Dabas gāze atrodas no 1000 metriem līdz dažiem kilometriem zemes dziļumā. Ar visdziļāko urbumu saņēmtā gāzes plūsma ir no dziļuma vairāk par 6000 metru. Zem zemes gāze atrodas mikroskopiskos tukšumos, ko sauc par porām. Poras savienotas savā starpā ar mikroskopiskajiem kanāliem – plaisām, pa šiem kanāliem gāze pāriet no porām ar augstu spiedienu uz porām ar zemāku spiedienu, kāmēr nenonāk urbumā. Gāzes kustība stratā pakļaujas noteiktiem likumiem. Gāzi iegūst no urbumiem. Urbumus cenšas izvietot vienmerīgi pa visu teritoriju. Gāze iznāk no zemes dziļuma, jo spiediens zem kura tā atrodas, vairākas reizes pārsniedz atmosfēras spiedienu.
Gāzi, kas iegūta no urbuma, nepieciešams sagatavot transportēšanai gala patērētājiem – rupnīcas, katlu mājas, pilsētas gāzes tīkli. Gāzes sagatavošana nepieciešama tāpēc, ka tā satur piemaisījumus, kas apgrūtina transportēšanu vai lietošanu. Ūdens tvaiks gāzē pie noteiktiem nosacījumiem var veidot hidrātus vai, kondensējoties, uzkrāties dažadās vietās (piemēram, pagriezienos), kas traucē gāzei kustēties; sērūdeņradis izraisa gazes iekārtu (caurules, siltummainis uc) koroziju.
Pieaugot tērauda cauruļvadu garumam, pieaug arī korozijas bojājumu skaits uz tiem. Korozijas bojājumiem ir savs īpašs raksturs. Vienkāršotā formā šis jēdziens ir definēts kā metālu patvaļīga iznīcināšana (oksidācija). Vidi, kurā metāls pakļauts korozijai, sauc par agresīvo.
Metālu patvaļīgas iznīcināšanas process pie to ķīmisko, elektroķīmiskās vai bioķīmiskajiem mijiedarbību ar apkārtējo vidi atklāj jēdziens „korozija”.
Tērauda cauruļvadu aizsardzības konstrūkcijā no elektroķīmikas korozijas izmanto elektriskās aizsardzības metodes, pamatojoties uz metāla elektroķīmisko īpašību izmaiņam zem polarizācijas strāvas iedarbības, biežāk katoda polarizācija (katoda elektroaizsardzības iekārtas).
Protektora elektroaizsardzības iekārtu darbībā izmanto aizsardzības mehānismu, no kura izriet, ka, ja divus metālus novietot elektrolīta šķīdumā (vienkāršā vai sāļā ūdenī, bet mūsu gadījumā gruntī, kur novietots gāzesvads), tad viens no tiem, aktīvākais, sāk izstarot elektronus un pievienot pie veidotiem hidroksila grupas joniem (OH) no elektrolīta šķīduma, bet cits, mazāk aktīvs (gāzesvads) – katods – atjaunoties. Tādā veidā anods aizargās katodu
Meliorācijas elektroaizsardzības iekārtas izmanto, lai kontrolētu klejojošu strāvu. Tās darbības būtība ir tas, ka pēc bīstamas anoda zonas atklāšanas uz gāzesvada, aizsargātu gāzesvadu savieno ar klejojošu strāvas avotu (piemēram, tramvaja vai dzelzceļa sliedēm). Šajā gadījumā strāva atgriezīsies pie tās iztekas izmantojot metālu, kas izslēdz korozijas procesu.
