СТАНДАРТОРГАНИЗАЦИИ

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ
ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

СТО Газпром 9.2-003-2009

Москва2009

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНОбществом с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институтприродных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ»

2 ВНЕСЕН Отделомзащиты от коррозии Департамента по транспортировке, подземному хранению ииспользованию газа ОАО «Газпром»

3 УТВЕРЖДЕН ИВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ распоряжением ОАО «Газпром» от 4 мая 2009г. № 114

4 ВЗАМЕН СТОГазпром 2-3.5-047-2006 «Инструкция по расчету и проектированию электрохимическойзащиты от коррозии магистральных газопроводов»

Содержание

Введение

Настоящий стандарт разработанв соответствии с перечнем приоритетных научно-технических проблем ОАО «Газпром»на 2002-2006 гг., утвержденным Председателем Правления ОАО «Газпром» А.Б.Миллером (от 15.04.2002 АМ-2121), пункт 6.5 «Разработка методов, материалов,технологий и оборудования для противокоррозионной защиты магистральныхгазопроводов, газовых промыслов, перерабатывающих заводов и морскихгазопроводов и других объектов Единой системы газопроводов. Создание отраслевойсистемы коррозионного мониторинга, включая нормативно-техническуюдокументацию».

В документе представленытребования к проектированию катодной, протекторной и дренажной системы защитыподземных стальных сооружений ОАО «Газпром» с учетом особенностей ихэксплуатации и новейших научно-технических разработок и достижений в областиэлектрохимической защиты, накопленных научными, проектными, эксплуатирующимиорганизациями ОАО «Газпром».

Представленные в документеметоды расчета и проектирования электрохимической защиты подземных сооруженийот коррозии разработаны с учетом требований действующих национальных стандартови нормативных документов ОАО «Газпром» и соответствуют уровню международныхстандартов.

Стандарт разработанспециалистами ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовыхтехнологий - Газпром ВНИИГАЗ» Д.Н. Запеваловым, Н.Н. Глазовым, Б.И.Хмельницким, Н.К. Шамшетдиновой с участием специалистов ООО«Нефтегазэкспертиза» Ф.К. Фатрахманова и ОАО «Газпром» - Н.Г. Петрова и М.Л.Долганова.

СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГООБЩЕСТВА «ГАЗПРОМ»

Датавведения - 2010-01-25

1 Область применения

1.1 Настоящий стандартустанавливает требования к проектированию и расчету электрохимической защитыгазопроводов и продуктопроводов, подземных металлических сооруженийкомпрессорных станций, газораспределительных станций, промысловых объектовдобычи газа и других сооружений, выполненных из низколегированных углеродистыхсталей, от подземной (грунтовой) коррозии.

1.2 Настоящийстандарт обязателен для применения при проектировании, строительстве ивыполнении пусконаладочных работ систем электрохимической защиты подземных стальныхсооружений ОАО «Газпром» от коррозии.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандартеиспользованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТР 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защитеот коррозии

СТОГазпром 2-6.2-149-2007 Категорийность электроприемников промышленныхобъектов ОАО «Газпром»

ВСН39-1.8-008-2002 Указания по проектированию вставок электроизолирующих на магистральныхи промысловых трубопроводах

СТОГазпром НТП 1.8-001-2004 Нормы технологического проектирования объектовгазодобывающих предприятий и станций подземного хранения газа

СТОГазпром 2-3.5-051-2006 Нормы технологического проектирования магистральныхгазопроводов

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразнопроверить действие ссылочных стандартов по соответствующим указателям,составленным на 1 января текущего года, и информационным указателям,опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), топри пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным(измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, тоположение, в котором дана ссыпка на него, применяется в части, не затрагивающейэту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандартеприменены термины и определения в соответствии с СТО Газпром «Электрохимическаязащита от коррозии. Основные требования» (проект).

4 Обозначения исокращения

В настоящем стандартеиспользованы следующие обозначения и сокращения:

АВО - агрегат воздушногоохлаждения;

AЗ - анодное заземление;

АРМ - автоматизированноерабочее место;

ВКО - высокая коррозионнаяопасность;

ВЛ - воздушная линияэлектропередачи;

ВЭИ - вставкаэлектроизолирующая;

ГАЗ - глубинное анодноезаземление;

ГИС - газоизмерительнаястанция;

ГРС - газораспределительнаястанция;

ДКС - дожимная компрессорнаястанция;

КИП -контрольно-измерительный пункт;

КС - компрессорная станция;

КТП -комплектно-трансформаторная подстанция;

КЦ - компрессорный цех;

ЛЭП - линия электропередачи;

МСЭ - медносульфатныйэлектрод сравнения;

НД - нормативнаядокументация;

ПКО - повышенная коррозионнаяопасность;

ПУ - пылеуловитель;

ПУЭ - правила устройстваэлектроустановок;

ПХГ - подземное хранениегаза;

ПЭБ - производственно-эксплуатационныйблок;

СНиП - строительные нормы иправила;

ЭХЗ - электрохимическаязащита;

УДЗ - установка дренажнойзащиты;

УКЗ - установка катоднойзащиты;

УКПГ - установка комплекснойподготовки газа;

УПЗ - установка протекторнойзащиты;

УПР - унифицированныепроектные решения.

