Не работает станция катодной защиты

Системы катодной защиты (СКЗ) являются универсальным средством защиты трубопроводных линий от коррозии. Использование электромагнитных локаторов позволяет решить ряд основных проблем, влияющих на эффективность работы систем катодной защиты.

9.2.1 Трассировка и поиск неисправностей кабелей, выходящих из преобразователя — выпрямителя

Высокое напряжение и низкое значение тока в преобразователевыпрямителе указывают на проблемы, связанные с либо с подающими кабелями, либо с анодами, расположенными в заземляющем слое.

Отключите питание переменного тока от преобразователявыпрямителя при проведении локации и поиске неисправностей.

Локация положительного подающего кабеля. Выполните прямое подключение генератора к положительному подающему кабелю у преобразователя — выпрямителя, а заземляющий провод генератора присоедините к заземлению преобразователя — выпрямителя или отрицательному подающему кабелю так, чтобы они не были расположены параллельно.

Выполните трассировку кабеля от преобразователя — выпрямителя до заземляющего слоя.

Резкая потеря отклика будет указывать на излом кабеля или повреждение в точке присоединения к аноду в заземляющем слое.

Это может быть вызвано повреждением соединения у одного или нескольких анодов в заземляющем слое. Достаточно просто использовать локаторы для определения этой проблемы, если имеется доступ к месту соединения положительного питающего провода с анодами.

Выполните прямое соединение генератора с контрольной клеммой анода, отсоединив его от подающего кабеля. Заземлите генератор с помощью штыря в заземляющем слое.

Используйте приемник для последовательного контроля сигнала на каждом из проводов, ведущих к аноду. Каждый из проводов должен давать примерно одинаковый отклик. Провод, который дает существенно меньший отклик, указывает на анод, теряющий работоспособность.

Выполните трассировку и поиск повреждений «отрицательного» подводящего кабеля. Подведите напрямую сигнал генератора к отрицательному подающему кабелю у преобразователя — выпрямителя, а заземляющий провод генератора присоедините к заземлению преобразователя — выпрямителя или положительному подающему кабелю так, чтобы они не были расположены параллельно. Проведите трассировку подающего кабеля до точки стока СКЗ и далее в любом направлении линии.

Резкое падение отклика будет указывать на излом или повреждение кабеля, либо изменение его глубины залегания.

9.2.2 Локация протекторов трубопроводной линии

Локация соединений трубопроводной линии с расходуемыми анодами (протекторами) может быть выполнена путем ввода сигнала генератора в трубу предпочтительно в изолированный фланец или стык при подключении заземляющего провода генератора к контрольному проводу с другой стороны от фланца/стыка.

При этом не должно быть серьезных дефектов покрытия, которые приведут к резкому падению отклика вблизи соединения с каждым анодом.

9.2.3 Измерение переменного тока в трубопроводной линии

Трассировка трубопровода в пассивном режиме локации покажет наличие определенной величины блуждающих токов промышленной частоты 50/60 Гц. Некоторые типы локаторов позволяют измерять величину этих сигналов в мА. Эти показания с большой степенью вероятности не будут точными из-за наличия флуктуаций сигнала промышленной частоты 50/60 Гц, однако они могут быть использованы как основа для последующего сравнения.

9.2.4 Тестирование целостности изолированных фланцев

Введите сигнал генератора в контрольный провод изолированного фланца и выполните независимое удаленное заземление.

Сначала присоедините перемычку к изолированному фланцу и проведите трассировку по направлению от фланца в незащищенную сторону трубы. Отметьте направление трубопроводной линии. затем отсоедините перемычку и генератор.

Снова подключите генератор к защищенной стороне трубопроводной линии на расстоянии, по крайней мере, 50-ти метров от изолированного фланца (для этой цели может быть использована контрольная точка СКЗ). Проведите трассировку в направлении незащищенной стороны трубопроводной линии при максимальном уровне усиления приемника. Появление отклика будет указывать на то, что изолированный фланец поврежден и ток проходит.

Поврежденный болт изолированного фланца может быть определен при подключении генератора к контрольной точке СКЗ на расстоянии, по крайней мере, 50-ти метров от изолированного фланца на защищенной стороне трубопроводной линии. Поврежденный болт, проводящий ток, может быть найден с помощью антенны-стетоскопа, которую необходимо приложить к резьбовой части болта между фланцами.

