ГОСТ 34597-2019 Анодные заземления установок электрохимической защиты от коррозии подземных металлических сооружений. Методы определения биокоррозионной агрессивности грунтов и их влияния на подземные металлические сооружения.

        ГОСТ 34597-2019

 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 АНОДНЫЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ УСТАНОВОК ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

 Методы определения биокоррозионной агрессивности грунтов и их влияния на подземные металлические сооружения

 Anodic earthing of the electrochemical protective installations against corrosion of underground metal constructions. Methods for determining the biocorrosion aggressiveness of soils and their impact on underground metal constructions

МКС 75.160.30

Дата введения 2020-06-01

 Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Люмэкс-маркетинг" (ООО "Люмэкс-маркетинг") и Институтом микробиологии и вирусологии им.Д.К.Заболотного Национальной академии наук Украины (ИМВ ИАН Украины)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 336 "Заземлители и заземляющие устройства различного назначения"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 октября 2019 г. N 123-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2019 г. N 1249-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34597-2019 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июня 2020 года

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

 Введение

Коррозия подземных сооружений является многофакторным сложным процессом, в который значительный вклад вносят микроорганизмы. Многолетние микробиологические исследования подземных сооружений в разных климатических зонах подтвердили, что крупномасштабные сооружения - мощный техногенный фактор, стимулирующий процессы биокоррозии (микробной коррозии) [1]. Наиболее существенным агентом, влияющим на процессы коррозии металла в подземной среде, являются бактерии цикла серы - сульфатредуцирующие и ацидофобные тионовые, с деятельностью которых связано возникновение коррозионноопасных ситуаций. Действие микробиологического фактора может существенно сокращать срок эксплуатации и службы подземных металлических сооружений и привести к их преждевременному выходу из строя и замене.

Одним из применяемых и надежных способов защиты подземных металлических сооружений от коррозии является электрохимическая защита. Однако данный способ оказывается малоэффективным при возникновении очагов биокоррозии. Более того, электрический ток от электроустановок может способствовать появлению и усилению биокоррозионных ячеек.

В настоящем стандарте установлены критерии биокоррозионной агрессивности и современные микробиологические, молекулярные и физико-химические методы определения возбудителей биокоррозии - коррозионноопасных бактерий. Среди современных методов новыми являются молекулярные. Для обнаружения коррозионноопасных бактерий в настоящем стандарте предлагается использование молекулярных методов, основанных на полимеразной цепной реакции (ПЦР), а именно ПЦР с гибридизационно-флуоресцентной детекцией в режиме реального времени, разработанных в течение последних десятилетий и теперь доступных для экспресс-анализа образцов грунта, прилегающего к подземным сооружениям.

Внедрение стандарта позволит прогнозировать биокоррозионную ситуацию на подземных сооружениях, выбирать эффективные методы противокоррозионной защиты при их проектировании, что позволит увеличить срок службы и надежность эксплуатации подземных металлических сооружений, сократит число аварий, расходы на техническую эксплуатацию и ремонт.

      1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы оценки биокоррозионной агрессивности грунтов, а также методы определения коррозионноопасных микроорганизмов в грунтах, прилегающих к поверхности подземных металлических сооружений.

Настоящий стандарт используют для определения, мониторинга и прогнозирования появления очагов биокоррозионных повреждений наружной поверхности подземных (в том числе подводных с заглублением в дно) стальных сооружений, проложенных ниже уровня поверхности земли или в обваловании, выполненных из углеродистых и низколегированных сталей (далее - сооружения): трубопроводов, транспортирующих природный газ (газопроводы магистральные и распределительные), нефть, нефтепродукты, и отводов от них; резервуаров (в том числе траншейного типа); водопроводов; трубопроводов тепловых сетей; свай, шпунтов, колонн и других несущих стальных подземных конструкций, железобетонных и чугунных сооружений, морских и прибрежных сооружений.

