XII Krajwa Knferencja POMIARY KOROZYJNE W OCHRONIE ELEKTROCHEMICZNEJ XII Natinal Cnference CORROSION MEASUREMENTS IN ELECTROCHEMICAL PROTECTION 19-21. 9. 212 Jurata, Pland PRZYPADEK PEWNEGO RUROCIĄGU POKRYTEGO POWŁOKĄ BITUMICZNĄ BARDZO ZŁEJ JAKOŚCI THE CASE OF THE PIPELINE WITH VERY LOW QUALITY BITUMINOUS COATINGS Mare Fiedrwic, Michał Jagiełł Operatr Gaciągów Presłwch GAZ-SYSTEM S.A. Słwa lucwe: Kewrds: chrna atdwa, pwła ilacjna, piar intenswne, retria restancjna cathdic prtectin, insulating cating, intensive easuring, resistance crrsietr Strescenie W referacie predstawin prble e sutecn abepiecenie pred rją pewneg stalweg rurciągu presłająceg ediu palne, prteg pwłą bituicną bard łej jaści. Wsaan prcn i nsewencje nisieg piu ilacji rurciągu. Zapreentwan diałania pdjęte w celu diagnwania agrżenia rjneg ra w celu usania sutecneg, ptwierdneg abepiecenia preciwrjneg. Suar This paper presents prbles cnnected with an effective prtectin f se steel pipeline which transprts flaable substances and is cvered with bituinus cating f ver lw qualit. Se causes and cnsequences have been given as far as the lw level f pipeline insulatin is cncerned. Als, se actins taen in rder t asses the ris f crrsin and steps twards an effective, apprved crrsin prtectin have been described. 15
1. Wprwadenie Budwę rurciągu średnic DN 2 i długści 31 uńcn w 1987 r. Rur stalwe użte d budw nie bł prte fabrcni pwłai bituicni, naładani w hucie. Zaupine głe rur ailwan sstee gspdarc. Tw. espół gspdarc naładał pritwną etdą bituicne pwłi na rur na terenie wtwórni gau iejsieg. Kntrle jaści użwanch ateriałów i wtwrnch pwł nie bł preprwadane. Również pdcas prac ntażwch fachw nadór nad pracai ilacjni stał weliinwan. W reultacie usan pi ilacji rurciągu jest bard nisi. Jednstwe restancje prejścia pscególnch pddcinów awierają się w prediale d 2,2x1 2 d 9,7x1 3 Ω 2. Na dcinach łącnej długści stanwiącej. 17 % długści całwitej jednstwa restancja prejścia jest na piie 1 2 Ω 2 ; lei na dcinach długści stanwiącej. 5% długści całwitej ledw siąga pi 1 3 Ω 2. W celu chrn atdwej aprjetwan i wbudwan tr stacje ewnętrn źródłe prądu. W resie użtwania rurciągu, uwagi na nisi pi ilacji rurciągu, wbudwan ddatwą (cwartą) stację chrn atdwej. Gęstść prądu plaracji atdwej wnsi atualnie. 1 A/ 2 i jest na bt ała w celu usania sutecnej chrn. Obecnie achdi niecnść wbudwania lejnej, piątej stacji. Rurciąg pddan jest ddiałwani prądów błądącch. Na wsstich (łącnie dwóch) srżwaniach tracją lejwą wstępują atdwe stref ddiałwań. Jedn ptwn aspete wiąan chrną preciwrjną jest bra rur słnwch wartch prewde rurw. Wsstie spśród diewięciu antwanch rur słnwch, u asceniu, są galwanicnie dilwane d prewdu rurweg. Rurciąg ułżn jest w różnicwan gruncie. Wstępują sprjające waruni d pwstawania silnch, lascnch argniw rjnch różnicwaneg natleniania. Cęst górna cęść rurciągu ułżna jest w gruncie piascst, a dlna w nawdnin gruncie ałej restwnści. 