Аспекты вредного влияния ВЛ на пересекаемые трубопроводы вследствие индукционной электрокоррозии

Индукционная электрокоррозия представляет собой разновидность электрокоррозии, вызываемой переменными блуждающими токами. Этот вид коррозионного воздействия ранее не имел явного негативного проявления в связи с отсутствием в большинстве случаев условий практической реализации на подземных трубопроводах. Индукционное влияние линий высоковольтной электропередачи, подвешенных на опорах высотой от 10 и более метров над землей, ослабляется обратно пропорционально квадрату расстояния от проводов до объекта влияния, т.е. подземного трубопровода. В связи с этим, переменный блуждающий ток, индуцируемый воздушными линиями электропередачи, на трубопроводах естественным образом снижается на 2-3 порядка.

Вторым фактором, который также снижает степень коррозионной опасности индуцированных в трубопроводе переменных токов, является параллельное следование трасс трубопровода и ЛЭП. В этом случае происходит распределение индуцированного в трубопроводе тока на участках значительной протяженности, что в результате заметно снижает плотность тока обмена между трубопроводом и окружающим грунтом. Критерием опасности коррозионного влияния блуждающих переменных токов любого происхождения является плотность тока обмена при этом влиянии между трубопроводом и окружающей средой. Реальные необратимые коррозионные потери возникают при плотности тока не менее 100 мА/дм² или иначе 10 А/м². Для сопоставления можно отметить, что в случае постоянных блуждающих токов, а также почвенной коррозии, реальная опасность коррозионного разрушения начинается с плотности анодного тока не менее 0,1 А/м², т.е. с величины на 2 порядка меньшей.

Однако реальная опасность индуцированных переменных блуждающих токов быстро и значительно возрастает в двух случаях: когда ограничена зона индукционного влияния и когда сокращается расстояние между линией электропередачи и объектом влияния, т.е. трубопроводом.

Первый случай повышения опасности индукционной коррозии возникает в местах пересечения линией электропередачи трассы трубопровода. При этом условии протяженность зоны индукционного влияния сокращается обратно пропорционально синусу угла пересечения ЛЭП с трассой трубопровода. Хотя в пределе при ортогональном (под идеальным углом 90°) пересечении зона влияния стремится к нулю, практически такой идеал никогда не имеет места. Однако зона индукционного влияния (S_ВЛ) может сократиться до единиц или десятков метров (в пределах 1-3 трубных секций), в результате чего при прочих равных условиях плотность тока обмена в месте пересечения может возрасти на 2,0-2,5 порядка, что приведет к недопустимому превышению критерия безопасности.

Вторая ситуация повышенной опасности индукционной электрокоррозии имеет место в случае надземных трубопроводов, установленных на опорах. В этом случае сокращается расстояние между источником индукционного влияния и его объектом, т.е. трубопроводом, что вызывает пропорциональный рост индуцированного тока. Следует отметить, что в случае надземного трубопровода на металлических опорах возникает опасность разрушения как трубопровода, так и опоры, так как стекание тока из трубопровода в землю обычно происходит не через контактное соединение трубопровод/опора и затем в землю, а через образующиеся участки одновременного внешнего увлажнения трубопровода и опоры, поэтому анодные зоны возникают, как в местах увлажнения трубопровода, так и на частях опор, погруженных в грунт. Кстати, в случае, если трубопровод, например, защищен ППУ теплоизоляцией и металлической окожушкой, наибольшей опасности разрушения подвергается именно окожушка. До ее разрушения и последующего увлажнения ППУ изоляции разрушение самого нефтепровода происходить не будет.

Анализируя условия протекания индукционной электрокоррозии, следует обратить внимание на один, парадоксальный на первый взгляд, факт - опасность такого коррозионного разрушения трубопроводов в этой ситуации возрастает по мере улучшения состояния их изоляции в зоне индукционного влияния, т.е. по мере увеличения ее электрического сопротивления. Причиной этого является сокращение размеров эквивалентной несплошности пор на поверхности более качественного изоляционного покрытия с высоким сопротивлением. При снижении эквивалентной площади поровой несплошности значительно возрастает плотность индуцированного тока обмена, т.к. общая величина индуцированного в трубопроводе тока мало контролируется величиной сопротивления электрического пробоя трубопровода на окружающий грунт.

Принимая во внимание всю описанную природу работы различных схем как индукционного коррозионного влияния блуждающих переменных токов на подземные трубопроводы, можно констатировать, что приоритет защитных мероприятий в этой ситуации должен принадлежать дренированию переменных токов из трубопровода в грунт через диодно-резисторные заземляющие устройства или поляризованные протекторные установки. В некоторых случаях снизить вредное влияние можно создавая заземленные экраны, например, заключая трубопровод в экранирующий металлический кожух или применяя протяженные экранирующие проводники.