CC BY
10
Нацюнальний лгсотехшчний ун1верситет УкраГни
4. Chornij Z.P. Crystals SrCl2-K radiation sensitivity / Z.P. Chornij, I.B. Pirko, V.M. Salapak // Functional materials. - 2011. - Vol. 18, № 2. - Pp. 206-210.
5. Чорнш З.П. 1онш процеси в радiацiйно забарвлених кристалах галогенвдв двовалентних металiв : дис. ... д-рафiз.-мат. наук: спец. / З.П. Чорнш. - Львiв, 2000. - 275 с.
6. Чорнш З.П. II. Термоактивацшш процеси в радiацiйно забарвлених кристалах CaF2-Me+ / З.П. Чорнш, 1.Б. Пiрко, В.М. Салапак, М.В. Дячук, О.Р. Онуфрiв, А.Д. Кульчицький // Науковий вiсник НЛТУ Укра'ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра'ни. - 2016. - Вип. 26.1. -С. 212-217.
7. Чорнш З.П. Fo-центри в кристалах флюорипв, легованих лужними металами / 3. П. Чорнш, 1.Б. Шрко, В.М. Салапак, М.Р. Панасюк // Журнал фiзичних дослiджень : зб. наук. праць. -2012. - Т. 16, № 1. - С. 1602-1-1602-8.
8. Hayes W. Crystals with fluorite structure / W. Hayes, A.M. Stoneham. - Oxford, 1974. -
448 p.
Надшшла до редакцп 28.03.2016 р.
Чорний З.П., Пирко И.Б., Салапак В.М., Дячук М.В., Кульчицкий А.Д., Онуфрив О.Р. III. Термоактивационные процессы в радиационно окрашенных кристаллах CaF2-Na+
В линейной комплементарной модели исследованы термоиндуцированные процессы в радиационно окрашенных кристаллах CaF2-Na. При температурах T<100 K в окрашенных кристаллах существуют четыре типа комплементарных пар центров окраски: (Fa-Vk), (Fa-Vka(1+), (Fa(1)-Vk), (FA(1)-VKA)-пары, а при T>200 K - лишь один тип центров окраски: (MA -VKA)-пары. Проанализированы механизмы, которые влияют на изменение структуры центров окраски и релаксации энергии, запасенной кристаллом в процессе облучения. Показано, что термическое обесцвечивание кристалла обусловлено дырочными процессами, а термоиндуцированные превращения центров окраски происходят вследствие ионных процессов.
Ключевые слова: кристаллы, радиация, центры окраски.
Chornyi Z.P., Pirko I.B., Salapak V.M., Dyachuk M.V., Kulchitskiy A.D., Onufriv O.R. Thermal Radiation-induced Processes in Radiation-colored Crystals of CaF2-Na. Part 3
At temperatures T<100 K in colored crystals, there are four types of complementary pairs of color centers. They are the following: (FA-VK), (FA-VKA (1)), (Fa (1)-Vk), (Fa (1)-Vka)-couples, and at T>200 K the is only one type of color centers such as (MA+-VKA)-pary. Mechanisms that lead to changing patterns of color centers and relaxation crystal energy stored during exposure are analysed. The research has shown that thermal discoloration is caused by crystal hole processes and thermal radiation-induced color centers occur as the result of ionic processes.
Keywords: crystals, radiation, color centers, complementary pairs.
УДК 621.643
К0Р031Я П1ДЗЕМНИХ ГАЗОПРОВОД1В НИЗЬКОГО ТИСКУ
шд дгею змгнного струму
Л.Я. Побережний1, А.В. Яворський2
Шд час експлуатацп пщземних газових мереж низького тиску не прищляють ува-ги 6opoTb6i з електрокорозieю шд дieю змшного струму. При цьому штенсивш коро-зiйнi руйнування проходять у мюцях стжання постiйного струму зi зовнiшньоí повеpхнi в електрол^ (Грунт або воду). Проведено мониторинг корозшних уражень pозподiльчих
1 проф. Л.Я. Побережний, д-р техн. наук - !вано-Франкшський НТУ нафти 1 газу;
2 доц. А.В. Яворський, канд. техн. наук - 1вано-Франювський НТУ нафти 1 газу
трубопроводiв "1вано-Франювськгаз". Виявлено локальнi корозiйнi ураження, яю за формою i глибиною вщповщають електрокорозiйним. Показано, що електрокорозiя розподшьчих газопроводiв може бути зумовлена помилковим або навмисно неправиль-ним тдключенням електроприладiв. Зафiксовано натiкаючi струми навт на малопо-тужних побутових приладах силою близько 4 А, що залежно вщ фiзико-хiмiчних влас-тивостей грунту вщповщае густинi струму на дефект вiд 8,9 до 310 А/м за максимального нормативного значення 10 А/м2.
