1. Схема возникновения блуждающих токов на магистральных нефтегазопроводах.

Блуждающие токи – токи в земле, возникающие вследствие работы посторонних источников постоянного или переменного тока (электрифицированный транспорт, сварочные агрегаты, устройства электрохимической защиты посторонних сооружений и пр.).

Положительный полюс источника питания подключается к контактному проводу, а отрицательный - к рельсам. При такой схеме электроснабжения тяговый ток от положительной шины тяговой подстанции по питающим линиям поступает через контактную сеть и токоприемник к двигателю электровоза, а затем через колеса и рельсы к отрицательной шине тяговой подстанции. Так как рельсы не полностью изолированы от земли, часть тягового тока стекает с них в землю. Сила стекающего тока, который и является блуждающим, тем больше, чем меньше переходное сопротивление между рельсами и грунтом и чем выше продольное сопротивление стыковых соединений рельсов. При условиях, способствующих утечке тока в грунт (отсутствие стыковых соединений на рельсах, загрязненность балласта и т.д.), сила блуждающего тока в грунте может достигать 70-80 % от общей силы тягового тока ( I_тяг > 1000 A). Среднесуточная плотность тока утечки, превышающая 0,0015 мА/м², считается опасной для подземных металлических сооружений.

Блуждающие токи, протекая в грунте и встречая на своем пути подземные трубопроводы, переходят на них, так как сопротивление металла значительно меньше coпротивления грунта. Ток течет по подземному стальному сооружению до тех пор, пока не встретит благоприятные условия для возвращения на минусовую шину тяговой подстанции (рельсовый путь). Блуждающие токи имеют радиус действия до нескольких десятков километров в сторону от токонесущих сооружений.

В местах входа блуждающих токов в подземный трубопровод и выхода из него в грунт протекают электрохимические реакции. В зоне входа токов происходит катодный процесс (течет реакция восстановления): O₂ + 4е + 2Н₂O = 4OН^-, который приводит к подщелачиванию грунта вблизи трубопровода, а иногда и к выделению водорода: 2H⁺ + 2е = Н₂↑ . В местах выхода тока в грунт образуются анодные участки (из анодного участка происходит переход электронов в катодную зону): Fe - 2е = Fe²⁺, где происходит усиленное растворение металла, прямо пропорциональное силе стекающего тока. Основной величиной, характеризующей интенсивность процесса электрокоррозии, является сила тока, стекающего с подземного сооружения в грунт, отнесенная к единице поверхности, т.е. плотность тока утечки. Блуждающие токи помимо плотности утечки характеризуются и значением потенциала его по отношению к ближайшей точке земли. Принципиальная особенность коррозии блуждающими токами состоит в том, что ее скорость практически не ограничена скоростью доставки кислорода, как при почвенной коррозии. Сила блуждающего тока определяется не доставкой кислорода к коррозирующей поверхности, а переходными сопротивлениями в системе «рельс – грунт - подземный стальной трубопровод». Решающее значение имеет плотность в анодной зоне трубопровода. При наличии защитного покрытия на трубопроводе блуждающие токи могут стекать при наличии сквозных дефектов в изоляции. Переменный блуждающий ток также опасен, но скорость разрушения металлов им в несколько раз меньше, чем постоянным током.