RAZLOZI ZA ZAŠTITU
TOPLOVODNIH CEVI
POSTUPKOM KATODNE
ZAŠTITE
Časlav Lačnjevac, Dragan Petrović, Rade
Obradović,Uroš Lačnjevac, Mića Krstić
Poljoprivredni fakultet, Beograd, EDB Valjevo,
Institut za multidisciplinarna istraživanja,
JKP‚‚BVK‚‚ Beograd
KOROZIJA ČELIČNIH CEVI SA IZOLACIJOM
PREDIZOLOVANE CEVI
KOROZIJA PREDIZOLOVANIH TOPLOVODNIH CEVI
POLOŽAJ TOPLOVODNIH CEVI I TRAFO STANICE
KOROZIJA PREDIZOLOVANE TOPLOVODNE CEVI
KOROZIJA PREDIZOLOVANE TOPLOVODNE CEVI
KOROZIJA POD DEJSTVOM LUTAJUĆIH STRUJA
KOROZIJA POD DEJSTVOM LUTAJUĆIH STRUJA
KOROZIJA ISPOD ZAŠTITE
Mnogi metalni objekti, kao što su naftovodi, vodovodi,
gasovodi, toplovodi, električni kablovi, metalna užad, rezervoari i
ostale metalne konstrukcije, u dodiru sa tlom ili vodom (vlagom)
podležu koroziji. Posebno jakom korozivnom razaranju podležu
one konstrukcije koje se nalaze u zoni dejstva lutajućih struja.
U kontaktu sa zemljištem ili vodom metalna konstrukcija
se rastvara prema reakcionoj šemi:
2Fe + O2 + H2O ↔ 2Fe2+ + 4OHPrikazana reakciona šema predstavlja ukupnu reakciju
korozije u kojoj metal (Fe) prelazi u rastvorene produkte korozije
(Fe2+), što ima za posledicu oštećenje metalne konstrukcije.
Brzinu i karakter produkata korozije metala u tlu određuju:
postupak izrade podzemnih konstrukcija, primenjeni materijal,
načina ukopavanja, struktura i granulometrijski sastav tla, vlažnost
zemljišta, pH vrednost tla, električna provodljivost tla,
koncentracija minerala u tlu, prisustva drugih objekata i metalnih
konstrukcija u neposrednoj blizini itd.
Uticaj međusobnog odnosa konstrukcije i
tla na mogućnost korozije
U raznim vrstama zemljišta, kao i u vodama, brzina
korozije raznih vrsta čelika, a takođe i raznih vrsta livenog
gvožđa, se jako razlikuju jedna od druge. Prosečna brzina
korozije gvožđa i niskolegiranih čelika iznosi od 0,2 do 0,4
mm godišnje u raznim zemljištima, dok se u vodi ona kreće
od 0,35 do 0,74 mm godišnje. Ovi podaci se odnose na
nezaštićene predmete ili cevi u odsustvu lutajućih struja i
diferencijalne aeracije.
Ukoliko se podzemni objekti nalaze u oblasti dejstva
lutajućih struja, onda je brzina korozije veoma velika.
Izračunato je da pri jačini struje od 1 A može godišnje da se
odnese do 6 kg materijala. Ako se uzme da je na pojedinim
podzemnim objektima registrovana jačina lutajućih struja i do
nekoliko desetina ampera, onda će i brzina korozije tj. brzina
odnošenja materijala biti neuporedivo veća.
Šematski prikaz procesa korozije i raspodele potencijala na
podzemnom objektu pri delovanju lutajuće struje
Korozija izazvana dejstvom zaštitnih struja
pri primeni katodne zaštite
KOROZIJA DUKTILNOG LIVA
Radi stvaranja izolacione barijere, u cilju
zaštite podzemnih metalnih konstrukcija od
korozije, koriste se sledeći vidovi zaštite:
a) za objekte ukopane u zemlji
• preliminarna zaštita,
• pasivna zaštita,
• aktivna zaštita.
b) za objekte položene u vodu
• inhibitorska zaštita,
• aktivna zaštita.