Настоящий стандарт не распространяется на следующие сооружения: железобетонные и чугунные сооружения, сооружения специального оборонного и космического назначения, морские и прибрежные сооружения, в том числе, трубопроводы; сооружения атомных, приливных, гидроэлектрических станций и плотин; коммуникации, прокладываемые в зданиях; кабели в металлической оболочке; трубопроводы тепловых сетей с пенополиуретановой тепловой изоляцией и трубой-оболочкой из жесткого полиэтилена (конструкция "труба в трубе"), имеющие действующую систему оперативного дистанционного контроля состояния изоляции трубопроводов.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 9.602 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ 12.1.008 Система стандартов безопасности труда. Биологическая безопасность. Общие требования

ГОСТ 17.4.4.02 Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа

ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 2053 Реактивы. Натрий сернистый 9-водный. Технические условия

ГОСТ 3118 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3773 Реактивы. Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 3776 Реактивы. Хрома (VI) оксид. Технические условия

ГОСТ 4148 Реактивы. Железо (ІІ) сернокислое 7-водное. Технические условия

ГОСТ 4198 Реактивы. Калий фосфорнокислый однозамещенный. Технические условия

ГОСТ 4201 Реактивы. Натрий углекислый кислый. Технические условия

ГОСТ 4204 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4209 Реактивы. Магний хлористый 6-водный. Технические условия

ГОСТ 4523 Реактивы. Магний сернокислый 7-водный. Технические условия

ГОСТ 5839 Реактивы. Натрий щавелевокислый. Технические условия

ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ ISO 7886-1 Шприцы инъекционные однократного применения стерильные. Часть 1. Шприцы для ручного использования

ГОСТ 9147 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ ISO 11464 Качество почвы. Предварительная подготовка проб для физико-химического анализа

ГОСТ 11773 Реактивы. Натрий фосфорно-кислый двузамещенный. Технические условия

ГОСТ 12026 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 12071 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 12302 Пакеты из полимерных пленок и комбинированных материалов. Общие технические условия

ГОСТ 14919 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые. Общие технические условия

ГОСТ 16317 Приборы холодильные электрические бытовые. Общие технические условия

ГОСТ 18300 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

________________

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55878-2013 "Спирт этиловый технический гидролизный ректификованный. Технические условия".

ГОСТ 19126 Инструменты медицинские металлические. Общие технические условия

ГОСТ 21204 Горелки газовые промышленные. Общие технические требования

ГОСТ 21240 Скальпели и ножи медицинские. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ ISO 22119 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) в режиме реального времени для определения патогенных микроорганизмов в пищевых продуктах. Общие требования и определения

ГОСТ 25100 Грунты. Классификация

ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25644 Средства моющие синтетические порошкообразные. Общие технические требования

ГОСТ 25812 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии

________________

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 51164-98 "Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии".

ГОСТ 27068 Реактивы. Натрий серноватистокислый (натрия тиосульфат) 5-водный. Технические условия

ГОСТ 28268 Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений

ГОСТ 29169 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой

ГОСТ 29227 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

      3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 9.602, ГОСТ 25100, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 Термины, относящиеся к биокоррозионной агрессивности грунтов

3.1.1 биокоррозия (микробная коррозия): Коррозия, которая индуцируется микроорганизмами и проявляется в виде локальных повреждений металла - язв, питтингов.

3.1.2 биокоррозионная агрессивность: Свойство грунта вызывать коррозионное разрушение металла подземных металлических сооружений под действием коррозионноопасных микроорганизмов и/или их продуктов жизнедеятельности.

3.1.3 микробные метаболиты: Газообразные и водорастворимые продукты жизнедеятельности микроорганизмов.

3.1.4 грунтовый воздух: Газовая фаза грунта, находящаяся в непрерывном взаимодействии с твердой и жидкой фазами грунта.

3.1.5 инкубация: Выращивание микроорганизмов на питательных средах в оптимальных условиях.

3.2 Термины, относящиеся к амплификации ДНК в режиме реального времени

3.2.1

3.2.2 микрочип: Пластина из инертного материала с высокой теплопроводностью, содержащая на своей поверхности ячейки или микрореакторы, в каждой из которых проходят индивидуальные реакции ПЦР в реальном времени.

3.2.3 положительный контроль ПЦР: Реакционная смесь, содержащая определенную массу целевой ДНК или определенное число ее копий.

3.2.4 отрицательный контроль ПЦР: Реакционная смесь с не содержащей ДНК водой и без каких-либо ингибиторов ПЦР.

      4 Средства измерений, вспомогательное оборудование, устройства, реактивы и материалы

Для проведения исследований применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы:

4.1 Весы лабораторные специального класса точности с пределом допускаемой погрешности взвешивания ±0,0001 г.

4.2 Весы неавтоматического действия высокого класса точности с пределом допускаемой погрешности взвешивания ±0,01 г по ГОСТ OIML R 76-1.

4.3 Дозаторы пипеточные механические или электронные переменного объема (0,5-10), (10-100), (100-1000) и (1000-5000) мкл со сменными наконечниками.

