Значения поляризационного потенциала без омической составляющей должны находиться в пределах от -0,85 до -1,15 В.

Значения минимального и максимального защитных потенциалов в зависимости от условий прокладки и эксплуатации трубопровода приведены в таблицах 5.1 и 5.2.

 

Таблица 5.1 - Минимальные защитные потенциалы

Условия прокладки и эксплуатации трубопровода	Минимальный защитный потенциал относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения, В
	Поляризацион­ный	С омической составляющей
Грунты с удельным электрическим сопротивлением не менее 10 Ом×м или содержанием водорастворимых солей не более 1 г на 1 кг грунта или при температуре транспортируемого продукта не более 293 К (20 °С)	-0,85	-0,90
Грунты с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом×м или содержанием водорастворимых солей более 1 г на 1 кг грунта, или опасном влиянии блуждающих токов промышленной частоты (50 Гц) и постоянных токов, или при возможной микробиологической коррозии, или при температуре транспортируемого продукта более 293 К (20 °С)	-0,95	-1,05
Примечания 1. Для трубопроводов, температура транспортируемого продукта которых не более 278 К (5 °С), минимальный поляризационный защитный потенциал равен минус 0,80 В относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения. 2. Минимальный защитный потенциал с омической составляющей при температуре транспортируемого продукта от 323 К (50 °С) до 343 К (70 °С) - минус 1,10 В; от 343 К (70 °С) до 373 К (100 °С) - минус 1,15 В. 3. Для грунтов с высоким удельным сопротивлением (более 100 Ом×м) значения минимального потенциала с омической составляющей должны быть определены экспериментально или расчетным путем в соответствии с НД.

Таблица 5.2 - Максимальные защитные потенциалы

Условия прокладки и эксплуатации трубопровода	Максимальный защитный потенциал относительно насыщенного медносульфатного электрода сравнения, В
	Поляризацион­ный	С омической составляющей
При прокладке трубопровода с температурой транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С) в грунтах с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом×м или при подводной прокладке трубопровода с температурой транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С)	-1,10	-1,50
При других условиях прокладки трубопроводов:
с битумной изоляцией	-1,15	-2,50
с полимерной изоляцией	-1,15	-3,50
Примечания 1. Для трубопроводов из упрочненных сталей с пределом прочности 0,6 МПа (6 кгс/см2) и более не допускаются поляризационные потенциалы более отрицательные, чем минус 1,10 В. 2. В грунтах с высоким удельным электрическим сопротивлением (более-100 Ом×м) допускаются более отрицательные потенциалы с омической составляющей, установленные экспериментально или расчетным путем в соответствии с НД.

При осуществлении электрохимической защиты участка трубопровода, поврежденного коррозией (более 10% толщины стенки), минимальные защитные потенциалы должны быть на 0,050 В отрицательнее значений, указанных в таблице 5.1.

В процессе наладки и эксплуатации электрохимической защиты требуется контроль электродного потенциала трубопровода. Только электродный потенциал, представляющий собой скачок потенциала на фазовой границе «металл-электролит», определяет характер и скорость электрохимических процессов.

Однако обычными методами измерения разности потенциалов труба-земля установить электродный потенциал сооружения естественно нельзя, так как измеряемая при этом величина, кроме электродного потенциала, содержит и омическое падение напряжения.

Измеренное с помощью приборов значение защитного потенциала состоит из суммы потенциалов (суммарный потенциал):

 

Uсум. = Uпол +Uом, (5.1)

 

где Uпол – поляризационная составляющая (искомое напряжение на поляризующемся слое металлической поверхности);

Uом – омическая составляющая - является нежелательной погрешностью, которую при измерениях следует исключить или, по крайней мере, учесть.

Условимся считать, что:

- омическая составляющая смещения потенциала (Uoм) это неизбежное и к тому же совершенно бесполезное и даже вредное падение напряжения, вызванное током защиты на некотором сопротивлении, куда входит сопротивление электролита в порах изоляции и участок земли между трубопроводом и измерительным электродом;

- поляризационная составляющая (Uпoл) - полезное падение напряжения на поляризационном сопротивлении «металл-электролит».

Составляющими поляризационного потенциала являются естественный потенциал сооружения и наложенный потенциал от внешнего источника постоянного тока, т.е.

 

Uпол = Uест + Uнал (5.2)

 

В омическую составляющую входит падение напряжения в порах изоляции Uпор и в земле Uзем между трубопроводом и измерительным электродом, т.е.

Uом = Uпор + Uзем (5.3)

 

Основная доля тока катодной поляризации протекает через дефекты в изоляционном покрытии. Размер дефектов и удельное сопротивление грунта определяют долю поляризационного потенциала в общей разности потенциала труба-земля.

Измерения потенциалов производится приборами с входным сопротивлением не менее 10 МОм.

Наиболее распространены приборы типа ПКИ, ПКО, Орион, Менделеевец.

Прибор ПКИ-02М предназначен для автома­тизации измерений и анализа характеристик катодной и дренажной защиты подземных металлических сооружений от электрохимической коррозии.

Принцип действия прибора состоит в одновременном измерении по трём каналам постоянного (пульсирующего) напряжения и тока (последнее - измерением напряжения на внешнем шунте), а также поляризационного потенциала (по 4-му каналу) с индикацией измеряемых значений на жид­кокристаллическом дисплее, преобразовании измеренных значений в циф­ровую форму, запоминании и долговременном хранении в памяти прибора с возможностью считывания и перезаписи результатов измерений в память компьютера.

Он является переносным и предназначен для экс­плуатации в полевых и лабораторных условиях. Прикладная программа "Монитор", обеспечивает возможность визуализации, обработки, архивирования и распечатки на принтере результатов измерений.

Общий вид показан на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 – Прибор ПКИ-02

Прибор ПКО предназначен для обеспечения безопасности трубопроводного транспорта с помощью измерений электрических параметров и диагностики электрохимической защиты подземных стальных сооружений и контроля их состояния

В режиме цифрового мультиметра прибор измеряет постоянное напряжение и постоянный ток, а при работе со встроенным прерывателем - поляризационный потенциал, ток поляризации вспомогательного электрода, потенциал «труба-земля».

В режиме цифрового осциллографа прибор позволяет наблюдать на экране осциллограмму потенциала «труба-земля».

Прибор обеспечивает периодические измерения U_пп, I_п, U_тз., методом вспомогательного электрода с накоплением результатов измерений во внутренней памяти.

Прибор обеспечивает хранение в энергонезависимой памяти до 250 результатов измерений поляризационного потенциала, тока поляризации и потенциала «труба-земля» с комментариями. Время хранения - не менее 1 года.

Прибор обеспечивает возможность просмотра и обработки результатов измерений на ПЭВМ, совместимую с IBM/РС.

Общий вид прибора приведен на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4 – Прибор ПКО

 

ИПП-1 позволяет проводить измерения поляризационного и суммарных потенциалов, а также тока поляризации (рис. 5.5). Прибор может быть использован в качестве регистратора с возможностью записи и хранения результатов. Поставляется совместно с программным обеспечением, позволяющим наглядно представлять записанную информацию в виде таблиц и графиков.

Рисунок 5.5 – Прибор «Менделеевец»