5 Требования к проектнойдокументации

5.1 Проектированиесистемы ЭХЗ строящихся и реконструируемых подземных сооружений должноосновываться на данных изысканий, которые должны включать следующие работы:

- измерениеудельного электрического сопротивления грунта на линейной части трубопровода -по всей трассе с шагом 100 мна проектной глубине укладки трубы;

- измерениеудельного электрического сопротивления грунта для промышленных площадок - вцентре квадратов со стороной, равной 10м, количество квадратов определяется из общей площадиплощадки;

- определениеналичия параметров блуждающих токов и установление их источников;

- оценкувозможного влияния высоковольтных линий электропередачи переменного тока;

- определениеглубины промерзания грунта на участках размещения средств ЭХЗ;

- выбор местразмещения средств ЭХЗ;

- выбор источниковэлектроснабжения средств ЭХЗ в соответствии с требованиями СТОГазпром 2-3.5-051;

- съемку наместности площадок для размещения элементов системы ЭХЗ;

- вертикальноеэлектрическое зондирование на площадках размещения глубинных анодныхзаземлений;

- сбор сведений окоррозии и параметрах ЭХЗ соседних и/или пересекающих проектируемое сооружениеподземных коммуникаций.

5.2 Проектнаядокументация (проект) [1]на электрохимическую защиту всех сооружений выделяется в отдельный раздел ивключает следующие стадии со следующим содержанием:

5.2.1 Стадия « Проектнаядокументация»:

- планы трасспроектируемых трубопроводов или план проектируемых подземных коммуникацийпромышленной площадки с размещением устройств ЭХЗ и источников блуждающихтоков;

- принципиальныеустановочные схемы устройств, принятых для электрохимической защиты откоррозии, и источники электроснабжения средств ЭХЗ;

- пояснительнаязаписка с указанием конструкции и материалов изоляционного покрытиятрубопровода, типа и количества средств ЭХЗ, ведомость потребности в основном оборудовании.

5.2.2 Стадия «Рабочаядокументация»:

- план трассыпроектируемых трубопроводов с нанесенными линейными сооружениями(трубопроводами, кабелями, линиями электропередачи и др.), с проектируемыми исуществующими устройствами ЭХЗ;

- планы размещенияпроектируемых устройств ЭХЗ с привязкой мест расположения УКЗ, УДЗ,протекторов, анодных заземлений, соединительных дренажных линий и линийэлектроснабжения;

- местаподключения дренажных кабелей к подземным трубопроводам и источникам блуждающихтоков, которые необходимо привязать к постоянным ориентирам и к пикетам;

- сводный планинженерных сетей подземных коммуникаций промышленных площадок КС, ДКС, ГРС идругих объектов с размещением проектируемых устройств ЭХЗ;

- ведомостьразмещения контрольно-измерительных пунктов;

- принципиальныемонтажные схемы средств ЭХЗ;

- установочныечертежи;

- ведомостьучастков, схемы подключения и ток поляризации для участков магистральныхтрубопроводов при контроле изоляции методом катодной поляризации;

- спецификация оборудованияи ведомость материалов.

5.3 Пояснительнаязаписка должна содержать:

- основание дляразработки проекта;

- характеристикузащищаемых сооружений;

- сведения обисточниках блуждающих токов; при необходимости должна включать согласование со службамиэксплуатации источников блуждающих токов (железной дороги и др.) на подключениесредств дренажной защиты;

- оценкукоррозионной ситуации;

- обоснованиепринятых проектных решений;

- обоснованиевыбора установок ЭХЗ (при отсутствии соответствующих указаний в техническихусловиях);

- количество ипараметры средств ЭХЗ.

6 Требования к выборусредств ЭХЗ

6.1 Общие требования

6.1.1 Средстваэлектрохимической защиты подземных сооружений от коррозии должны бытьопределены в отдельном разделе проектной документации, которая разрабатываетсяодновременно с проектом нового (или реконструируемого) сооружения. Применяемыеизделия и материалы должны быть разрешены к применению на объектах ОАО«Газпром».

6.1.2Проектирование электрохимической защиты следует осуществлять с учетомтребований СТОГазпром НТП 1.8-001. Основные технические решения рекомендуется формироватьна основе Унифицированных проектных решений (УПР) [2],[3].

6.1.3Проектируемые средства электрохимической защиты должны обеспечить необходимуюстепень защиты (катодной поляризации) сооружений с учетом их конфигурации икоррозионной ситуации на участке, в том числе состояния изоляционного покрытия,коррозионной агрессивности грунтов, влияния блуждающих токов.

6.1.4Электрохимическую защиту сооружений следует проектировать с определением наначальный и конечный периоды эксплуатации следующих параметров:

- для установоккатодной защиты - силы защитного тока и напряжения на выходе УКЗ;

- для установокпротекторной защиты - силы защитного тока;

- для установокдренажной защиты - силы тока дренажа.

6.1.5 Системуэлектрохимической защиты подземных сооружений следует проектировать с учетом действующейэлектрохимической защиты эксплуатируемых сооружений и их перспективногостроительства.

Прокладка кабельных линийсистемы ЭХЗ должна осуществляться в соответствии с требованиями Правил [4].

6.1.6 Ввод вэксплуатацию средств ЭХЗ для магистральных газопроводов, предусмотренныхпроектом, должен осуществляться в сроки, регламентируемые СТОГазпром 2-3.5-051, для других объектов, указанных в разделе 1, должны бытьпредусмотрены такие же сроки ввода в эксплуатацию.

6.1.7 Припроектировании электрохимической защиты подземных сооружений в зоне действияэлектрохимической защиты эксплуатируемых сооружений необходимо учитывать данныеот эксплуатирующих организаций о параметрах действующих установокэлектрохимической защиты и о режимах их работы.

6.1.8 С цельюобеспечения эффективной электрохимической защиты подземных сооружений иснижения негативного влияния на соседние сооружения в проекте следуетпредусматривать использование электроизолирующих вставок в соответствии сдействующими НД.

6.1.9 При наличииопасного влияния на подземное сооружение высоковольтных ВЛ следуетпредусматривать мероприятия по его ограничению в соответствии с действующимиНД.

6.1.10 Предельнодопустимая величина индуцированного напряжения на участках влияниявысоковольтных ВЛ - 60 В.

6.1.11 Всекабельные подключения к объекту защиты и AЗ должны осуществляться черезконтрольно-измерительные пункты (КИП).

6.1.12 В проектеэлектрохимической защиты газопровода должен быть предусмотрен дистанционныйконтроль УКЗ и УДЗ.

При проектированиидистанционного контроля следует предусматривать вывод контролируемых параметровна автоматизированное рабочее место (АРМ) ЭХЗ с возможностью регулирования режимовУКЗ.

6.1.13 Припроектировании катодной защиты газопровода УКЗ следует размещать, как правило,рядом с линейными кранами газопровода. Иное размещение УКЗ осуществляется приналичии технического обоснования.

6.1.14 Припроектировании катодной защиты промысловых сооружений УКЗ следует размещать сучетом схем газосборных сетей, протяженности газовых шлейфов/коллекторов иместорасположения и конструкций скважин и/или кустов скважин.

6.1.15 В составе проектагазопровода для районов со сложным рельефом и болотистой местности следуетпредусматривать возможность подъезда к УКЗ, УДЗ.

6.1.16 Припроектировании электрохимической защиты трубопроводов различного назначения(магистральные газопроводы, распределительные газопроводы, продуктопроводы)следует предусматривать раздельную электрохимическую защиту для каждоготрубопровода с учетом установки между ними при необходимости изолирующихсоединений.

6.1.17 Система ЭХЗпроектируемого сооружения не должна оказывать негативного влияния на соседниекоммуникации.

6.1.18 Приопределении системы электрохимической защиты подземных коммуникаций возможна ихсовместная и раздельная защита. Раздельная электрохимическая защита реализуетсяот независимых источников поляризации (источников тока или протекторов),эффективность которой повышается при применении электроизолирующих вставок иявляется предпочтительной в следующих случаях:

- при расстоянияхмежду газопроводами и другими подземными коммуникациями более 50м;

- при большомразличии параметров защитных покрытий смежных коммуникаций (отличие величинпереходного сопротивления более чем в три раза);

- принеобходимости защиты участка каждого газопровода многониточного коридора токомсилой более 10 А.

При необходимости разделенияэлектрохимической защиты отдельных коммуникаций КС, ГРС, ГИС (локальная защита)или этих объектов и линейной части газопроводов, а также газопроводовразличного назначения и различных собственников следует использоватьэлектроизолирующие вставки.

6.1.19 Дляобеспечения совместной электрохимической защиты следует проектироватьэлектрические перемычки между защищаемыми и смежными коммуникациями.Электрические перемычки следует подключать через блок совместной защиты.

6.1.20 Всеэлектрические перемычки должны быть разъемными, с выводом соединительныхкабелей на КИП.

6.1.21 Перемычки напараллельных газопроводах, защищаемых одной УКЗ, следует проектировать, какправило, в точках дренажа УКЗ (УДЗ).

6.2 Установки катодной защиты

6.2.1 В проектекатодной защиты следует предусматривать запас не менее 50 % выходногонапряжения и тока УКЗ от расчетных значений (режимов) на начальный периодработы УКЗ.

6.2.2 Припроектировании катодной защиты подземных сооружений на участках высокой и повышеннойкоррозионной опасности следует предусматривать резервирование УКЗ.