2. Piar intenswne i ich wnii Cele wnanch w 29 r. piarów intenswnch bł rpnanie plaracji atdwej recwistch defetach i reślenie aresu prsłeg rentu pwłi ilacjnej rurciągu. Zaawiając precjnie reślił ares i spsób wnania piarów ra preentacji wniów: A. Wdłuż tras rurciągu należał wnać piar intenswne etdą treletrdwą, tj. wnać w spsób snchrnicn piar: ptencjałów ałąceniwch i włąceniwch nad rurciągie ra gradientów ałąceniwch i włąceniwch diesięcietrwch p bu strnach rurciągu. Należał stswać r piarw długści 2, agęscan w rejnach wstępwania defetów, w celu laliwania ich epicentrów. Na dcinach, na tórch pwła ilacjna jest silnie degradwana (defet pwłi leżą blis siebie i nie jest żliwa laliacja epicentrów pscególnch defetów) należał stswać r piarw d długści 1. 16
B. W laliwanch defetach pwłi należał wnacć ptencjał plaracji atdwej E IRfree etdą piarw - bliceniwą (estraplacjną), uwględnienie anali błędów, wniającch błędów eletrd dniesienia. Standardw należał prjąć błąd wnacenia gradientu włąceniweg, wniając błędu eletrd dniesienia = ±2 V. C. W strefach ddiałwań silnch prądów błądącch (w rejnach srżwań rurciągu linią lejwą ra ewentualnie w innch iejscach, w tórch w tracie wnwania piarów wstępwać będą duże wahania ptencjałów/gradientów ptencjału) należał wnacć ptencjał E IRfree w dpwiedni długich prediałach casu (in. 1 gd.) w repreentatwnch defetach pwłi. D. Wdłuż tras rurciągu należał wnać piar prnej restwnści gruntu: wdłuż całej tras rurciągu w dstępach nie niejsch niż. 1, w iejscach wstępwania defetów pwłi, w epicentrach tórch ierne wartści gradientów różnicwch są więse d. 1 V. Piar należał wnać etdą Wennera, pr rstawie eletrd 2 i 3. E. Wdłuż tras należał wnać piar głębści ułżenia rurciągu: w iejscach wstępwania isttnch defetów pwłi, wdłuż całej tras rurciągu w dstępach nie radsch niż. 5. W duentacji preprwadnch piarów należał awreć.in.: 1) tabelarcne estawienie wniów wsstich piarów (ptencjałów, gradientów, restwnści gruntu, głębści ułżenia rurciągu) w pstaci cfrwej; 2) wnii rejestracji preprwadnch w rejnach silnch ddiałwań prądów błądącch nad wbrani defetai pwłi, w celu wnacenia ptencjałów plaracji E IRfree ; 3) tabelarcne estawienie wsstich wrtch defetów pdanie: nueru defetu, laliacji ( tras rurciągu), wniów piarów wnanch nad defetai (gradient ałąceniw, włąceniw i różnicw, ptencjał ałąceniw, włąceniw) ptencjałów plaracji atdwej E IRfree wnacnch dla defetów ( uwględnienie błędów wniającch błędów eletrd dniesienia), rteriów chrn wg PN-EN 12954 restwnści gruntu (dla isttnch defetów), głębści ułżenia rurciągu (dla isttnch defetów); 4) tabelarcne estawienie wstępującch na trasie rurciągu trwałch scegółów terenwch, taich ja: punt ałaania tras, słupi traswe, słupi/safi puntów piarwch, lun wduchwe rur chrnnch, pblisie słup energetcne, studieni drenażwe, inne bce biet, 17
rawędie nawierchni asfaltwch, rawędie/śrdi dróg iench, rwów, cieów wdnch, prepust, iede, płt, grdenia i in., inne scegół, taie ja: rsnące nad- lub w blisi sąsiedtwie rurciągu drewa, arśla, upraw rewów itp. 5) wnii piarów w frie wresów: a) wresów bircch, w sali. 1:1, predstawiającch ierne i wnacne nw. wielści w funcji długści rurciągu: ptencjał ałąceniw i włąceniw, gradient ałąceniw, włąceniw i różnicw, ptencjał plaracji atdwej E IRfree (w defetach pwłi), restwnść gruntu; b) wresów scegółwch w sali 1:1, na tórch b wielści wg a), ddatw należał: laliwane defet pwłi ilacjnej nacć lejni nuerai, licąc d pcątu rurciągu, na si dciętch nacć trwałe scegół terenwe, iejsca ustuwania defetów wtpwanch d napraw wiarwać wględe najbliżsch, trwałch scegółów terenwch; 6) wres ian w casie ptencjałów E IRfree wnacnch w repreentatwnch defetach pwłi laliwanch w strefach silnch ddiałwań prądów błądącch; 7) na apach tras rurciągu (1:1) należał anacć laliację defetów pwłi ilacjnej wtpwanch d napraw, pdanie dległści d stałch scegółów terenwch. Wnawca wnał adanie (piar intenswne) w spsób niebudąc astreżeń e strn aawiająceg, wrcw. Na rs. 1, 2 predstawin fragent wniów piarów i bliceń dla wbraneg dcina rurciągu. Wrt 1355 defetów w pwłce ilacjnej. W tej licbie wrt 434 defet, w tórch wnacne ptencjał plaracji atdwej bł lub gł bć bardiej ddatnie, niż ptencjał chrn (nie bł lub gł nie bć spełnine ptencjałwe rteria chrn atdwej w tch defetach); 39 taich defetów ustuwanch jest w gruntach restwnściach prnch niejsch niż 1 Ω. Kst usunięcia tch 434 defetów wniósłb. 3 ilin łtch. Wsie st rentu pwłi tai aresie spwdwał ianę pierwtnch aiereń. Pstanwin sacwać sbść rji a pcą retrii restancjnej ra sprawdić stan rurciągu (ppre drwi ntrlne) w ilu iejscach, w tórch rteria chrn atdwej nie bł spełnine w celu ustalenia, c ares prsłeg rentu ógłb bć granicn. 18
E [V] 7 65 6 55 5 45 4 958 35 961 En - gradient ptencjału "n" Eff - gradient ptencjału "ff" En-ff - gradient pntencjału "n-ff" 112 151 153 118 16 3 25 95 972 974 991 2 15 1 5-5 225 23 235 dległść [] 24 245 25 1 -.2 -.4 -.6 -.8 E [V] -1-1.2-1.4-1.6-1.8 1 ρ [Ω] -2 En - ptencjał "n" Eff - ptencjał "ff" Ep - ptencjał chrn EIRfree - ptencjał plaracji (bliceniw) ρ - restwnść gruntu defet 1 Rs. 1. Wnii piarów intenswnch. Prładw bra wresu birceg dla dcina rurciągu długści 25 5 45 4 35 958 959 E [V] 3 25 2 15 1 944 946 945 947 948 949 95 951 952 954 953 955 956 957 5-5 225 2255 226 dległść [] 2265 227 2275 1 -.2 -.4 8 -.6 -.8 6 E [V] -1 ρ [Ω] -1.2 4-1.4-1.6 2-1.8-2 Rs. 2. Wnii piarów intenswnch. Prładw bra wresu scegółweg dla dcina rurciągu długści 25. Paan błąd wnacenia ptencjału E IRfree, pr ałżeniu błędu eletrd ± 2 V. Pstałe nacenia ja na rs. 1 19
3. Kretria restancjna Zantwan pięć cujniów retrcnch dwrwującch defet pwierchni 1 c 2. Dwa cujnii ustuwan w gruntach wsprwch, w t jeden na srżwaniu rurciągu eletrfiwaną tracją lejwą, w pbliżu recwisteg defetu w pwłce. Tr cujnii antwan w gruntach restwnściach prnch. 1 Ω, w pbliżu defetów w pwłce, tóri wiąane są gradient różnicwe na piie d stu d iluset V, w t dwa - na wsści defetów, w tórch wnacne ptencjał E IRfree bł pnad 2 V bardiej ddatnie d ptencjału chrn wnsąceg -,95 V. W perspetwie iluletniej nie dntwan nieaceptwanej sbści rji antwanch cujniów retrcnch. W prpadu jedneg cujnia antwaneg w gruncie wsprw restwnści. 5 Ω, tóreg ptencjał E IRfree wnsił -,47 -,66 V, dntwan w pcątw, seśćdiesięcidniw resie espcji sbść rji na piie 74 µ/r. Sbść ta następnie stpniw alała d,3 µ/r, a w cał dtchcasw trletni resie espcji wnsi średni 9,5 µ/r (rs. 3). 