Ключов1 слова: розподiльчi газопроводи, електрокорозiя, розгерметизащя трубоп-роводiв, втрати природного газу.
Вступ. Пвдземш трубопроводи е важливим елементом нафтогазового комплексу Украши та вщграють надзвичайно важливу роль у житт сучасного суспiльства, виступаючи гарантом його енергетично'1 незалежностi. Забезпечення безперебiйноí роботи трубопровщного транспорту iз врахуванням усiх особли-востей його експлуатацií (нанесення захисного покриття, контроль за роботою катодних станцш, монiторинг стану трубопроводiв) е першочерговою i необхщ-ною задачею уникнення аварiй та вщмов, що призводять до втрати цшсноси труби. Значна частина аварiй (>80 %) на трубопроводах е наслщком перебйу рiз-них форм корози: загально'1 корозií, щiлинноí корозп пiд покриттям, що вщшару-валося, точково'1 корозп, корозiйного розтрiскування пiд напруженням тощо.
Проблема пiдсилюеться ще й тим, що в умовах експлуатацп трубопровод, як правило, шддаеться одночасному впливу механiчних навантажень (де-формацiя), зносу i корозiйно-активних середовищ. Така сумiсна дiя може спри-чинити пришвидшене корозiйно-механiчне руйнування трубопроводiв, яке значно iнтенсифiкуеться пiд дiею полiв блукаючих струмiв. Пiд час експлуатацп тдземних газових мереж низького тиску майже не придшяють уваги бо-ротьбi з електрокорозiею пiд дiею змiнного струму, вважаючи, що ця проблема торкаеться лише протяжних мапстральних газопроводiв за сумiжного проля-гання з лiнiями електропередач [1]. Термш "електрокорозiя" зазвичай пов'яза-ний з протiканням постiйного струму в шдземнш металоконструкци.
Рис. 1. Фрагменти тдземного газопроводу низького тиску (0 60 мм) з наявними електрокорозтними дефектами типу "свищ "
Джерела даних блукаючих струмiв знаходяться поза металоконструк-цiею: електрифкований транспорт, системи катодного захисту, шахтш системи електропостачання постiйним струмом тощо. При цьому штенсивш корозiйнi руйнування проходять у мюцях стiкання постшного струму зi зовнiшньоí по-верхш в електролiт (грунт або воду). Вкчизняна i свiтова практика експлуатацп тдземних металоконструкцш визнае цю проблему i враховуе и.
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет УкраТни
Проте останшм часом пiд час експлуатацп тдземних металiчних газоп-роводiв низького тиску, як знаходяться поза зоною розтшання блукаючих стру-мiв, виникають характеры для ектрокорозп дефекти типу "свищ" (рис. 1), що потребуе спещального дослiдження i пояснення.
Матерiали та методи. Об'ектом дослiджень вибрано труби зi сталi Ст 3 дiаметром 219 iз товщиною стiнки 6 мм. З ще!' сталi виготовляють трубопро-води низького та середнього тиску. Дослвдження електрокорозп матерiалу труби змшним струмом проводили на установщ, розробленiй та створенiй на базi 1ФНТУНГ у науково-дослiднiй лабораторп корозшно-мехашчно!' деградацп ма-терiалiв i конструкцiй.
Загальний вигляд розроблено!' установки показано на рис. 2.
