Защита подземных газопроводов от коррозии

В 1892 г. были впервые высказаны предупреждения об опасности разрушения газовых труб, проложенных в агрессивных грунтах и под влиянием блуждающих токов.

Первая установка катодной защиты для газопровода и водопровода, проложенных вдоль трамвайной линии, была сооружена в 1906 г. в Германии. В качестве источника постоянного тока использовался генератор.

В нашей стране активная защита была внедрена в начале 1930-х годов на кабелях связи. Количество повреждений в 1933-1935 гг. составляло в среднем 1 350 повреждений оболочек кабеля в год. После устройства электрозащиты количество повреждений резко снизилось и в 40-х годах сократилось до 20-15 повреждений.

Коррозионных повреждений газопроводов, вызываемых блуждающими токами, в довоенные годы в Москве почти не наблюдалось. Это объясняется тем, что основная масса газопроводов состояла из чугунных труб.

Соотношение чугунных и стальных труб по годам выражалось в следующих цифрах:

Материал труб	1932 г.	1945 г.	1949 г.	1950 г.	1952 г.	1956 г.	1957 г.
Чугун %	90,2	72,8	57,8	36,2	22,4	4,2	3,0
Сталь %	9,8	27,2	42,2	63,8	77,6	95,8	97,0

Чугунные газопроводы с раструбными соединениями имеют несравненно большее продольное сопротивление, чем сварные стальные газопроводы, и по существу представляют собой секционированное сооружение, поэтому при расположении в поле блуждающих токов чугунные раструбные газопроводы с точки зрения коррозионной устойчивости гораздо долговечнее стальных.

Надо также принять во внимание, что чугунные трубы, будучи неизолированными, имеют большую поверхность касания с землей, в то время как стальные касаются земли лишь в местах нарушения изоляции.

При этом стенки у чугунных труб значительно толще, и вследствие этого сквозные повреждения появляются значительно медленнее.

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. Резко возросло опасное влияние на подземные металлические сооружения блуждающих токов. Доля стальных газопроводов в 1952 г. составляла 78% от общей протяженности.

Стал наблюдаться значительный рост коррозионных повреждений газопроводов. Учитывая сложившуюся ситуацию, Исполком Моссовета в своем решении (от 3.08.1953 г. за № 52/6) отметил участившиеся случаи повреждений металлических подземных сооружений от действия блуждающих токов электрифицированного транспорта и связанный с этими повреждениями ущерб, наносимый населению и городскому хозяйству, и обязал московские организации, эксплуатирующие подземные сооружения, в том числе и Управление газового хозяйства, организовать группы по контролю и защите от коррозии подземных металлических коммуникаций. Этим же решением всем проектным организациям предложили включать в проекты прокладки металлических подземных сооружений мероприятия по защите сооружений от почвенной коррозии и блуждающих токов.

В сентябре 1954 г. при лаборатории треста "Мосгаз" была организована группа защиты газопроводов от коррозии.

С первых же дней своего существования группа защиты приступила к систематическим электроизмерениям блуждающих токов на газопроводах, инструментальной проверке качества изоляционного покрытия вновь строящихся газопроводов, а также к периодической проверке состояния изоляции труб действующей газовой сети.

В 1955 г. в районе поселка "Зил" на Симферопольском бульваре были построены две электродренажн ые установки. С этого года начинается внедрение активной защиты на газовых сетях Москвы.

К моменту создания в 1962 г. Управления по защите газовых сетей от коррозии силами треста "Мосгаз" было построено 32 защитные установки, составлены маршрутные карты на все подземные газопроводы.

С 1969 по 1990 г. включительно велось массовое строительство электрозащитных установок - ЭЗУ (в среднем 130-140 установок в год). В 1990 г. Управлением эксплуатировалось 2 400 установок, из них 128 электродренажных.

В настоящее время в эксплуатации Управления находится 3 199 установок электрохимической защиты, в том числе 121 - дренажных, 2 969 - катодных, 99 - протекторных.

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.

Кроме того, этими же установками защищается 800 км смежных с газопроводами подземных 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.

Основным показателем эффективной работы ЭЗУ является обеспечение на газопроводе защитного потенциала согласно требованиям ГОСТ 9-602-89.

Величина защитного потенциала напрямую зависит от качества изоляционного покрытия. Чем выше качество изоляции, тем меньше защитный ток (соответственно - потребляемая электроэнергия) и больше зона действия ЭЗУ.

К сожалению, состояние изоляционного покрытия газопроводов не всегда соответствует требованиям ГОСТ.

Подразделения ГУП "Мосгаз" за последние 20 лет проделали значительную работу по восстановлению повреждений изоляционного покрытия.

Количество повреждений сократилось с 2 000 в год (1980 г.) до 140 повреждений в настоящее время.

Анализ расследования коррозионных повреждений (25 случаев в 1999 г. и 12 случаев за 9 месяцев 2000 г.) показывает, что все случаи коррозии тела трубы произошли в местах повреждения изоляции при строительстве газопровода.

При эксплуатации электрозащитных установок экономию возможно получить за счет следующих мероприятий:

1. Применение оборудования с более высоким кпд.

2. Снижение защитного тока.

3. Уменьшение сопротивления контура анодного заземления.

4. Повышение качества изоляционного покрытия.

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

ГУП "Мосгаз" разработана и введена в действие "Концепция по защите подземных газопроводов г. Москвы от коррозии", где предусматривается установка ИФ на жилых домах. Проекты на реконструкцию газовых сетей предусматривают также установку ИФ.

Установка фланцев решает следующие задачи:

1. Расширение зоны действия защитных установок, повышение защитного потенциала или эффективности ЭЗУ.

2. Снижение наладочных параметров с целью сокращения расхода электроэнергии, за счет исключения потерь тока перетекания на смежные коммуникации через несанкционированные электрические связи.

Всего в 1999 г. было установлено 550 фланцевых соединений, из них 181 были установлены в среднем по 16-20 шт. в отдельных микрорайонах в разных частях Москвы.

При проведении анализа результатов установки ИФ на 10 объектах установлено, что на 9 из них достигнут положительный результат; в среднем на 15-20% повысились защитные потенциалы, что позволило снизить величину защитного тока (в отдельных случаях на 50%), а также достичь величины защитного потенциала, удовлетворяющего требованиям ГОСТа.

К сожалению, по сложившейся практике проектировщики, разрабатывающие активную защиту, подключаются к проектированию на последней стадии, когда линейная часть уже спроектирована, что в ряде случаев влечет за собой неоправданные затраты на сооружение ЭЗУ и их эксплуатацию из-за вынужденного увеличения защитного тока.

Линейную часть необходимо согласовывать с отделом, р азрабатывающим мероприятия по защите на начальной стадии, что позволит значительно сократить затраты на защиту газопровода за счет снижения количества электрозащитных установок.