Обследуйте последовательно каждый болт для поиска того болта, который дает отклик и, соответственно, поврежден.

Источник

Руководство по эксплуатации средств противокоррозионной защиты подземных газопроводов

НЕИСПРАВНОСТИ СЕТЕВЫХ КАТОДНЫХ СТАНЦИЙ ТИПА КСС

И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ*

*Приложение разработано Е.А. Никоненко и Я.М. Эдельманом

Возможные причины неисправностей

Способы устранения неисправности

При включении станции в сеть переменного тока отсутствует напряжение выпрямленного тока, показания вольтметра и амперметра равны нулю.

Неплотно вставлены или перегорели один или оба предохранителя (КСС-150, КСО-300, КСС-600).

Проверить исправность предохранителей, неисправные предохранители заменить.

Неисправен выключатель в цепи высшего напряжения

Вынуть блок станции из шкафа, проверить выключатель, устранить неисправность или заменить выключатель.

Обрыв или излом проводов высшего напряжения.

Вынуть блок станции из шкафа, проверить состояние монтажных проводов и устранить обнаруженные повреждения.

Показания вольтметра равны нулю. Амперметр показывает наличие выпрямленного тока.

Обрыв монтажного провода.

Вынуть блок станции из шкафа, проверить монтаж проводов вольтметра и его неисправность. Заменить или отремонтировать неисправный вольтметр, устранить неисправность монтажных проводов.

Показания амперметра равны нулю. Вольтметр показывает наличие напряжения выпрямленного тока.

Неисправен амперметр. Обрыв монтажного провода от шунта к амперметру.

Проверить наличие и величину выпрямленного тока во внешней цепи СКЗ контрольным прибором. Если ток есть, вынуть блок станции из шкафа, заменить или отремонтировать неисправный амперметр, устранить неисправность монтажных проводов.

Обрыв внешней цепи. СКЗ

Проверить внешнюю цепь СКЗ, контакты, анодное заземление. Отремонтировать поврежденные элементы внешней цепи.

Проверять нагрузку при сниженном напряжении вторичной цепи. Путем переключения ступеней регулирования напряжения уменьшить нагрузку станции.

Замыкание цепи выпрямленного тока на корпус.

Вынуть блок станции из шкафа. Проверить с помощью омметра и мегомметра изоляцию между корпусом и цепью выпрямленного тока.

При включении катодной станции один или оба предохранителя в цепи высшего напряжения перегорают (КСС-150, КСС-300, КСС-600) или срабатывает автоматический выключатель (КСС-1200)

Проверить нагрузку при сниженном напряжении вторичной цепи. Путем переключения ступеней регулирования напряжения уменьшить нагрузку станции.

Замыкание цепи выпрямленного тока на корпус.

Вынуть блок станции из шкафа. Проверить с помощью омметра и мегомметра изоляцию между корпусом и цепью выпрямленного тока. Повреждение устранить.

Короткое замыкание в выпрямительном блоке.

Вынуть блок станции из шкафа. Проверить каждый выпрямительный элемент, неисправные заменить элементами с совпадающими характеристиками.

Межвитковые замыкания в понижающем трансформа-

Проверить трансформатор на отсутствие замыкания на холостом ходу. Неисправ-

ный трансформатор отремонтировать или заменить исправным.

При проверенном напряжении сети переменного тока и номинальной нагрузке катодная станция при переключении величины напряжений переключателями грубой и плавной регулировки дает напряжение, величина которого меньше указанной в паспорте.

Значительное старение выпрямительных элементов.

Вынуть блох станции из шкафа. Извлечь блок выпрямителей. Проверить характеристики элементов. Если они значительно отличаются от эталонных, заменить блок выпрямителей.

Увеличение сопротивления цепи СКЗ.

Проверить цепь выпрямленного тока СКЗ (провода, контакты, анодные заземления). Довести сопротивление СКЗ до нормы (ремонт цепи, переделка контактов, увеличение или замена анодного заземления и др.). Включить дополнительную установку КСС последовательно с действующей.

В процессе эксплуатации сила выпрямленного тока возрастает. При ограничении силы тока защитная зона СКЗ газопровода снижается.

Снижение сопротивления изоляции газопровода.

