содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Активные способы защиты опор от коррозии

Технические решения, основанные на искусственной катодной поляризации металла относительно окружающей среды (почвы, воды и т. п.), являются активными способами защиты от коррозии. Широко известны и с успехом применяются катодная и дренажная защиты объектов железнодорожного транспорта — кабелей, трубопроводов и других протяженных подземных сооружений. На одной из дистанций электроснабжения Московской дороги в течение ряда лет проходила опытную эксплуатацию групповая катодная защита железобетонных опор контактной сети, разработанная МИИТом [9].

Катодная защита опор КЗО МИИТ состоит из следующих элементов (рис. 22): трос АС-35, добавочные (по требованиям СЦБ) резисторы сопротивлением 100 Ом, автоматическая катодная станция ПАСК-1,2-48/24-VI; анодный заземлитель, электрод сравнения.

Рис. 22. Катодная защита опор КЗО МИ ИТ:
1 — трос АС-35: 2 — добавочные
резисторы; 3 — автоматическая катодная станция; 4 — анодный заземлитель (участок неэлектрнфицированной ветки); 5 — электрод сравнения
 

Подвеска троса АС-35 осуществлена на изоляторах, закрепленных на опорах с полевой стороны. Резисторы соединяют трос с арматурой каждой из 49 защищаемых опор. Контакт с тросом осуществляется с помощью струпового зажима, соединение с арматурой — через вывод встроенного заземлителя. Катодная станция получает питание от сети 220 В. Отрицательный полюс катодной станции подключен к тросу, положительный полюс соединен с анодным заземлителем. Анодный заземлнтель состоит из отрезка рельсового пути неэлектрифициро-ванной ветки, расположенной в 10 м от катодной станции. Сопротивление анодного заземлителя составляет не более 5 Ом при 10° С и сухой погоде. Часть рельсового пути, используемая под заземлнтель, отделена с двух сторон с помощью изолированных стыков.

Катодная защита КЗО МИИТ работает следующим образом. Катодная станция автоматически поддерживает па тросе отрицательный потенциал относительно земли. Это вызывает катодную поляризацию арматуры

опор и переводит ее в защитное состояние. При правильном выборе значения потенциала ток в системе

обеспечивает полную защиту от почвенной коррозии.

Катодная защита должна быть совместима с существующей системой заземления, не нарушать нормального функционирования рельсовых сетей и защиты от коротких замыканий. Катодная защита КЗО МИИТ не предусматривает изменений в связи опор с рельсами и может быть осуществлена с индивидуальными и с групповыми заземлениями.

Опыт эксплуатации КЗО МИИТ показал, что она является работоспособной, обеспечивает защитный эффект на всех присоединенных опорах и не требует для своей реализации значительных энергозатрат (примерно 1—6 Вт на опору). Определенные трудности наблюдались лишь в связи с низкой надежностью узлов присоединения резисторов.

Эффективность катодной защиты зависит прежде всего от правильного выбора режима работы катодной станции. Рассмотрим критерии защищенности арматуры в железобетоне [3]. Если на момент включения катодной установки арматура полностью пассивна и в дальнейшем только электрокоррозия может вызвать повреждение, для защиты достаточно поддерживать потенциал «арматура — земля» на уровне не выше 0,72 В при измерениях относительно медносульфатного электрода сравнения. На практике это положение применимо только для недавно установленных опор, причем в почвах с гарантированным отсутствием агрессивных ве-

ществ. Если защите подлежат опоры с неизвестным коррозионным состоянием, а также в тех случаях, когда в почве есть или могут появиться агрессивные вещества,

указанный потенциал должен составлять — 0,87 Вч--
1,5 В. Длительное воздействие более низких потенциалов (перезащита) может привести к нарушению сцепления арматуры с бетоном вследствие интенсивного выделения водорода и чрезмерного подщелачивания приарматурного слоя. Второй случай является более универсальным и именно он был предусмотрен при наладке КЗО МИИТ.

Второй вопрос, касающийся эффективности катодной защиты, состоит в ее возможностях противостоять электрокоррозии, возникающей из-за появления связи опор с рельсами. Для того чтобы с помощью катодной установки подавить ток, стекающий через опору, мощность установки должна быть выше, чем мощность, которая выделяется при электрокоррозии. Последняя зависит от сопротивления «арматура — земля» опоры
и потенциала «рельс — земля» и может достигать 0,8—1 кВт, что уже само по себе делает возможность предотвращения электрокоррозии весьма проблематичной. К сказанному следует добавить, что даже если применить источник достаточной мощности, он должен автоматически регулировать выходной ток в зависимости от наличия или отсутствия связи с рельсами. В ином случае катодная поляризация приведет либо к перезащите, либо будет недостаточна. Катодная станция, использованная в КЗО МИИТ, обеспечивает автоматическую регулировку (путем слежения за изменением потенциала «трос—земля»), однако ее мощности, очевидно, недостаточно для подавления тока от рельсов.

Несмотря на отмеченные недостатки, область применения катодной защиты весьма широка. С одной стороны, значительное количество повреждений опор связано с почвенной коррозией, которая выступает как вторичный фактор после электрокоррозии. При обследованиях обнаруживаются корродирующие опоры, заземленные через исправные в течение нескольких последних лет ИП или ЗД, и такие случаи могли бы быть исключены с помощью катодной защиты. Использование последней позволило бы не только сохранить эксплуатирующийся парк опор, но и в корне пересмотреть требование по их замене. Так, в настоящее время трещины и различного рода дефекты в подземной части считаются недопустимыми, главным образом, потому, что они открывают путь для почвенной коррозии. Применение же катодной защиты гарантирует полное прекращение этих явлений.

Кроме этого, искусственная катодная поляризация группы опор является эффективным средством борьбы с перетекающими токами и могла бы заменить выведение «низкоомных» опор из группового заземления.