Процессы коррозии металла в поле блуждающих токов

Процесс коррозии металла в поле блуждающих токов является процессом электролитическим. Металл подвержен действию электролиза. Скорость процесса коррозии, как это следует из закона Фарадея, определяется количеством электричества, протекающего между анодами катодами уложенного в грунт трубопровода, и зависит от электрического сопротивления грунта и природы процессов, происходящих на анодных и катодных участках нефтепровода. Следовательно, если кроме почвенной коррозии трубопровод подвергается дополнительному воздействию блуждающих токов, то в местах, где складывается электролитическое действие этих токов с токами гальванических пар, может произойти резкое увеличение скорости коррозионных процессов.

Для всех металлических сооружений такими местами являются зоны стекания блуждающих токов в окружающую среду. При достаточно больших потенциалах блуждающих токов последние подавляют ток катодной цепи микропар, возникающих в процессе почвенной коррозии, распространяя разрушение на все микро участки сооружения в анодной зоне блуждающих токов.

Рабочий ток электрифицированных дорог, работающих на постоянном токе, имеет временную зависимость. Колеблющиеся при этом блуждающие токи искажают результаты измерений потенциалов, так как они являются причиной падения напряжения в грунте. Периодичность этих колебаний составляет от нескольких секунд (начало движения и торможение на железной дороге) до 24 часов (расписание движения). По этой причине при измерении потенциала труба/земля целесообразно регистрировать значения в периоде от 0,5 до 24 часов самопишущими измерительными приборами. Для этого используются обычные самописцы. Однако сегодня на рынке представлены измерительные приборы на базе микрокомпьютера, которые наряду с записью результатов измерений допускают и их обработку, такую как определение среднего значения и выявление минимальных и максимальных значений.

Недостаточно определять значение потенциалов труба/земля исключительно в период отсутствия блуждающего тока, так как их величина в этом случае часто значительно отличается от значений при наличии блуждающего тока. Эти отклонения обосновываются тем, что во время эксплуатации на протяжении всего периода для тока имеются преимущественные направления.

Различия в солнечной активности воздействуют на магнитное поле Земли. Результатом этого является индукция электрического поля в грунте. Сила поля составляет несколько мВ/км. То есть, она в течение долгого времени была нерелевантна для катодной защиты. С улучшением качества покрытий она, однако, приобрела значение.

Так, например, на трубопроводе длиной около 100 км с удельным сопротивлением покрытия r_u=200 kWm² вблизи от концов трубопровода проявляются колебания значений потенциалов до 3 В (0 В >U_Cu/CuSO4 > -3 В). Эти колебания происходят с нерегулярным интервалом и имеют различную продолжительность, что делает невозможным получение достоверных значений потенциалов труба/земля во время появления колебаний. В отличие от блуждающих токов от электрифицированных железных дорог на постоянном токе, здесь нет направления ориентированной структуры для тока на входе и выходе. Поэтому в результате геомагнитных колебаний не может возникнуть коррозионная опасность.