6.2.3 УКЗ должныобеспечивать возможность защиты смежных участков подземных сооружений приотключении соседних УКЗ.

6.2.4 На участкахвысокой и повышенной коррозионной опасности следует предусматриватьэлектроснабжение УКЗ по II категории надежности со 100 % резервированием электроснабжения,реализуемым либо от двух независимых источников, либо включением в состав УКЗмодуля резервного питания. При автоматическом переходе на резервное питаниекатодный преобразователь должен обеспечивать заданный режим работы.Категорийность УКЗ по электроснабжению при проектировании устанавливается всоответствии с требованиями СТОГазпром 2-6.2-149.

6.2.5 Припроектировании на участках ВКО и ПКО, в точках дренажа УКЗ и УДЗ, а также научастках с минимальным расчетным значением защитного потенциала следует предусматриватьконструкцию КИП, позволяющую проводить измерения поляризационного потенциала.

6.2.6 Подключениенескольких УКЗ с разными точками дренажа на одно анодное заземление недопускается.

6.2.7 В районах сарктическим климатом размещение преобразователей установок катодной защитыследует предусматривать в блок-боксах или иных помещениях, защищающих их отвоздействия низких температур, обледенения, заносов снегом. Допускаетсяустанавливать преобразователи на специальных фундаментах, анкерных опорах анодныхлиний, линий электроснабжения и т.п.

6.2.8 В проектахэлектрохимической защиты подземных сооружений следует предусматриватьтехнические решения, обеспечивающие защищенность элементов электрохимическойзащиты от вандализма.

6.3 Анодные заземления

6.3.1 В установкахкатодной защиты могут быть применены глубинные и подповерхностные анодныезаземления. Подповерхностные заземления могут быть сосредоточенными,распределенными и протяженными.

6.3.2 Анодныезаземления (включая линии постоянного тока и контактные узлы) независимо отусловий их эксплуатации следует проектировать на срок эксплуатации не менее 30лет.

6.3.3 Анодныезаземления (заземлители) должны быть разрешены к применению на объектах ОАО«Газпром». При проектировании заземления следует учитывать удельноеэлектрическое сопротивление грунта в месте размещения заземления, а такжеусловия землеотвода. Электроды анодных заземлений следует монтировать в местахс минимальным удельным электрическим сопротивлением грунта и ниже глубины егопромерзания.

6.3.4 Критериямивыбора мест размещения анодных заземлений являются:

- первоочередноеобеспечение нормативных параметров катодной защиты наиболее ответственныхкоммуникаций;

- участки сгрунтами наименьшего удельного электрического сопротивления;

- ограничениенегативного (вредного) влияния на сторонние подземные коммуникации с раздельнойзащитой (в том числе участки с локальной защитой).

6.3.5 Тип иколичество анодных заземлителей определяются с учетом требований по величинесопротивления растеканию на начальный момент эксплуатации, приведенных в 7.3.

6.3.6 Анодныезаземления не должны оказывать вредного влияния на окружающую среду.

AЗ, расположенныев горизонтах питьевой воды, должны быть выполнены из малорастворимыхматериалов: углеродосодержащих, магнетита или высококремнистого чугуна.

6.3.7 Припроектировании анодных заземлений должно быть обеспечено выполнение нормативныхпоказателей Правил [4]в части требований к шаговому напряжению и напряжению прикосновения.

6.3.8 Дляподземной прокладки кабелей в цепях анодных заземлений следует применять кабельс медными токоведущими жилами и с полиэтиленовой или полипропиленовой изоляциейи оболочкой. Сечение дренажного анодного кабеля, подключаемого к плюсовойклемме катодного преобразователя, должно быть не менее 16 мм² помеди.

6.3.9 Глубинныеанодные заземления (ГАЗ) следует размещать на расстоянии не ближе 100м от смежных коммуникаций при условии исключениянегативного влияния.

6.3.10 В вечномерзлых грунтахГАЗ следует проектировать преимущественно на участках с криопегами или нижегоризонта вечномерзлого грунта. В сложных геологических условиях (скальные,многолетнемерзлые грунты) возможно размещение анодных заземлений в однойтраншее с трубопроводом.

6.3.11 Электродыраспределенного анодного заземления и протяженное заземление УКЗ подземныхкоммуникаций следует размещать вдоль защищаемого сооружения, как правило, нарасстоянии не ближе четырех его диаметров на линейной части. В стесненныхусловиях промышленной площадки допускается укладка в одну траншею намаксимальном расстоянии от сооружения при обеспечении мероприятий по исключениюнепосредственного контакта между анодом и сооружением.

6.3.12 Коммутация кабелейпротяженных анодных заземлений при последовательном подключении должнаосуществляться на отдельных контрольно-измерительных пунктах для диагностикиотдельных элементов заземления.