4.4 Колбы мерные 2-го класса точности исполнений 2 или 2а по ГОСТ 1770 вместимостью 25, 50, 100, 1000 см

.

4.5 Цилиндры мерные 2-го класса точности вместимостью 50, 100, 1000 см

любого исполнения по ГОСТ 1770.

4.6 Пипетки градуированные 2-го класса точности вместимостью 1, 2, 5, 10, 25 см

типа 1, 2 или 3 любого исполнения по ГОСТ 29227.

4.7 Пипетки с одной отметкой 2-го класса точности вместимостью 5, 10, 20, 25 см

любого исполнения по ГОСТ 29169.

4.8 Секундомер механический или электронный с ценой деления секундной шкалы 0,2 с по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.9 Пробоотборник грунтов ручной ППР-1000 или ППР-300.

4.10 Пакеты полиэтиленовые по ГОСТ 12302.

4.11 Перемешивающее устройство с регулируемой частотой вращения (качания) до 120 циклов в минуту (2 с

) по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.12 Диспергатор ультразвуковой низкочастотный (рабочие частоты от 22 до 44 кГц) с номинальной потребляемой электрической мощностью, не более 1000 Вт по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.13 Центрифуга лабораторная с частотой вращения не менее 5000 оборотов в минуту (83 с

) по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.14 Холодильник бытовой любой марки по ГОСТ 16317.

4.15 Водяная баня по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.16 Автоклав паровой для стерилизации по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.17 Шпатели металлические по ГОСТ 19126.

4.18 Плитка электрическая закрытого типа по ГОСТ 14919.

4.19 Штативы для пробирок и микропробирок по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.20 Шприцы медицинские одноразовые по ГОСТ ISO 7886-1.

4.21 Стаканы вместимостью 100, 250, 1000 см

любого исполнения по ГОСТ 25336.

4.22 Колбы конические вместимостью 50, 100, 250, 500, 1000 см

типа Кн любого исполнения из термически стойкого стекла по ГОСТ 25336.

4.23 Ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147.

4.24 Бумага индикаторная универсальная для диапазона рН от 1 до 10 по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.25 Фильтры обеззоленные "синяя лента" по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт.

4.26 Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

4.27 Скальпель металлический по ГОСТ 21240.

4.28 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

4.29 Кислота соляная по ГОСТ 3118, ч.д.а.

4.30 Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.

Примечание - Допускается применять другие средства измерений с метрологическими характеристиками не хуже указанных в настоящем стандарте, вспомогательное оборудование и материалы с техническими характеристиками не хуже указанных в настоящем стандарте, а также химические реактивы более высокой квалификации.

      5 Биокоррозия и ее влияние на подземные металлические сооружения

5.1 Виды коррозионных воздействий на наружные поверхности подземных стальных конструкций оценивают по ГОСТ 9.602.

5.2 Коррозионная активность по отношению к металлу трубопровода характеризуется значением скорости коррозии металла в среде и значением удельного электрического сопротивления грунта и оценивается по ГОСТ 9.602. Скорость коррозии металла определяют по ГОСТ 25812 и [2]. Удельное электрическое сопротивление грунта определяют по ГОСТ 9.602.

5.3 Критерии биокоррозионной агрессивности грунтов (

) устанавливают на основании комплекса микробиологических и физико-химических показателей грунтов в соответствии с [1]: содержанию в них сульфатредуцирующих и тионовых бактерий, массовой доли железа и общей серы, а также удельного электрического сопротивления по формуле

,                                                    (1)

где

- количество клеток сульфатредуцирующих бактерий в расчете на 1 г грунта (см. раздел 6);

- количество клеток тионовых бактерий в расчете на 1 г грунта (см. раздел 6);

- массовая доля общего железа в грунте (см. раздел 7), %;

- массовая доля общей серы в грунте (см. раздел 8), %;

- удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·м.

Количество сульфатредуцирующих и тионовых бактерий устанавливают в соответствии с разделом 8, массовую долю общего железа и общей серы - с использованием методов анализа почв и грунтов в соответствии с [3] и [4].

5.4 Если грунты, на которых происходит строительство и эксплуатация подземных сооружений, относятся к умеренно агрессивным, агрессивным или сильно агрессивным, то проектировщикам и службам эксплуатации следует обеспечить регулярный контроль оперативного состояния процессов биокоррозии в грунтах, используя методы в соответствии с разделами 9-10, проектной и (или) эксплуатационной документацией.

      6 Условия проведения испытаний

Все испытания грунтов в лабораторных условиях, если это не оговорено особо, проводят при следующих условиях:

- температура окружающей среды (20±5)°С;

- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа;

- относительная влажность воздуха не более 80%.