4 8 35 ] 3 [δ jn 25 r 2 te b u 15 n c 1 r a u 5 s Vr T Vr t ubte 7 6 5 4 3 2 1 ] /r [δ ji r ć ś b s 2-29 8-29 2-21 8-21 2-211 8-211 2-212 8-212 Rs. 3. Wnii piarów na cujniu retrcn antwan w gruncie wsprw; Vr t - średnia sbść rji cujnia w resie pięd lejni piarai, Vr T - średnia sbść rji cujnia w resie d dnia ntażu d dnia wnania piaru Z lei w prpadu drugieg cujnia antwaneg w inn iejscu, również w gruncie wsprw ( prnej restwnści. 2 Ω) w pbliżu defetu wtwarająceg gradient n/ff 27/12 V, w strefie ddiałwań prądów błądącch, pcątwa sbść rji wnsiła również. 74 µ/r. Zniejsła się na następnie d 2 µ/r. W ciągu półtra ru dtchcaswej espcji średnia sbść rji teg cujnia wnisła. 25 µ/r. Ptencjał E IRfree cujnia w dtchcasw resie espcji ieniał się nientnicnie w granicach -,42 -,57 V. Na cujniach antwanch w gruntach niejsch restwnściach prnch nie dntwan d entu ntażu pratcnie żadnch isttnch ubtów rjnch, 11
a sbść rji tch cujniów wnisła ~ 1 4 µ/r (rs. 4). Ptencjał E IRfree tch cujniów w cał resie espcji bł bardiej ujene niż ptencjał chrn -,95 V, i iż w pblisich recwistch defetach wnacne ptencjał E IRfree bł niej ujene niż ptencjałwe rteriu chrn. 1 1 9 9 ] [ν jn u s 8 7 6 r 5 te b 4 u n 3 c r a 2 1 Vr T ubte Vr t 8 7 6 5 4 3 2 1 ] /r [ν ji r ć ś b s 8-21 2-211 8-211 2-212 8-212 Rs. 4. Wnii piarów na cujniu retrcn antwan w gruncie restwnści prnej. 1 Ω, w sąsiedtwie defetu pwłi, nad tór iern gradient ptencjału E n/ff =54/17 V i dla tóreg wnacn ptencjał E IRfree = -,66 V 4. Odrwi ntrlne Na pdstawie anali wniów piarów intenswnch wtpwan ila iejsca na rurciągu, w gruntach restwnściach. 1 Ω i niejsch, w tórch laliwane stał duże, isttne defet, a wnacne ptencjał w tch defetach E IRfree bł wraźnie bardiej ddatnie d ptencjału chrn. W iejscach tch wnan drwi ntrlne w celu badania ściani rurciągu i dnania cen stanu pwłi ilacjnej. Wnii wsstich drwe bł pdbne i asaujące - chć, ta ja się spdiewan, jaść pwłi ilacjnej rurciągu bła bard słaba, nigdie nie natrafin na widcne gł ie defet ilacji, w tórch dsłnięta błab stalwa ściana rurciągu! Pd usuniętą ilacją w iejscach, w tórch bła na najbardiej degradwana, nie stwierdn żadnch śladów rji ściani rur (rs. 5). Zierne na pwierchni iei w raach piarów intenswnch ptencjał i gradient n/ff, tóre wsawał na becnść dużch, nie chrninch atdw defetów (ubtów, niescelnści) pwłi ilacjnej, w recwistści wwłane stał pre bard licne pr w degradwanej ilacji ( łej jaści pcątwej). Z pewnścią w pwłce ilacjnej rurciągu wstępują różnej wielści ubti, w tórch dsłnięta jest stalwa ściana (chć nie natrafin na nie w wnanch drwach). Pewną wiedę agrżeniu rjn i sutecnści chrn atdwej rurciągu 111
w iejscach tch defetów usan dięi piar retrcn. Pdejwane będą dalse diałania, b tę wiedę pgłębić. Rs. 5. Odsłnięt rurciąg w drwce. Pwła ilacjna niejednrdna, prwata, fałdai, arsceniai i bsarai pcienini 5. Pdsuwanie Birąc pd uwagę wnii drwe ntrlnch i wnii usane a pcą retrii restancjnej pstanwin asalnie granicć ares prsłeg rentu pwłi d napraw ł diesięciu defetów. Zaplanwan wbudwanie ddatwej stacji chrn atdwej w rejnie najwięs nasceniu defetai ilacji, w tórch nie są spełnine ptencjałwe rteria chrn. Prład teg rurciągu pauje, ja stwne i łptliwe są nsewencje bagateliwania na etapie budw rurciągu spraw apewnienia dpwiedniej jaści pwłi ilacjnej. 112