Tiek izstrādāti sekojoši kritēriji elektroaizsardzības iekārtas darbības effektivitātes novērtēšanai:
- strāvas blīvums raksturo elektroķīmiska procesa ātrumu un nosaka strāvas stipruma attieksmi pret tās virsmu. Mērvienība - A/m2, mA/cm2. Tieši strāvas blīvuma mērījumus gāzes cauruļvadu aizsardzībai neveic;
- elektroda potenciāls (vienkārši potenciāls). Elektroķīmijā veic, lai izmērītu potenciālu starpību starp interesējošo objektu (mūsu gāzesvadu) un nepolarizētu salīdzinājuma elektrodu. Nepolarizēts - tas ir tāds elektrods, kura potenciāls nemainās pie strāvas iešanas caur to. Salīdzinājumā elektroda potenciālu ir pieņemts uzskatīt par gandrīz nemainīgu, neatkarīgi no mērīšanas apstākļiem.
Gāzes cauruļvads atrodas zem aizsardzības, ja tā polarizācijas potenciāla vērtība ir no no -0,85 līdz -1,15 V robežās attiecībā pret nepolarizēto salidzinājuma elektrodu vai mazāk precīzā izteiksmē, mērot kopējo potenciālu, tad tā vērtībai ir jābūt diapazonā no - 0,9 līdz -2,5 V. Stacionars (bez strāvas) tērauda potenciāls gruntī nosacīti pieņemts -0,7 V, kaut gan tās tipiskā vērtība ir -0,55 V. Tādējādi, ja izmērītā potenciāla vērtība ir mazāka par -0, 7 V pēc absolūtas vērtības, tad tērauda cauruļvads atrodas anodā zonā un pakļauts paātrinātai iznīcināšanai.
Lai labi aizsargātu gāzes caurļvadus ir nepieciešams:
1. Projektēt elektroaizsardzības iekārtas un izvairīties no anodu zonas iedarbības.
2. Projektēt un veikt mūsdienīgo rekonstrukciju esošām elektroaizsardzības iekārtām.
3. Precīzi mērīt aizsardzības potenciāla vērtību, kas noteic, aizsargāts mūsu gāzesvads vai nē.
4. Vissvarīgakais ir savlaicīga, operatīva reakcija uz mainīgām, dinamiski augošām inženierbūvēm pilsētā, tā kā zem asfalta, izņemot gāzes caurļvadu, atrodas simtiem kilometru siltumtīklu, ūdensvadu, kanalizācijas, kabeļu un citas komunikācijas.
Sakaru kabeļi, ūdens caurules ir aizsargātas ar savām elektroaizsardzības iekārtām. Šādā situācijā, ir tā sauktās kaitīgas sekas - cauruļvadu metāla iznīcināšana elektroķīmiskās korozijas dēļ, ko izraisa anoda polarizācija no katodiski aizsargātiem kabeļiem vai ūdensvada.
Operatīvas reaģēšanas nodrošināšanai ir nepieciešams izveidot informatīvo bāzi uz visām komunikācijām un tīkliem, uznest uz elekronisko kartografisko pilsētas pamatu (Arcinfo vai tai līdzīgo). Šai bāzei jābūt izstradātai ar vadošiem speciālistiem un periodiski atjaunota. Ar šo informāciju var ātri pieņemt pareizus tehniskus risinājumus, likvidēt nepilnības gāzes piegādes jomā un īstenot tos īsā laika posmā.
Visiem tērauda gāzesvadiem, kas ielikti zemē, ir izolacijas virsma, norobežojoša tiešu tērauda kontaktu ar zemes elektrolitiem. Šādai virsmai:
- jābūt ķīmiski izturīgai zemē;
- jābūt mehāniski izturīgai;
- jābūt minimālai absorbspējai;
- augstas dielektriskas īpašības;
- jāsaglabā savas īpašības darba temperatūras intervālā glabāšanā un ekspluatācijā;
- jābūt gludai;
- jābūt pietiekams glabašanas tērmiņs, kura laikā netiek zauētas augstāk minētās īpašības;
- jābūt tehnoloģiskai, t.i. uzklāšanas process nav sarežģīts;
- jābūt lētai.
Avots:
žurnāls “Энергосбережение” №1/2005