      7 Отбор и хранение проб

7.1 Отбор проб грунтов - по ГОСТ 12071 с учетом схем, приведенных на рисунках А.1 и А.2 (приложение А).

7.2 Транспортирование и хранение отобранных проб - по ГОСТ 12071.

7.3 Подготовка проб для химических анализов по ГОСТ ISO 11464 и ГОСТ 17.4.4.02.

7.4 Подготовка проб для бактериологического анализа по ГОСТ 17.4.4.02.

      8 Метод определения коррозионноопасных бактерий в грунтах

8.1 Сущность метода

Метод основан на определении количества коррозионноопасных микроорганизмов, а именно сульфатредуцирующих и тионовых бактерий в грунтах, прилегающих к подземным сооружениям, микробиологическим методом посева на питательные среды и сравнении полученных результатов опытных образцов грунта с контрольными.

8.2 Отбор и транспортирование проб - в соответствии с разделом 6

8.3 Средства измерений, вспомогательное оборудование, химические реактивы и материалы - в соответствии с разделом 4 и приведенным в настоящем разделе:

- термостаты электрические для выращивания бактерий с автоматическим терморегулятором до 50°С и термометром с ценой деления 0,2°С по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт;

- горелка газовая по ГОСТ 21204;

- лампы бактерицидные ртутно-кварцевые по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт;

- пробки резиновые для отверстий диаметром от 3 до 160 мм;

- пробирки типа П-20 и П-40 по ГОСТ 25336;

- калий фосфорнокислый однозамещенный по ГОСТ 4198, х.ч.;

- аммоний хлористый по ГОСТ 3773, х.ч.;

- кальций сернокислый по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт, ч.д.а.;

- магний сернокислый по ГОСТ 4523, х.ч.;

- кальций молочнокислый по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт, х.ч.;

- дрожжевой экстракт по нормативно-технической документации, действующей на территории страны, принявшей стандарт;

- железо (II) сернокислое 7-водное по ГОСТ 4148, ч.д.а.;

- натрий углекислый кислый по ГОСТ 4201, х.ч.;

- натрий серноватистокислый (натрия тиосульфат) 5-водный по ГОСТ 27068, ч.д.а.;

- натрий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 11773, ч.д.а.;

- магний хлористый 6-водный по ГОСТ 4209, ч.д.а.;

- натрий сернистый 9-водный по ГОСТ 2053, ч.д.а.;

- кислота серная по ГОСТ 4204, ч.д.а.

8.4 Проведение исследований

8.4.1 Все микробиологические исследования проводят с соблюдением требований биологической безопасности по ГОСТ 12.1.008 в специально оборудованном биологическом боксе микробиологической безопасности.

8.4.2 Подготавливают грунтовую суспензию, для чего 10 г грунта добавляют к 90 см

водопроводной воды, предварительно простерилизованной в автоклаве при давлении 1,5 атм и температуре 127

°

С в течение 30 мин.

8.4.3 Грунтовую суспензию взбалтывают в течение 30 мин на аппарате для встряхивания с частотой (100±20) об/мин.

8.4.4 Количество бактерий в пробах грунта определяют методом десятикратных предельных разведений при посеве грунтовой суспензии на соответствующие жидкие питательные среды (приложение Б). При этом количество сульфатредуцирующих бактерий определяют в питательной среде Постгейта В по В.2. (приложение В), а количество ацидофобных тионовых бактерий определяют в питательной среде Бейеринка по В.3 (приложение В).

      9 Экспресс-метод определения коррозионноопасных бактерий в грунтах

9.1 Сущность метода

Метод основан на определении в пробах грунтов, прилегающих к подземным сооружениям, ДНК сульфатредуцирующих бактерий путем амплификации специфического фрагмента ДНК данных микроорганизмов методом ПЦР с гибридизационно-флуоресцентной детекцией продуктов амплификации в режиме реального времени. В качестве положительного контроля ПЦР берется ДНК бактерий - ДБГ.

Выявление ДНК сульфатредуцирующих бактерий методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с гибридизационно-флуоресцентной детекцией включает в себя три этапа:

- выделение ДНК из проб грунта;

- амплификация специфического фрагмента ДНК данных микроорганизмов (гена

-субъединицы диссимиляционной сульфитредуктазы (

dsrA

));

- гибридизационно-флуоресцентная детекция продуктов амплификации, которая производится непосредственно в ходе ПЦР.