Možnosti zavedení jednotné metodiky m ení korozní rychlosti na kovových úložných za ízeních. František Mí ko Úvod SN EN 12954 (03 8355) Katodická ochrana kovových za ízení uložených v p nebo ve vod –Všeobecné zásady a aplikace na potrubí má status eské státní normy. V ásti 4 Zásady a kritéria katodické ochrany, lánku 4.1 Zásady katodické ochrany se uvádí: Rychlost koroze kovu v p nebo ve vod je funkcí potenciálu E materiálu v okolním prost edí. Obecn platí, že p i posunu potenciálu k záporn jším hodnotám rychlost koroze klesá. Tohoto posunu potenciálu se dosáhne pr chodem stejnosm rného proudu od uzem ovací anody p es p du nebo vodu ke kovovému povrchu chrán ného za ízení. U za ízení opat eného izola ním povlakem prochází proud ke kovovému povrchu p edevším pr chozími póry a místy bez izola ního povlaku. V lánku 4.2 Kritéria katodické ochrany je uvedeno: Potenciál kov –elektrolyt, p i kterém je rychlost koroze menší než0,01 mm za rok, se ozna uje jako ochranný potenciál Ep. Tato rychlost koroze je dostate nízká, aby b hem projektované životnosti nemohlo dojít ke koroznímu poškození. Kritérium katodické ochrany je tedy E ≤ Ep. Ochranný potenciál kovu m že do ur ité míry záviset na korozním prost edí (elektrolytu), p edevším však závisí na typu použitého kovu. Kritérium ochranného potenciálu platí pro potenciál na rozhraní kov/elektrolyt, tj. pro potenciál bez IR spádu v korozním prost edí. P es ur ité výhrady souvisejícími s názvoslovím této „zabíhající se“EN nap .scházejícím symbolem pro rychlost koroze Vcorr a vztahem k ochrannému potenciálu Ep s následnou logickou vazbou Vcorr < 0,01 mm za rok nebo E ≤ Ep, je možné považovat za pokrok p i sjednocování korozní a protikorozní tématiky v Evrop alespo v oblasti terminologie. V EN SN, ale také STN 12954 uvedené kritérium katodické ochrany vytvá í zcela nové podmínky p i posuzování ú innosti katodické ochrany kovových úložných za ízení. Je naprosto nezbytné tomuto novému, technicky jednozna nému pohledu, provoz katodické ochrany pod ídit. Bude vhodné, ú elné i ekonomické instalovat nejen u nových za ízení zajišujících provoz katodické ochrany speciální sníma e, které splní nároky na trvalé sledování korozní rychlosti. V sou asné dob je k disposici n kolik ešení, z nichžje zatím nejdostupn jší a prakticky ihned k disposici polský výrobek spole nosti SPZP Corrpol GDA SK. Možnosti ešení Monitorovat rychlost koroze lze n kolika zp soby. Ø Základní metodou je hmotnostní (kuponová) korozimetrie. Metoda je založena na vystavení kovových vzork (kupon , proužk ) ú ink m korozního prost edí. Kovové vzorky jsou pak v pravidelných asových intervalech váženy za ú elem zjišování jejich hmotnostních úbytk . Tato metoda byla s ohledem na pot eby pr myslových zkoušek
1
normalizována. Známe-li p esnou velikost hmotnostního úbytku kovového vzorku (požadována p esnost je 0,1 mg), plochu povrchu vzorku a dobu expozice (do 1 %), žeme kvantitativn stanovit rychlost koroze vzorku v hmotnostních jednotkách, nap . v g/m2h nebo p i p edpokladu rovnom rného p sobení koroze v mm/rok. Je-li pak tento vzorek elektricky p ipojen ke katodicky chrán né konstrukci, je možné takto zjišovat ú innost protikorozní ochrany. Správn zhotovené a namontované vzorky dávají tém 100% spolehlivé výsledky m ení rychlosti koroze a v tšinou jsou používány jako reference pro ostatní metody monitorování koroze. S ohledem na náro nost spojenou s nutností vykopávání vzork za ú elem zjišt ní jejich hmotnostních úbytk je tato metoda v praxi