Рис. 2. Загальний вигляд (а) та принципова схема (б) установки для визначення
швuдкостi корозп в агресивних середовищах тд впливом змтного струму:
8А 1 - вимикач, Т1 - трансформатор ТМ-56, Т2 - ЛАТР ЬТС-500, РА 1 - амперметр, Я1 - додатковий отр, 1, 2 - зразки-модел1
Результати. Проведет на цей час дослвдження [2, 3] вказують на взаемозв'язок наведених корозшних процеЫв з протшанням змшного струму в стшках тдземного трубопроводу, проте щ дослвдження не вказують на швид-юсть розвитку корозшних процеЫв тд дiею змшного струму. Сучасна нормативна база (ДСТУ Б В.2.5-29:2006 Система газопостачання. Газопроводи стале-вi тдземт Загальт вимоги до захисту вiд корозп) регламентуе небезпечну ддо змiнного струму за густиною вище за 1 мА/см2 (10 А/м2), проте оперативне без-контактне визначення натiкання струму на тдземну частину газопроводу низького тиску i автоматичний захист ввд його корозшно!' д11 е поки ще не вирше-ною задачею.
Основними причинами виникнення змшних струмiв натiкання i попа-дання 1х на газопроводи низького тиску е:
• непрофесшна експлуатацiя дшчо! системи електропостачання, наприклад, ви-користання газопроводiв як нульових робочих провщниюв;
• вiдсутнiсть iзоляцГí газових вводiв у споруди;
• некоректне тдключення електроспоживачiв (газовi котли, газовi плити з елек-тророзпалом), якi зв'язують газопровiдну систему зi системою електропостачання;
• пошкодження у процес експлуатацГí кабельних лiнiй i/або електрообладнання в зонi пролягання газопроводiв;
• застосування газопроводiв як заземлювача тд час крадiжки електрично! енергii. Щодо останньо!' наведено!' причини (крадiжки електроенергп), зупини-
мося детальнiше, оскiльки вона переросла ввдносно нову проблему для газового господарства, що пов'язана з корозшним руйнуванням стальних вводiв газопро-водiв у житловi будинки. На основi сучасних лiтературних джерел [4] можна
видшити три основш схеми (рис. 2), яю використовують для крадiжки електро-енерги для систем електропостачання з найбiльш поширеними iндукцiйними електролiчильниками iз застосуванням газопроводiв як заземлювачiв.
Найбiльш досконалою е схема, за якою мiж фазовим провiдником елек-тролiчильна i заземленням (газопровiд) вмикаеться потужний автотрансформатор, вторинна обмотка якого приеднуеться до струмово! обмотки електроль чильника, регулюючи автотрансформатор i подаючи струмовий сигнал у проти-фазi до сигналу на струмовш обмотцi електролiчильника досягаеться його галь-мування чи реверсне обертання за правильного шдключення навантаження. Ос-тання схема е найбшьш небезпечною щодо електрокорози, оскшьки значення струму в лiнii газопроводу, тд час реверсивного обертання диску електроль чильника i пiдключеного навантаження, можуть сягати кшькох десяткiв ампер, що може спричинити надзвичайно швидке руйнування металу в середовищi Грунтового електролггу.
Обговорення результаив. Пiд час контролю протжання змiнного струму в стшках газопроводу, варто зазначити, що одшею з особливiстю е змша ве-личини струму (до повного зникнення в певш моменти часу) залежно ввд змiни величини електричного навантаження в електромережг Як зазначено вище, одним iз шляхiв визначення натiкання змiнного струму на металiчний газопроввд е розроблення методiв i засобiв для безконтактного вимiрювання величини струму, особливо в умовах крадiжки електроенерги.
Для оцшювання небезпеки прискорення натiкаючим струмом коро-зiйних процесiв потрiбно перейти вщ показникiв сили струму до його густини на дефеки. Стандартна методика розрахунку полягае у визначеш густини струму на дефекта покриття кругло! форми, оскшьки за результатами обстежень, найчастше трапляються дефекти захисного покриття кругло! форми або проколи дiаметром 0,005 м. У нормативны документаци площа стандартного дефекту в iзоляцiйному покриттi дорiвнюе 6,25 10-4 м2 (й = 0,0282 м), у зарубiжних стандартах площу дефекту прийнято 1 ■ 10-4 м2 (й = 0,0112 м). За сталого дiаметра дефекту в захисному покрити густина змiнного струму буде тим вищою, чим меншим е електричний отр Грунту (табл.).