Определить причины изменения режима. Провести электрометрические исследования на газопроводе. Включить дополнительную установку КСС параллельно действующей. Снизить выпрямленный (защитный) ток путем включения дополнительных СКЗ на трассе. Выполнить ремонт изоляции газопровода.

НЕИСПРАВНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ

ТИПА ПАСК-0,6 5 И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Возможные причины неисправности

Способ устранения неисправности

Станция при включении не работает.

Отсутствует напряжение питающей сети.

Проверить наличие напряжения кнопкой «Сеть».

Сгорели предохранители Пр-1/Пр-З в силовой группе или Пр в блоке управления.

Вышел из строя блок управления.

Заменить блок управления.

Произошел обрыв в цепи нагрузки.

Проверить цепь нагрузки (дренажный кабель, анодное заземление, контакты), подтянуть болтовые соединения, восстановить контакты.

Станция не работает в автоматическом режиме, но работает в неавтоматическом.

Не выставлен потенциал «труба-земля». Вышел из строя измерительный блок.

Произошел обрыв в цепи стационарного неполяризующегося медносульфатного электрода.

Источник

ОБОРУДОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИИ
РАЗРАБОТКИ

Блог технической поддержки моих разработок

Катодная защита от коррозии. Принцип действия, основные понятия.

Больше 15 лет я разрабатываю станции катодной защиты. Требования к станциям четко формализованы. Есть определенные параметры, которые должны быть обеспечены. А знание теории защиты от коррозии совсем не обязательно. Гораздо важнее знание электроники, программирования, принципов конструирования электронной аппаратуры.

Создав этот сайт, я не сомневался, что когда-нибудь там появится раздел катодная защита. В нем я собираюсь писать о том, что я хорошо знаю, о станциях катодной защиты. Но как-то не поднимается рука писать о станциях, не рассказав, хотя бы коротко, о теории электрохимической защиты. Постараюсь рассказать о таком сложном понятии как можно проще, для не профессионалов.

История развития катодной защиты настолько занимательная глава, что я изложил ее в отдельной статье. Она не имеет практического значения. Просто интересно.

Для того чтобы защитится от коррозии, надо понять, что такое коррозия, природу ее происхождения.

Электрохимическая коррозия.

Коррозию можно определить как реакцию материала с окружающей средой, вызывающую в нем ощутимые изменения.

Изменения – понятие расплывчатое. Поэтому существует понятие коррозионного повреждения, основными признаками которого является нарушение функционирования объекта, например разрушение все той же металлической трубы. Не все реакции ведут к повреждению. Если труба станет коричневой или зеленой, но не будет протекать, это не будет считаться коррозионным повреждением.

Материалы и окружающая среда бывают разными. Бывают разными и реакции между ними. В основе коррозии могут лежать чисто химические реакции. Но вряд ли кого-либо заинтересует коррозия висмута в растворе дигидрофосфата натрия. Гораздо важнее знать о коррозии железной трубы, закопанной в землю.

Так вот, практический интерес имеет коррозия металлических материалов в водных средах, т.е. электрохимическая коррозия. В основе ее лежат реакции, имеющие электрохимическую природу.

В детстве я был любознательным мальчиком. Я проводил опыты по гальваническому осаждению меди на железные предметы, чем удивлял своих одноклассников. Но еще больше я поразил их, когда принес в школу лезвие от безопасной бритвы с вырезанной на нем сквозной надписью. Эффект я усилил сказав, что сделал это лазером. Конечно, я просто покрыл лезвие лаком, иголкой выцарапал надпись, опустил в жестяную банку с раствором соли, подключил электрический ток и немного подождал. Теперь я понимаю, что мои детские опыты были иллюстрацией того, как происходит электрохимическая коррозия и как от нее защититься. (Рассказ о моих детских опытах не художественный вымысел, а чистая правда.)

Итак, объекты процесса электрохимической коррозии:

среда – раствор электролита (почва всегда влажная, поэтому это тоже раствор электролита);
граница раздела среда-металл;
металл.

Все перечисленные объекты способны проводить электрический ток, обладают хорошей электропроводностью. В растворе электролита содержатся анионы и катионы. Они создают электрический ток. Ток протекает через участок металл – раствор электролита. За счет этого тока на границе раздела происходит электрохимическая реакция, на которую могут влиять еще и внешние токи. Влиять они могут по-разному, как усиливать коррозию, так и замедлять ее.