používána jen sporadicky. Ø Monitorovat korozní rychlost lze také pomocí rozm rov a hmotnostn definovaných kovových sníma , jejichžznámá plocha (nap .5 cm2) je spojená s korozním prost edím. Z m ení zm n elektrického odporu, následkem korozních ú ink prost edí, je možné vypo íst korozní rychlost exponovaného kovového sníma e. Takovéto kovové sníma e jsou používané v USA a v n kterých severských zemích Evropy v etn Polska. Polská firma SPZP CORRPOL v Gda sku - odborná firma pro protikorozní ochranu vyvinula a zavedla jejich výrobu. V sou asné dob nabízí n kolik typ plochých a prstencových odporových idel s r znou velikostí pracovní plochy..Jeden z nich je dále p edstaven. Kovové sníma e a korozimetry z USA pracují na stejném principu. Údajn jsou n kolika násobn dražší nežpolské. Ø Je možné, v pom rn krátkém ase, vyvinout za ízení pracující na principu m ení síly st ny kovového sníma e ultrazvukem. KPTECH, s.r.o.p sobící v Ostrav jižpo áte ní práce spojené s vývojem takového za ízení zahájily v roce 2006. V sou asné dob je vývoj ultrazvukového sníma e korozní rychlosti zastaven. KPTECH, s.r.o. pro své zakázky používá odporové sníma e polské provenience. Ø Také je možné m it sílu st ny kovového sníma e zdrojem χ zá ení. Metodu m ení jsme využívali v 70 létech p i kontrolách síly st ny p edevším u VTL plynovod . Metoda se do praxe nezavedla s ohledem na p ísné bezpe nostní požadavky platné pro práce s nebezpe nými zdroji zá ení. Sou asný stav 1. Vzhledem k dostupnosti, probíhajícím zkouškám (viz práce Ústavu kovových materiál a korozního inženýrství VŠCHT, Fakulty chemické technologie, Technické univerzity v Praze) i pozastavenému vývoji ultrazvukových sníma se nabízí využít nabídky SPZP CORRPOL z Gda ska, 2. Využít nabídky a zkušeností KPTECH, s.r.o. s montážemi a provozními výsledky již instalovaných odporových idel s referen ními elektrodami - Typ E/R - 5/0,5 + EO i t mi, které budou v pr hu roku 2007 instalovány v rámci zakázek KPTECH, s.r.o. 3. Doporu ujeme zavád t monitoring korozní rychlosti na bázi SPZP CORRPOL nejen v eském plkynárenství, ale i v jiných pr myslových odv tvích, p edevším ve stavebnictví a to pokud možno neodkladn u všech nových staveb a u všech dalších za ízeních, kde se edpokládá mnohaletá životnost. 4. V jednotlivých podnicích spravujících investi ní celky, kde je jižvybudovaná katodická ochrana, vypracovat harmonogramy jejich provozní aplikace (nap . podle tlaku VVTL, VTL, STL a NTL –podle ohrožení interferencí ap). 2
Obr. 1 ODPOROVÉ IDLO - Typ E/R - 5/0,5 Odporové idlo Typ E/R-5/0,5 idlo má tvar bloku lichob žníkového profilu, ze kterého je vyveden elektrický kabel pro zapojení do propojovacího objektu. Je ur eno k umíst ní do p dy poblížkovové konstrukce, jejížrychlost koroze má být monitorována. Základním prvkem idla je kalibrovaný m icí obvod z tenkého ocelového plechu (stejného složení, jako m ené kovové konstrukce). ást ícího prvku je vystavena vliv m agresivního korozivního prost edí (p dy), zatímco zbylá, tzv. referen ní ást je ukrytá v pouzd e a pe liv odizolovaná od vliv okolního prost edí. K ícímu prvku je p ipojen svazek elektrických vodi ukon ený 6 pinovou zástr kou pro ipojení ke korozimetru. Zvláš je vyveden ješt další vodi ukon ený o kem pro p ipojení ke konstrukci v p ípad použití idla k monitorování ú innosti katodické ochrany. Pro dosažení vysoké kvality a odolnosti idla byly k jeho výrob použit velmi spolehlivý vojenský hermetický konektor, který je jižv m icí technice celosv tovým standardem.
