Блуждающие токи: измерение, причины, коррозия и защита — вопросы и ответы

Блуждающими называют электрические токи, которые распространяются по земле и подземным металлическим сооружениям вне предназначенного для них электрического контура. Попадая на трубопроводы, оболочки кабелей и другие проводящие конструкции, они могут создавать условия для ускоренной электрохимической коррозии.

Одним из характерных источников являются системы электрического транспорта постоянного тока, где часть тягового тока может уходить из рельсов в землю. Источниками также могут быть другие системы постоянного тока при наличии путей утечки.

Главная опасность — электрокоррозия металлических сооружений. Она способна приводить к локальному разрушению металла, повреждению трубопроводов, металлических оболочек кабелей и других подземных конструкций.

Это электрохимическое разрушение металла под воздействием внешнего электрического тока. Особенно опасными становятся участки, где ток выходит из металлического сооружения в окружающую электролитическую среду.

В зоне риска могут находиться:

• подземные стальные трубопроводы;
• газопроводы и водопроводы;
• тепловые сети;
• металлические оболочки кабелей;
• подземные металлические конструкции;
• системы заземления;
• другие протяжённые металлические сооружения в грунте.

Протяжённый металлический трубопровод может стать удобным проводящим путём для тока. На отдельных участках ток входит в сооружение, перемещается по металлу, а затем выходит обратно в грунт. Именно зоны выхода постоянного тока требуют особого внимания с точки зрения электрокоррозии.

Да. Воздействию могут подвергаться металлические оболочки и другие проводящие элементы кабельных линий. Для кабельных сооружений применяются специальные измерения потенциалов, разности потенциалов, силы и направления токов в зависимости от конструкции линии и задачи обследования.

Надёжно определить их наличие можно с помощью электрических измерений. Специалисты исследуют потенциалы и их изменение во времени, разности потенциалов и другие параметры в контрольных точках.

Конкретная методика зависит от объекта. При обследовании могут измеряться разности потенциалов между точками земли, потенциалы подземного сооружения относительно электрода сравнения, а также изменение этих величин во времени. Полученные данные анализируют для определения наличия и опасности воздействия токов.

Для защиты подземных сооружений одним из основных документов является ГОСТ 9.602-2016 «Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии». Для отдельных видов объектов могут применяться дополнительные отраслевые нормативные документы.

ГОСТ 9.602-2016 предусматривает измерение разности потенциалов между точками земли с применением электродов сравнения. Для предусмотренной стандартом методики одним из критериев регистрации наличия блуждающих токов является превышение абсолютного значения или размаха измеряемой величины 0,5 В с учётом различия потенциалов электродов.

Электрод сравнения используется как стабильная опорная точка при измерении электрического потенциала сооружения относительно грунта. В исследованиях подземных металлических сооружений широко применяются медно-сульфатные электроды сравнения.

Блуждающие токи способны изменяться во времени вместе с режимом работы источника. Поэтому в зависимости от задачи необходимо наблюдать динамику потенциалов, а не ограничиваться одним мгновенным показанием прибора.

Да. Для протяжённых сооружений измерения в одной точке не дают полной картины. Количество и расположение контрольных точек выбирают с учётом трассы сооружения, предполагаемого источника токов и требований применяемой методики.

При правильно организованном комплексе измерений можно исследовать характер распределения потенциалов и направления токов. Это необходимо для поиска опасных участков и выбора мероприятий по защите сооружения.

В контексте воздействия постоянного блуждающего тока особое внимание уделяют участкам, где ток выходит из металлического сооружения в электролитическую среду. Такие участки связаны с повышенной опасностью электрохимического разрушения металла.

Нет. Можно обнаружить последствия коррозии, но по внешнему виду нельзя достоверно определить её электрическую причину. Для подтверждения воздействия блуждающих токов необходимы измерения.

Обследование целесообразно при проектировании или эксплуатации подземных металлических сооружений в потенциально опасной зоне, при появлении необъяснимой локальной коррозии, повторяющихся повреждениях трубопровода или металлической оболочки кабеля, а также при необходимости оценить эффективность существующей электрохимической защиты.

Для проектируемых подземных стальных сооружений оценка коррозионной опасности позволяет учесть условия трассы ещё до ввода объекта в эксплуатацию и определить необходимость соответствующих защитных мероприятий.

Способ защиты выбирается после обследования. Для подземных стальных сооружений применяются защитные покрытия и средства электрохимической защиты. Также могут приниматься меры по ограничению блуждающих токов непосредственно на источнике и изменению проектных решений.

Это комплекс технических решений, предназначенных для снижения электрохимической коррозии металлического сооружения. Конкретная система выбирается на основании характеристик объекта, состояния покрытия, результатов измерений и расчётов.

Нет. Заземление и защита от коррозии блуждающими токами решают разные задачи. Нельзя считать дополнительное заземление универсальным способом устранения электрокоррозии. Изменение электрических связей без обследования может изменить распределение токов и потенциалов.

Катодная поляризация является одним из основных способов электрохимической защиты подземных стальных сооружений. Однако параметры системы должны рассчитываться для конкретного объекта с учётом внешних источников токов и взаимного влияния соседних сооружений.

Состав документации определяется техническим заданием и программой обследования. В отчётных документах могут фиксироваться точки и условия измерений, применённые приборы, измеренные потенциалы и другие параметры, результаты оценки наличия или опасного воздействия блуждающих токов и выводы по обследованию.

Для предварительной оценки желательно предоставить:

• тип обследуемого сооружения;
• схему или план трассы;
• протяжённость объекта;
• адрес и местонахождение;
• сведения о предполагаемых источниках блуждающих токов;
• данные о существующей электрохимической защите;
• имеющиеся результаты предыдущих измерений;
• цель проведения обследования.

Стоимость зависит от протяжённости и типа сооружения, количества контрольных точек, необходимой продолжительности наблюдений, доступности трассы, местонахождения объекта, требуемого состава измерений и отчётной документации.

Да. Измерения потенциалов и оценка коррозионной опасности применяются в том числе к эксплуатируемым подземным сооружениям. Возможность конкретных измерений определяется конструкцией объекта и наличием доступных контрольных точек.

Да. Для протяжённого объекта формируется программа измерений с контрольными точками по трассе. Это позволяет получить картину распределения потенциалов и выделить участки, требующие более детального исследования.

Комплексное обследование может помочь установить связь изменений измеряемых параметров с работой предполагаемого источника. Для этого анализируют расположение объекта, характер изменения потенциалов во времени и другие данные. В сложных случаях требуется расширенная программа измерений.

Передайте специалистам описание объекта, план или схему трассы, протяжённость, адрес, сведения о подземных металлических сооружениях и предполагаемых источниках токов. После анализа исходных данных можно определить программу обследования, необходимое количество измерений и стоимость работ.