6.3.13 Напромышленных площадках УКПГ, КС, ПХГ при наличии на одну УКЗ нескольких скважинГАЗ, расположенных на расстоянии ближе 1/3 их глубины, проектируемые глубинныеаноды должны быть оснащены устройствами для измерения и регулирования величиныстекающего с них тока.

6.4 Установки протекторной защиты

6.4.1 Установкипротекторной защиты используются для локальной электрохимической защитыподземных стальных сооружений, в качестве как самостоятельного, так ирезервного средства ЭХЗ.

6.4.2 Протекторнаязащита может быть осуществлена одиночными или групповыми установками. Выбортипа и схемы расстановки протекторов проводят с учетом конкретных условийпрокладки защищаемого сооружения.

6.4.3 Срок службыУПЗ при временной защите сооружений определяется заданием на проектирование, поистечении которого протекторы отключаются от сооружения и находятся в резерве.

6.4.4 ПодключениеУПЗ к защищаемому трубопроводу или защитному кожуху на переходах следуетосуществлять с использованием вентильных регулируемых перемычек.

6.4.5 Коммутациявыводов от протекторов и защищаемого сооружения выполняется на клеммной колодкеКИП. Регулируемые перемычки в цепях «сооружение-протектор» следует применять вгрунтах с удельным электрическим сопротивлением менее 50 Ом·м.

6.4.6 Размещениепротекторов следует предусматривать в местах с минимальным сопротивлениемгрунта и ниже глубины его промерзания. Допускается использовать искусственноеснижение удельного электрического сопротивления грунта в местах установкипротекторов при исключении вредного воздействия на окружающую среду.

6.4.7 Одиночныепротекторы располагают на расстоянии не ближе 3м от подземного сооружения. Удаление групповыхпротекторов от сооружения определяют расчетом в соответствии с настоящимстандартом.

6.5 Установки дренажной защиты

6.5.1 Принятыетехнические решения при проектировании дренажной защиты по результатамизысканий и с учетом взаиморасположения источника блуждающих токов изащищаемого сооружения уточняются на этапе проведения пусконаладочных работ.

6.5.2 УДЗ следуетпроектировать, как правило, в анодных и знакопеременных зонах на подземномсооружении.

6.5.3 Установкидренажной защиты следует проектировать в местах пересечения с сооружением и/илисближения с источником блуждающих токов. При удалении сооружения от источникаблуждающих токов на расстояние более 1000м, а также при невозможности подключения к ним УДЗследует применять УКЗ с автоматическим поддержанием защитного потенциала.

6.5.4 УДЗ следуетпроектировать с таким расчетом, чтобы среднечасовой ток всех УДЗ, подключенныхэлектрически к одной тяговой подстанции, не превышал 20 % общей нагрузкиподстанции.

6.5.5 Техническиеусловия и схему подключения дренажного кабеля УДЗ к источнику блуждающих токовнеобходимо согласовать со службой эксплуатации источника блуждающего тока.

6.6 Контрольно-измерительные пункты

6.6.1Предусматриваемые проектом контрольно-измерительные пункты (КИП) должнысоответствовать техническим требованиям ОАО «Газпром». Конструкция КИП должнасоответствовать его назначению, клеммная колодка - количеству кабелей,предназначенных для коммутации на КИП. Схемы и узлы коммутации средств ЭХЗ,защищаемых объектов, элементов контроля и диагностики должны соответствоватьУнифицированным проектным решениям [2],[3].

6.6.2 КИПрекомендуется устанавливать на расстоянии не более 1м от оси газопровода. В случае расположения сооружения научастке, где эксплуатация КИП затруднена (пашня, болото и др.), последние могутбыть установлены в ближайших удобных для эксплуатации местах, но не далее 50м от точки подключения контрольного провода к сооружению.

6.6.3 Контрольные,токоизмерительные и дренажные выводы в КИП должны быть выполнены меднымидвужильными кабелями в двойной полимерной изоляции, с приваркой каждой жилыотдельно к сооружению, сечение кабелей должно соответствовать значениям, указаннымв таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Сечение кабельных линий, используемых всистеме электрохимической защиты сооружений

6.6.4Все контрольно-измерительные пункты должны иметь клеммную колодку дляподключения кабельных наконечников, количество и сечение кабелей определяетсяпри проектировании в зависимости от назначения КИП. Коммутацию кабелейнеобходимо производить в соответствии с проектом, на кабели должна бытьнанесена неуничтожимая маркировка.

6.6.5 Линейный КИПтрубопровода рекомендуется совмещать с километровым знаком.

6.6.6 КИП в местахподключения протекторов, анодных заземлений и электрических перемычек должныиметь не менее двух клемм, к которым подключают объекты измерения и шунтнеобходимого номинала для измерения силы тока.

6.6.7 КИП дляизмерения тока в трубопроводе должны быть установлены в точках дренажа УКЗ накаждом плече защитной зоны и на участках подводных переходов на обоих берегахна границе водоохранной зоны шириной более 500м.