Preliminarna zaštita obuhvata:
• optimalan izbor trase (lokacije) podzemnog metalnog
objekta;
• ograničenje lutajućih struja u njihovim izvorima;
• obezbedjenje optimalnog ukopavanja (polaganja)
podzemnog metalnog objekta koje ne dozvoljava
oštećenje zaštitnog, izolacionog omotača.
Pasivna zaštita obuhvata:
• metalne prevlake,
• konverzione prevlake i
• nemetalne (organske i neorganske) prevlake.
Aktivna zaštita obuhvata:
• elektrohemijska zaštita spoljnom strujom (katodna i
anodna zaštita);
• elektrohemijska zaštita unutrašnjom strujom (protektorna
zaštita) i
• elektrodrenažna zaštita.
• Aktivna, elektrohemijska zaštita se zasniva na
polarizaciji, anodnoj ili katodnoj, koja se ostvaruje
vezivanjem metala za određen pol izvora struje ili za
metal čiji je elektrodni potencijal negativniji od
ravnotežnog potencijala metala koji se štiti.
• U
praksi
je
najveću
primenu
našla
elektrohemijska katodna zaštita, koja se deli na:
katodnu zaštitu spoljašnjom strujom (katodna
zaštita) i katodnu zaštitu unutrašnjom strujom
(protektorna zaštita).
Primeri zaštite:
• magistralni gasovodi i naftovodi,
• sabirni cevovodi na gasnim i naftnim poljima,
• vodovodi i toplovodi,
• cevi reni bunara,
• rezervoari benzinskih pumpi.
Osim ukopanih cevovoda, katodnom zaštitom se štite:
• TT-kablovi i energetski kablovi,
• ukopani rezervoari,
• unutrašnje površine uredjaja za pripremu vode,
• brodovi, bageri, platforme, obalski i lučki uredjaji i
postrojenja, brane, prevodnice, mostovi itd.
Šematski prikaz katodne zaštite spoljnom strujom
Radi uspešne primene katodne zaštite
spoljnom strujom potrebno je prethodno
uraditi proračun i projekat.
Proračun katodne zaštite čeličnih objekata
u zemlji svodi se na izračunavanje snage
izvora jednosmerne struje kojom se
metalna konstrukcija katodno polarizuje,
obima potrebne opreme i mesta gde treba
postaviti stanicu katodne zaštite i anodno
ležište.
Bitno je da projektant zna trasu cevovoda
koji se štiti!!?
Osnovni parametri potrebni za izračunavanje snage
izvora jednosmerne struje za stanicu katodne zaštite su:
• specifična električna otpornost korozione sredine, ρ
(Ω ⋅ m),
• efektivna otpornost objekta zaštite, Ref (Ω),
• minimalna katodna polarizacija, ΔE (V),
• maksimalna katodna polarizacija, ΔEo (V),
• koeficijent atenuacije, α (m-1),
• struja zaštite u tački drenaže, I (A),
• maksimalna struja zaštite na najudaljenijim mestima
objekta, Imin (A),
• specifična električna otpornost, prečnik i dužina
provodnika za dovod struje,
• materijal, broj i način vezivanja anoda,
• prelazna otpornost anodnog ležišta, Ral,
• vreme trajanja anodnog ležišta.
IZGLED STANICE KATODNE ZAŠTITE
STANICA KATODNE ZAŠTITE
IZGLED UPOTREBLJENE I NOVE ANODE
IZGLED ANODNOG LEŽIŠTA
Sl. 2
Položaj horizontalnih anoda i anodnog
ležišta u odnosu na cevovod
Položaj vertikalnih anoda i anodnog
ležišta u odnosu na cevovod
IZGLED REFERENTNE ELEKTRODE
IZGLED REFERENTNE ELEKTRODE
UGRADNJA REFERENTNE ELEKTRODE
IZGLED MERNOG STUBA ZA MERENJE
ZAŠTITNOG POTENCIJALA
Z a k lj u č a k
• Efikasnost katodne zaštite je 95%, što
znači
da
metalna
konstrukcija
obuhvaćena ovim postupkom zaštite
ima neograničeni eksploatacioni vek,
dok investiciona vrednost iznosi 1% od
vrednosti objekta koji se štiti;
• Katodna zaštita je potrebna i pogodna
kako za novoizgrađene objekte tako i
za objekte koji su već u eksploataciji.
Download

PDF - kgh