За счет тока на границе образуется разность потенциалов. Ее невозможно измерить. Поэтому измеряют потенциал специального электрода сравнения. Он является своеобразным суммарным показателем электрохимической реакции.

Физическое объяснение электрохимической коррозии выглядит так. В металле присутствуют ионы железа (положительно заряженные) и электроны (с отрицательным зарядом). Оба компонента реагируют с раствором электролита.

При положительном токе металл переходит в раствор, что связано с прохождения ионов и вызывает потерю массы металла (растворение металла).
При отрицательном токе в раствор проходят электроны, и происходит это без потери массы металла.

В первом случае происходит анодная, а во втором случае — катодная электрохимические реакции. Анодная реакция (растворение металла) вызывает коррозию. Катодная реакция является процессом обратным коррозии и используется в гальванотехнике для нанесения гальванических покрытий.

Принцип действия катодной защиты.

Понятно, что для защиты объекта от коррозии необходимо вызвать катодную реакцию и не допустить анодную. Сделать это можно, если искусственно создать отрицательный потенциал на защищаемом объекте.

Для этого необходимо разместить в среде (почве) анодные электроды и подключить внешний источник тока: минус к объекту защиты, а плюс – к анодным электродам. Ток пойдет по цепи анодный электрод – почвенный электролит – объект защиты от коррозии.

С точки зрения гальванических процессов металлический объект будет катодом, а дополнительный электрод – анодом.

Таким образом, коррозия объекта прекратится. Разрушаться будет только анодный электрод. Он называются анодным заземлением. Анодные электроды делают из инертного материала и периодически меняют.

Станция катодной защиты.

Ток для катодной защиты вырабатывает специальное устройство — станция катодной защиты.

По сути это источник вторичного электропитания, специализированный блок питания. Т.е. станция подключается к питающей сети (как правило

220 В) и вырабатывает электрический ток с заданными параметрами.

Вот пример схемы системы электрохимической защиты подземного газопровода с помощью станции катодной защиты ИСТ-1000.

Станция катодной защиты установлена на поверхности земли, вблизи от газопровода. Т.к. станция эксплуатируется на открытом воздухе, то она должна иметь исполнение IP34 и выше. В этом примере используется современная станция, с контроллером GSM телеметрии и функцией стабилизации потенциала.

В принципе, станции катодной защиты бывают очень разными. Они могут быть трансформаторными или инверторными. Могут быть источниками тока, напряжения, иметь различные режимы стабилизации, различные функциональные возможности.

Станции прошлых лет это громадные трансформаторы с тиристорными регуляторами. Современные станции это инверторные преобразователи с микропроцессорным управлением и GSM телемеханикой.

Выходная мощность устройств катодной защиты, как правило, находится в диапазоне 1 – 3 кВт, но может доходить и до 10 кВт. Станциям катодной защиты и их параметрам посвящена отдельная статья.

Нагрузкой для устройства катодной защиты является электрическая цепь: анодное заземление – почва – изоляция металлического объекта. Поэтому требования к выходным энергетическим параметрам станций, прежде всего, определяют:

состояние анодного заземления (сопротивление анод-почва);
почва (сопротивление грунта);
состояние изоляции объекта защиты от коррозии (сопротивление изоляции объекта).

Все параметры станции определяются при создании проекта катодной защиты:

рассчитываются параметры трубопровода;
определяется величина защитного потенциала;
рассчитывается сила защитного тока;
определяется длина защитной зоны;
выбирается место установки станции;
определяется тип, место расположения и параметры анодного заземления;
окончательно рассчитываются параметры станции катодной защиты.

Применение.

Катодная защита от коррозии получила широкое распространение для электрохимической защиты:

подземных газопроводов и нефтепроводов;
трубопроводов теплосетей и водоснабжения;
оболочек электрических кабелей;
крупных металлических объектов, резервуаров;
подземных сооружений;
морских судов от коррозии в воде;
стальной арматуры в железобетонных сваях, в фундаментах.

Применение катодной защиты обязательно для газопроводов низкого и среднего давления, магистральных газопроводов, нефтепроводов.

Источник

Не работает станция катодной защиты