Определение коррозионной агрессивности грунта

Дата актуализации: 01.05.2026

418

Коррозионная агрессивность грунта по отношению к стальным подземным газопроводам характеризуется:

• удельным электрическим сопротивлением;

• средней плотностью катодного тока;

• наличием признаков биокоррозии.

О способах выявления биокоррозии рассказано ранее.

Для оценки коррозионной агрессивности определяют удельное электрическое сопротивление грунта и среднюю плотность катодного тока (таблица 1). Если при определении первого показателя установлена высокая коррозионная агрессивность грунта, то плотность катодного тока не измеряют.

Таблица 1

Определение удельного электрического сопротивления грунта

При шурфовом обследовании коррозионную агрессивность грунта измеряют в лаборатории или в полевых условиях, используя специальные приборы. Пробу отбирают на глубине прокладки газопровода на расстоянии 0,5 - 0,7 м от боковой стенки трубы.

Рис.1 Форма паспорта отбора пробы

Берут 1,5 - 2 кг грунта, удаляют твердые включения размером более 3 мм. Пробу помещают в полиэтиленовый пакет и снабжают паспортом (рис.1), в котором указывают дату, место и глубину отбора пробы.

Рис.2 Анализатор коррозионной агрессивности грунта АКАГ

Измерение можно проводить анализатором коррозионной агрессивности грунта АКАГ (рис.2), который производит ООО «Квазар» (г.Уфа). Он определяет как величину удельного сопротивления грунта, так и среднюю плотность катодного тока.

Рис.3 Схема измерения коррозионной агрессивности грунта в лабораторных условиях

1 — миллиамперметр; 2 — источник тока; 3 — вольтметр; 4 —- измерительная ячейка;

А и В — внешние электроды; М и N — внутренние электроды

Схема измерения удельного электрического сопротивления грунта приведена на рисунке 3. Сначала пробу песчаных грунтов смачивают до полного влагонасыщения, а глинистых — до мягкопластичного состояния. Электроды зачищают шлифовальной шкуркой, обезжиривают ацетоном и промывают дистиллированной водой. Внешние электроды устанавливают вплотную к внутренним торцовым поверхностям ячейки. При сборе ячейки пластины размещают друг к другу неизолированными сторонами. Затем в ячейку помещают грунт, послойно утрамбовывая его. Высота грунта должна быть на 4 мм менее высоты ячейки. Внутренние электроды устанавливают вертикально, опуская их до дна по центральной линии ячейки на расстоянии 50 мм друг от друга и 25 мм - от торцовых стенок ячейки.

Удельное электрическое сопротивление грунта определяют по четырехэлектродной схеме на постоянном или низкочастотном (от 100 до 1000 Гц) переменном токе. Внешние электроды с одинаковой площадью рабочей поверхности S поляризуют током определенной силы Iи измеряют падение напряжения V между двумя внутренними электродами при расстоянии между ними L. Электрическое сопротивление грунта R, Ом, определяют по формуле:

где V — падение напряжения между двумя внутренними электродами, В;

I — сила тока в ячейке, А.

Удельное электрическое сопротивление ρ, Ом·м, вычисляют по формуле:

где R — электрическое сопротивление грунта, Ом;

S — площадь поверхности рабочего электрода, м²;

L — расстояние между внутренними электродами, м.

Определение средней плотности катодного тока

При измерении определяют среднюю плотность катодного тока, необходимого для смещения потенциала стали в грунте на 100 мВ отрицательнее потенциала коррозии.

Рис.4 Схема установки для определения плотности катодного тока

1 — миллиамперметр; 2 — регулируемое сопротивление; 3 — источник постоянного тока; 4 — вольтметр; 5 — прерыватель тока с клеммами для подключения электродов: Т — вспомогательного, Э.С — сравнения, D — рабочего; 6 — ячейка; 7 — рабочий электрод; 8 — вспомогательный электрод; 9 — электрод сравнения

Отобранную пробу загружают в ячейку, сохраняя естественную влажность грунта. Грунт насыпают на дно на высоту 20 мм и уплотняют. Рабочий и вспомогательный электроды устанавливают вертикально неизолированными поверхностями друг к другу на расстоянии от 30 до 40 мм. Далее укладывают один – два слоя грунта с последовательным трамбованием с максимально возможным уплотнением. Расстояние от верха рабочего электрода до поверхности грунта – 50 мм. Электрод сравнения заглубляют в грунт на 10 – 15 мм. Далее электроды подключают к схеме измерения (рис.4).

При измерении рабочий электрод выдерживают в грунте 15 – 20 мин, затем измеряют его стационарный потенциал относительно электрода сравнения. Для катодной поляризации рабочий электрод подключают к отрицательному полюсу источника тока, а вспомогательный – к положительному. Потенциал электрода смещают на 100 мВ отрицательнее его стационарного потенциала, исключая омическую составляющую из потенциала рабочего электрода путем разрыва цепи в момент измерения. Далее измеряют силу тока I в миллиамперах. Если она постоянна или уменьшается, то длительность поляризации составляет 15 мин, в течении которых измеряют три – четыре значения I и время измерения t. Если сила тока растет, то измеряют I пять – шесть раз в течение 40 мин или в более короткий промежуток времени. Сила тока более 200 мкА характеризует высокую коррозионную агрессивность грунта. Последнее значение силы тока в каждой ячейке берут для вычисления среднеарифметического значения силы катодного тока по результатам параллельных измерений в трех ячейках. Среднюю плотность катодного тока I_к, А/м², определяют по формуле:

где I_к.ср — среднеарифметическое значение силы катодного тока по результатам параллельных измерений в трех ячейках, А;

0,001 — площадь поверхности рабочего электрода, м².

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь