрального газопровода для измерения силы тока в трубе и датчиков коррозионного мониторинга. В состав КДП могут быть включены следующие устройства, монтируемые на различных глубинах, соответствующих средней и нижней образующим газопровода:

- стационарные электроды сравнения;

- устройства для измерения поляризационного потенциала;

- вспомогательные электроды - имитаторы дефекта изоляции;

- датчики (индикаторы) коррозии для определения скорости коррозии, подключенные и неподключенные к трубе;

- другие датчики, контролирующие коррозионные процессы на газопроводе.

16.2.8.6 Установку датчиков коррозии, потенциала и температуры на подземных газопроводах следует предусматривать в бесколодезном исполнении.

В месте монтажа КДП на трубе должен быть запроектирован маркер для привязки данных внутритрубной дефектоскопии.

По требованиям заказчика данные датчиков КДП могут заводиться в систему дистанционного контроля и передаваться на соответствующий диспетчерский пункт.

16.2.8.7 Систему ЭХЗ необходимо проектировать в соответствии с требованиями СТО Газпром 2-3.5-051 по учету действующих систем ЭХЗ эксплуатируемых соседних газопроводов и перспективного строительства подземных металлических сооружений вдоль трассы проектируемого газопровода.