Подключениетокоизмерительного КИП должно соответствовать рекомендациям Унифицированныхпроектных решений [2].Для измерения тока должны быть предусмотрены четыре вывода от трубопровода,расстояние по трубе между измерительными (внутренними) выводами должносоставлять 100 м.Допускается проектировать отдельные КИП для каждой пары выводов оттрубопровода.

6.6.8 На линейнойчасти трубопроводов, шлейфах скважин и промысловых коллекторах КИП следуетустанавливать:

- на каждомкилометре в обычных условиях и не реже чем через 500м в зонах повышенной коррозионной опасности;

- у крановых площадок,на расстоянии не ближе 30 м;

- у водных итранспортных переходов (с обеих сторон);

- у пересечениясооружения с другими коммуникациями и кабелями связи, не далее 10м от пересечения;

- в местахмаксимального сближения газопровода с анодным заземлением;

- в пунктахподключения дренажного кабеля к трубопроводу (возможно совмещение с линейнымКИП при соблюдении расстояния между точкой дренажа и контрольным выводом неменее 3 диаметров трубопровода);

- на границах зонзащиты смежных УКЗ.

6.6.9 Для контроляработы средств ЭХЗ КИП устанавливают:

- точках дренажаУКЗ (УДЗ), УПЗ;

- в местахустановки электроизолирующих вставок.

6.6.10 Примногониточной системе газопроводов КИП следует устанавливать на каждомгазопроводе по одной линии, перпендикулярной оси газопровода.

6.6.11 На подземныхсооружениях промышленных площадок (КС, ПХГ, ГРС, ГИС и др.) КИП допускается неустанавливать при обеспечении контакта электрода сравнения с грунтом надконтролируемым сооружением и контакта с самим сооружением, за исключением точекдренажа и пунктов мониторинга коррозионного состояния.

При применении сплошного«твердого покрытия» (бетонные плиты, асфальтирование и т.п.) над подземнымитехнологическими трубопроводами на поверхности земли в этом покрытии должныбыть предусмотрены следующие места, укрытые ковером, для возможности установкипереносного МСЭ в грунт над трубопроводом:

- на коммуникацияхс интервалом не более 50 м;

- в начале,середине, конце входных и выходных коллекторов ПУ, АВО и КЦ;

- в местахизменения направления коммуникации при ее длине более 50м;

- в местахсближения коммуникаций с сосредоточенными анодными заземлениями;

- не менее чем вчетырех диаметрально противоположных точках по периметру внешней поверхностиподземного резервуара. Для резервуаров, имеющих малые габариты (менее 5м в диаметре), допускается одна точка контроля параметровэлектрохимической защиты.

6.6.12 Дляконтроля за состоянием электрохимической защиты промысловых объектов КИПследует устанавливать:

- на расстоянии 50м от устья скважин;

- на участкетрубопровода с ВЭИ, контрольные выводы подключаются в соответствии сУнифицированными проектными решениями [2].

6.6.13 КонструкцияКИП для подключения анодных заземлений и протекторов должна обеспечиватьвозможность контроля параметров каждого элемента (скважины или протектора).

6.7 Электроснабжение установок катодной защиты

6.7.1Электроснабжение УКЗ и УДЗ подземных сооружений должно осуществляться, какправило, от ЛЭП напряжением 0,23; 0,40; 6; 10 кВ. Источники электроснабжения икатегорийность электроснабжения средств ЭХЗ должны соответствовать требованиям СТОГазпром 2-6.2-149 по основным производственным объектам ОАО «Газпром» сучетом условий их эксплуатации.

6.7.2 Припроектировании электроснабжения УКЗ по II категории надежности необходимопредусматривать в комплексе их основное и резервное электропитание.

6.7.3 Дляэлектроснабжения УКЗ при отсутствии внешних источников тока рекомендуетсяпроектировать электроснабжение от автономных источников: электроагрегатов сгазовым, дизельным или бензиновым двигателями, термоэлектрогенераторов,турбоальтернаторов, ветроэнергетических установок и других автономныхисточников тока, разрешенных к применению на объектах ОАО «Газпром».

7 Расчет параметровэлектрохимической защиты различных объектов ОАО «Газпром»

7.1 Расчет электрических характеристиктрубопроводов

7.1.1Электрические характеристики защищаемых трубопроводов являются основнымипараметрами, определяющими распределение защитного тока. К первичнымэлектрическим параметрам трубопровода относятся:

- переходноесопротивление R_п, Ом·м²;

- продольноесопротивление R_т, Ом·м².

7.1.2 Исходныеданные для определения электрических характеристик трубопроводов:

- диаметр трубы D_т,м;

- толщина стенкитрубы δ_т, м;

- марка сталитрубы;

- сопротивлениеизоляции R_из, Ом·м²;

- среднее удельноеэлектрическое сопротивление грунта ρ_г,Ом-м;

- глубина укладки трубопроводаH_т, м.