Použití Sondu ER nutno vložit do korosivního prost edí (p da, voda, anebo beton) t sn u testované ocelové konstrukce. V p ípad katodicky chrán né konstrukce musí být sonda elektricky spojená s ocelovou konstrukcí pomocí ekvipotenciální spojky.
3
Usm
ova
Zkušební stanice P enosný p ístroj ER
Obr.2 Schema zapojení uložení sondy ER a zkušební stanice u potrubí Korozimetry K realizaci odporových m ení je zatím nutné používat zahrani ní p ístrojové vybavení. Firma SPZP CORRPOL spole s eskými firmami KPTECH, s.r.o. a ATEKO, s.r.o.nabízí svým zákazník m pomoc p i výb ru s ohledem na jejich individuální pot eby, zajišují dovoz ístroj a školení zam ené na jejich obsluhu. Firma SPZP CORRPOL pracuje na vývoji a uvedení na trh vlastního m icího p ístroje pro m ení rychlosti koroze s možností vyhodnocování ú innosti katodické ochrany. V sou asné dob je k dispozici jako p íslušenství k vhodnému multimetru jednoduchý ekonomický manuální korozimetr.
Obr.3 Korozimetr KR-106 jako p íslušenství k multimetru (m icí souprava) V prosinci 2005 uvedla SPZP CORRPOL do provozu pro své zákazníky, kte í si u ní zakoupili odporová idla, internetovou databázi v etn kalkulátoru pro výpo et korozních
4
úbytk s názvem SYSTEM "CORRPOL-ER". Systém umož uje p epo et výsledk v závislosti na druhu a typu idla a rovn žukládání výsledk do firemní po íta ové databáze s možností jejich vizualizace prost ednictvím po íta ové sít Internet a to z libovolného po íta e p ipojeného k síti a vybaveného internetovým prohlíže em.
Obr.4 Propojení korozimetru s p enosným po íta em pro internetové zpracování
Záv r EN SN 12954 (03 8355) vytvo ila zcela nové podmínky pro posuzování ú innosti katodické ochrany kovových úložných za ízení. Je nutné se tomuto novému, technicky jednozna nému pohledu v novat a sou asný i stávající provoz katodické ochrany odborn doplnit. Bude t eba instalovat nové korozní sondy umož ující stanovení korozní rychlosti nejen u všech nových za ízení, ale i u všech stávajících. Zejména v místech k ížení dvou nebo více kovových úložných za ízení. Samoz ejmostí by m lo být osazení sníma korozní rychlosti do všech základ stavebních objekt uložených v korozn agresivním prost edí. Je velkou výhodou, že vhodné za ízení je k disposici. Sta í je jen instalovat a využívat. Literatura [1]
SN EN 12954 (03 8355) Katodická ochrana kovových za ízení uložených v p nebo ve vod –Všeobecné zásady a aplikace na potrubí ú innost : 2001-12-01 [2]… . Mí ko F., : Možnosti zavedení jednotné metodiky m ení korozní rychlosti na ocelových plynovodech SPP-D, a.s.KPTECH,s.r.o.pro SPP,a.s.,kv ten 2007 [3] SPZP CORRPOL (Specjalistyczne Przedsi biorstwo Zabezpiecze Przeciwkorozyjnych CORRPOL -Elbl ska 133A, 80-718 Gda sk, Polska e-mail:
[email protected]
5