Табл. Питомий отр ¡рунт'ш рпних титв
Тип Грунту Питомий електричний ошр Грунту, Омм
Шсок 400-1000 i бiльше
Супiсок 150-400
Суглинок 40-150
Глина 8-70
Чорнозем 10-50
Торф 20
Густина струму на дефеки загалом виражаеться формулою
Лс = , (1)
¿деф
де: 1ЗС - сила натiкаючого струму, А; Sдeф - площа дефекту, м2. З урахуванням показникiв опору Грунту отримуемо
Нацюнальний лiсотехнiчний yHÍBepcHTeT УкраГни
Лс = ^^ , (2)
р-d
де: d- giaMeTp дефекту iзoляцif, м; р - електричний onip Грунту, Омм.
Пiдставивши нормативш poзмipи дефекту, отримаемо значення густини струму. Зафшсовано показник сили струму натакання 3,88 А. Отже, за формулою (1) йому вщповвдатиме значення 6208 А/м2, а з урахуванням питомого опору Грунту (див. табл.) отримаемо таю усереднет значення: для тщаних Грун-тав - 8,9 А/м2, для сутсюв - 22,5 А/м2, для суглинюв - 65,4 А/м2, для глинистих Гpунтiв - 159 А/м2, для чopнoзeмiв i торфовищ - 206 та 310 А/м2. Враховуючи, що нормативно допустима величина густини струму на дефекта становить 10 А/м2, можемо зробити висновок про значш ризики розвитку eлeктpoкopoзif та пoв'язанof з нею poзгepмeтизацif газoпpoвoдiв низького i середнього тиску у бшьшоста областей Украши. Отже, надалi пoтpiбнo продовжити систeмнi досль дження eлeктpoкopoзif матepiалу poзпoдiльчих газових мереж з метою запобь гання позаштатним ситуащям та втратам газу.
Висновки. Проведено мониторинг кopoзiйних уражень poзпoдiльчих тpубoпpoвoдiв "Iванo-Фpанкiвськгаз". Виявлено лoкальнi кopoзiйнi ураження, якi за формою i глибиною вiдпoвiдають eлeктpoкopoзiйним. З'ясовано, що елек-тpoкopoзiя poзпoдiльчих газoпpoвoдiв може бути зумовлена помилковим або навмисно неправильним тдключенням eлeктpoпpиладiв.
На малопотужних побутових приладах (газова плита з електрозапалом) зафiксoванo натiкаючi струми силою 3,88 А, що для piзних титв Гpунтiв ввдпо-вiдае густинi струму ввд 8,9 до 310 А/м2 i сввдчить про високу небезпеку розвитку eлeктpoкopoзiйних пpoцeсiв.
Л^ератури
1. ДжалаР.М. Електрохiмiчний захист пщземного трубопроводу в 30HÍ впливу електропе-редач / Р. Джала, Б. Вербенець, О. Винник, Ю. Гужов, Р. Савула // Проблеми корози та протико-розiйного захисту матерiалiв. - В 2-х т. / Спец. вип. журналу "Фiзико-хiмiчна мехашка матерь алiв". - № 8. - Львiв : Вид-во ФМ1 ím. Г.В. Карпенка НАН УкраГни. - 2010. - Т. 2. - С. 498-503.
2. Michael Horton. "Corrosion effects of electrical grounding on water ipe". Corrosion 91 The NACE Annual Conference and Corrosion Show. - March 11-15 1991 Cincinnati, Ohio.
3. Григорьев О.А. Неисправности систем электроснабжения зданий ускоряют коррозию трубопроводов / О.А. Григорьев, В.С. Петухов, В.А. Соколов. - Житомир : Изд-во "Новости электротехники". - 2003. - № 4 (22). [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.tesla.ru/ publications/files/018.pdf).
4. Красник В.В. 102 способа хищения электроенергии / В.В. Красник. - М. : Изд-во ЭНАС, 2010. - 160 с. - (Рынок электроэнергии).
Надшшла до редакцп 30.03.2016 р.
Побережный Л.Я., Яворский А.В. Коррозия подземных газопроводов низкого давления под действием переменного тока
При эксплуатации подземных газовых сетей низкого давления почти не уделяется внимание борьбе с электрокоррозией под действием переменного тока. При этом интенсивные коррозионные разрушения проходят в местах стока постоянного тока с внешней поверхности в электролит (почву или воду). Проведен мониторинг коррозионных поражений распределительных трубопроводов "Ивано-Франковскгаз". Выявлено локальные коррозионные поражения, по форме и глубине соответствуют электрокорозионым. Показано, что электрокоррозия распределительных газопроводов может быть обусловлена ошибочным или намеренно неправильным подключением электроприборов. Даже на
маломощных бытовых приборах зафиксированы натекающие токи силой около 4 А, что в зависимости от физико-химических свойств почвы соответствует плотности тока на дефекте от 8,9 до 310 А/м2 при максимальном нормативном значении 10 А/м2.
Ключевые слова: распределительные газопроводы, электрокоррозия, разгерметизация трубопроводов, потери природного газа.
Poberezhny L.Ya., Yavorskyy A.V. Corrosion of Underground Low Pressure Gas Pipelines under Alternate Current
When operating underground gas networks of low pressure almost no attention is paid to the fight against electrocorrosion under AC. This intensive corrosion in places is draining DC external surface of the electrolyte (soil or water). A monitoring corrosion lesions distribution pipelines "Ivano-Frankivskgas" Local corrosion detected lesions that form and depth correspond to electrocorrosion damages. It is shown that electrocorrosion of distribution pipelines can be caused by erroneous or intentionally wrong connecting appliances. There stray current power even in low-power home appliances fixed at 4 A, depending on the physical and chemical properties of the soil meets the current density to defect from 8.9 to 310 A/m2 at maximum standard value of 10 A/m2.
Keywords: stray current, distribution pipelines electrocorrosion, decompression pipelines, natural gas leaks. _
УДК 666.94:614.814
ВПЛИВ Г1ДРОФОБНИХ ЗАХИСНИХ ПОКРИТТ1В НА ДОВГОВ1ЧН1СТЬ БЕТОННИХ КОНСТРУКЦ1Й
М.М. Гивлюд1, В.-П.О. Пархоменко2,1.В. Маргаль3
Вивчено вплив силщшвмюних гiдрофобiзаторiв на довговiчнiсть бетонних бущ-вельних конструкцш, яю експлуатуються в умовах високо' вологост за рахунок пдро-фобiзащí и поверхш полiметилфенiлсилоксановим лаком К0-08. Встановлено вплив концентрацп гiдрофобiзатора на глибину проникнення та доведено утворення мщного зв'язку з поверхнею бетону. Методами фiзико-хiмiчного аналiзу шдтверджено можли-вють зниження водопоглинання бетону у 5-8 разiв, що надалi призводить до шдвищен-ня його корозшно'' стшкоста, а також встановлено оптимальну концентращю гщрофоб> затора (45 мас. %) для отримання задовiльних показниюв водопоглинання та глибини його проникнення у бетон до 12 мм.
Ключовi слова: бетон, водопоглинання, проникнють, рельеф поверхш, довговiчнiсть.
Постановка проблеми. Бетонш конструкци завдяки значнш ввдкритш пористоси володтать високим показником водопоглинання, що призводить до зростання теплопроввдноси та зниження морозостшкоси тд час експлуатаци у вологих умовах. Тому для збшьшення довгов1чноси експлуатаци цих матерь ал1в на сьогодш використовують додаткове оброблення готових вироб1в та конструкци пдрофоб1зувальними речовинами або захисними покриттями. Г1д-рофоб1зувальш розчини можливо наносити на попередньо очищену висушену поверхню матер1алу розпиленням до повного 11 насичення. Але такий метод е технолопчно складний та дороговартюний.
Найбшьш надшним та ушверсальним засобом захисту буд1вельних конструкцш в1д ди агресивних зовшшшх середовищ е використання пдрофоб-
1 проф. М.М. Гивлюд, д-р техн. наук -НУ " Льв1вська пол1технка";
2 ад'юнкт В.-П.О. Пархоменко - Льв1вський ДУ безпеки життед1яльностЦ
3 доц. 1.В. Маргаль, канд. техн. наук - НУ " Львшська полггехшка"