7.1.2.1 Диаметртрубопровода, толщину стенки трубы, марку стали трубы и глубину ее укладкиопределяют по проектной документации.

7.1.2.2Сопротивление защитного покрытия для вновь строящихся и реконструируемыхтрубопроводов определяют в зависимости от типа изоляции по таблице 7.1.

Таблица7.1 - Сопротивление изоляции строящихся и реконструируемыхтрубопроводов

7.1.2.3Сопротивление изоляции эксплуатируемых трубопроводов определяют по результатамизысканий. Порядок определения переходного сопротивления защитного покрытия эксплуатируемыхтрубопроводов приведен в Руководстве [5].

7.1.3 Вторичнымиэлектрическими параметрами трубопровода являются постоянная распространениятока, входное и характеристическое сопротивление, которые определяют расчетнымпутем.

7.1.3.1 Продольноесопротивление трубопровода R_т, Ом/м, вычисляют по формуле

где

ρ_т - удельное электрическое сопротивлениематериала трубы, Ом·м (определяют в зависимости от марки стали по таблице 7.2).

Таблица 7.2 - Удельное электрическое сопротивлениеразличных марок трубной стали

Продольноесопротивление стальных трубопроводов R_т в практике строительства трубопроводов взависимости от удельного электрического сопротивления трубной стали определяютиз приложенияА.

7.1.3.2 Приизменяющейся толщине стенки трубы вдоль трубопровода расчет продольногосопротивления производят по средней ее величине δ_т.ср., м, по формуле

где

δ_тi - толщина стенки трубы i-того участкатрубопровода, м;

l_i - длина участка трубопровода с толщиной стенки δ_тi, м.

7.1.3.3 Переходноесопротивление трубопровода R_п, Ом·м², вычисляют по формуле

где

R_р - сопротивление растеканию трубопровода, Ом·м².

7.1.3.4Сопротивление растеканию тока трубопровода R_р, Ом·м², вычисляют по формуле

7.1.3.5 Сопротивлениерастеканию тока трубопровода на единицу длины R'_р, Ом·м,вычисляют по формуле

Среднее удельноеэлектрическое сопротивление грунта, Ом·м, вычисляют по формуле

где

l_i - длина i-гo участка с удельным электрическим сопротивлением грунта ρ_гi м;

n - количествоучастков с удельным электрическим сопротивлением грунта ρ_гi.

7.1.3.6Прогнозирование изменения во времени переходного сопротивления трубопровода наединицу длины R'_п (t), Ом·м, осуществляют по формуле

где

t -срок эксплуатации трубопровода, год;

R_из0 - начальное значение сопротивления изоляции трубопровода,Ом·м, вычисляемое по формуле

где

γ - коэффициент, характеризующийскорость изменения сопротивления изоляции во времени согласно таблице7.1.

На рисунке 7.1 приведеназависимость изменения сопротивления изоляционного покрытия от времениэксплуатации трубопровода, на основании которой можно прогнозироватьнеобходимую величину защитного тока для участка трубопровода.

Рисунок 7.1 -Прогнозное изменение сопротивления изоляционного покрытия различных типов вовремени эксплуатации трубопровода

7.1.4 Постояннуюраспространения тока вдоль трубопровода α,1/м, вычисляют по формуле

Постояннуюраспространения тока вдоль трубопровода как функцию времени α(t), 1/м, вычисляютпо формуле

7.1.5Характеристическое сопротивление трубопровода Z, Ом, вычисляютпо формуле

7.1.5.1 Если точкадренажа УКЗ разделяет трубопровод на плечи с различными электрическимипараметрами, то характеристические сопротивления правого - Z_п,Ом, и левого - Z_л, Ом, плеча трубопровода вычисляют по формулам:

где

R_тп и R_тл - продольное сопротивление соответственноправого и левого плеч трубопровода, Ом/м;

 и  - переходноесопротивление соответственно правого и левого плеч трубопровода, Ом·м.

Входное сопротивлениетрубопровода Z_вт, Ом, вычисляют по формуле

Если характеристическиесопротивления правого и левого плеч трубопровода одинаковы, то входноесопротивление Z_вт, Ом, вычисляют по формуле

7.1.5.2 Входноесопротивление трубопровода как функцию времени эксплуатации Z_вт(t), Ом, вычисляют по формуле

7.2 Расчет параметров установок катоднойзащиты

7.2.1 На основаниирассчитанных электрических параметров трубопровода определяют количество УКЗ,их электрические параметры, количество и тип анодных заземлителей, удалениеанодных заземлений от защищаемых объектов.

7.2.2 Основнымипараметрами УКЗ являются сила тока и длина защитной зоны, создаваемая этойустановкой. При расчете необходимо учитывать изменение переходногосопротивления во времени.

Расчет выполняютна начальный и конечный срок службы УКЗ.

7.2.3 Расчетпараметров УКЗ сводится к определению их количества и мощности.

Количество УКЗопределяется длиной защитной зоны, мощность УКЗ зависит, в основном, оттребуемого защитного тока и сопротивления анодного заземления.

7.2.4 Количествоустановок катодной защиты N, шт., необходимое для защиты трубопровода длиной L, м, вычисляют по формуле

где

L_з - длина защитной зоны одной УКЗ, м.

7.2.5 Длинузащитной зоны L_з, м,вычисляют по формуле

где

k - коэффициент, учитывающийвзаимовлияние соседних УКЗ (для одиночной УКЗ k = 1; для УКЗ, работающей рядом с соседними, k = 2);

U_тзо - смещение разностипотенциалов (труба-земля) в точке дренажа, В, вычисляют по формуле

где

U_тзм - минимальноесмещение разности потенциалов (труба - земля), В, вычисляют по формуле

где

U_м - минимальныйзащитный потенциал, В;

U_е - естественныйпотенциал (труба-земля), В (если значение U_е неизвестно, его принимают равным минус0,55 В);

U_о - максимальныйзащитный потенциал, В.

7.2.6 Силу тока I, А, катодной установки вычисляют на начальный и конечный периодэксплуатации по формуле

7.2.7 Напряжение навыходе катодной установки U, В, вычисляют по формуле

где

R_л - сопротивление дренажной линии, соединяющей установку катоднойзащиты с трубопроводом и анодным заземлением, Ом;

R_з - переходное сопротивлениеанодного заземления, Ом (определяют в соответствии с 7.3).

Сила тока I в формулах (7.21) и (7.22) должна быть вычислена на конечныйпериод эксплуатации катодной установки.

7.2.8Сопротивление дренажной линии R_л, Ом, вычисляют по формуле

где

у, у_с - длина анодного провода испусков провода с опор преобразователя катодной защиты к анодному заземлению итрубопроводу, м;

S_пр - сечение медного провода дренажной линии, м²;

1,8·10^-8 - удельноеэлектрическое сопротивление медного провода, Ом·м.

7.2.9 Мощностькатодной установки Р, Вт,вычисляют по формуле

7.2.10 Выбор типапреобразователя катодной защиты выполняют в соответствии с результатами расчетасилы тока, напряжения на выходе УКЗ и мощности. При выборе типа преобразователянеобходимо увеличить в 1,5 раза требуемую максимальную силу тока при прокладкетрубопровода в грунтах высокой коррозионной агрессивности.

7.3 Расчет параметров анодного заземления

7.3.1 Выбор типа анодного заземленияосуществляют с учетом следующих факторов:

- силы токакатодной установки;

- свойств грунта вместе размещения заземления (удельное сопротивление грунта, глубинапромерзания);

- расположениязащищаемого объекта и других подземных металлических сооружений по отношению канодному заземлению.

7.3.2 Переходноесопротивление одного заземлителя R_з1 зависит от удельного электрического сопротивления грунта,геометрических размеров электродов и их взаимного расположения. Переходноесопротивление одного электрода заземления принимают равным величине егосопротивления растеканию тока. Переходное сопротивление протяженного анодногозаземления принимают равным его входному сопротивлению.

Начальное сопротивлениерастеканию тока анодного заземления R_р1 в различных грунтах не должно превышатьвеличин, указанных в таблице 7.3.

Таблица7.3 - Требования к начальной величине сопротивления растеканию тока дляразличных условий применения анодных заземлений

7.3.3Конкретное место монтажа и тип анодного заземления определяют исходя из удельногосопротивления грунта, результатов вертикального электрозондирования,топографических особенностей местности, условий землеотвода и удобстваподъезда. Для протяженных кабельных анодов (в том числе на основе эластомерныхматериалов) условия применения определяют в соответствии с рекомендациямиорганизации-изготовителя.

7.3.4 Выбор типаAЗ производят исходя из удельного электрического сопротивления грунта и наличиясвободной площади:

- в грунтах с удельнымэлектрическим сопротивлением не более 50 Ом·м следует применять сосредоточенныеи распределенные подповерхностные AЗ с использованием малорастворимыхэлектродов. Эти заземления следует устанавливать на глубину до 10м и ниже глубины сезонного промерзания. Размещениеподповерхностных заземлений следует проектировать преимущественно нанекультивируемых землях;

- при отсутствиисвободной площади и наличии на глубине пластов с удельным сопротивлением в двараза меньшим, чем поверхностные грунты (по данным вертикального электрическогозондирования), необходимо использовать глубинные анодные заземления (ГАЗ).Глубинные заземления устанавливают в специально пробуренные скважины;

- в скальных имноголетнемерзлых грунтах применяются глубинные анодные заземления. В целяхснижения затрат на строительно-монтажные работы и дальнейшую эксплуатациюзаземлений в этих грунтах следует применять протяженные AЗ, укладываемые втраншею вместе с трубопроводом на максимальном расстоянии от его поверхности.

7.3.5 Расстояниеот подповерхностного AЗ до ближайшего защищаемого сооружения должно быть неменее