KATODNA ZAŠTITA

8/17/2019 KATODNA ZAŠTITA

1/37

KATODNA ZAŠTITA

PRIMJENA I ODRŽAVANJE


2/37

• Uprkos svim nastojanjima da

izolacijska obloga cjevovoda bude štokvalitetnija, korozijski procesi započinjutrenutkom zatrpavanja/uranjanjacjevovoda uslijed prirodne tendencijemetala da se vrati u termodinamičkistabilno početno stanje oksidaRJEŠENJE

•

rimjena aktivni! elektro!emijski!sistema zaštite "uz pasivnu zaštitupomo#u prevlaka i obloga$


3/37

%ašto aktivni elektro!emijski sistemi zaštite&Uronjena ili ukopana metalna cijev seekvivalentira metalom uronjenim u elektrolit'vaki metal uronjen u elektrolit ima svojelektro!emijski potencijalUranjanjem u elektrolit i me(usobnimelektričnim spajanjem dva različita metaladolazi do proticanja struje izme(u ta dvametala te odre(eni! !emijski! reakcija na

površinama isti!


4/37

• )ksidacija * otpuštanje negativnog električnog naboja"otapanje metala$

• Redukcija * primanje negativnog električnog naboja

ostvareno prelazom valentni! elektrona s atoma, iona ilimolekula drugog metala


5/37

+rzina elektro!emijske korozije e kasno

se smanjuje polarizacijom metalni!površina tj- pomakom elektrokemijskogpotencijala metala na potencijala kodkojeg proces otapanja prestane ili se istiuspori• ove#anje potencijala iznad korozivne

zone * anodna zaštita "pasivacija$•

ove#anje potencijala ispod korozivnezone * katodna zaštita "imunizacija$


6/37

ANODNA ZAŠTITA•

.emelji se na usporavanju korozijeanodnom polarizacijom metala, tj-pomakom elektrokemijskog potencijalametala u pozitivnom smjeru

Upotrebljavaju dva načina anodne zaštite• izvorom istosmjerne struje "spajanjem s

pozitivnim polom istosmjerne struje$ 0

zaštita narinutom strujom• protektorom "spajanjem s

elektropozitivnijim metalom$-


7/37

KATODNA ZAŠTITA•

.emelji se na usporavanju korozijekatodnom polarizacijom metala, tj-pomakom elektrokemijskog potencijalametala u negativnom smjeru-

Upotrebljavaju dva načina anodne zaštite• izvorom istosmjerne struje "spajanjem s

negativnim polom istosmjerne struje$ 0zaštita narinutom strujom

• protektorom "spajanjem selektropozitivnijim metalom$-


8/37

• Sistem katodne zaštite sa žrtvenimanodama (magnezij, cink, aluminij) /

protektorska zaštita 0 metal koji se zašti#ujespoji se električno s nekimelektronegativnijim metalom "u slučaju1eljeza 0 cinkom ili magnezijem$, pri čemuse elektronegativniji metal otapa, te kad seisti istroši, zamijeni se novim-


9/37

• Sistem katodne zaštite sa vanjskim izvorom0 metal se spaja na negativni pol izvoraistosmjerne struje, tako da se na granici2aza konstrukcije i elektrolita, uspostavljarazlika potencijala "elektrodni potencijal$, prikojoj se na cijeloj površini konstrukcijeodvija katodna reakcija, dok se anodnareakcija odvija na protuelektrodi * anodi


10/37

• rincip katodne zaštite bazira se na činjenici da seprilikom korozije metalne površine stvara ekvivalentnakoličina struje, koja teče do netopljivi! katodni! mjesta-

•

'istemi s vanjskim izvorima struje uz uporabuautomatske regulacije i uz dopunu sa sklopovima zazaštitu od 3lutaju#i!3 struja i za zaštitu od inter2erencijai utjecaja EE postrojenja, daju veoma visoku sigurnostpotpune zaštite ukopanog cjevovoda od korozije-


11/37

• 'vaka struja sa stranog izvora koja nepredvi(eno tečemetalnom konstrukcijom predstavlja lutaju#u strujnusmetnju koja je ujedno i jedna od najčeš#i! korozijski!prijetnji integritetu cjevovoda-Nji!ov je učinak izrazitoopasan jer na mjestu izlaska iz cjevovoda izazivaju brzulokaliziranu koroziju čiji je krajnji rezultat per2oracijastijenke i istjecanje sadr1aja


12/37

Korozija cijevi nastala uticajemlutajućih struja


13/37

• 4od katodne zaštite ne mo1e se odma!posti#i zaštitni potencijal- %ato seprakticira da se nakon instaliranja zaštiteu početku postigne ve#a gusto#a strujena predmetu-

4riteriji katodne zaštite• zaštitni potencijal•

zaštitna gusto#a struje-Nji!ove se vrijednosti za različite uvjeteeksploatacije znatno razlikuju-


14/37

ravilna raspodjela toka električne strujepotrebna za uspješnu zaštitu posti1e seupotrebom ve#eg broja pravilno razmješteni!magnezijevi! ili cinkovi! ploča


15/37

Gustoće struja za različite vrste posredni a!ele trolita

Posrednik Gustoća struje !A"! #

5brazivno tlo 67Normalno tlo 89orska voda :7

'latka voda ;7

•


16/37

• uštanjem u pogon napojni! stanica

katodne zaštite zaštitne struje vršekatodnu polarizaciju površine ukopanog iliuronjenog metalnog gasovoda na kojoj sezbog toga koroziona aktivnost kontinualno

smanjuje, do potpunog zaustavljanja-otpuno zaustavljanje korozioni! procesase posti1e kada se dostigne dovoljnavrijednost negativnog "katodnog$

potencijala na cijeloj površini metalnekonstrukcije-


17/37

"rsta metala #inimalni za$titni potencijal %"&

#a simalnidozvoljeni

za$titni potencijal %"&

=elik 07,>8 od 06,6 do 06,?)lovo 07,?7 od 07,: do 06,;5luminijum 07,:8 od 06,@ do 06,ABink 06,@7 do 06,A+akar i njegovelegure

07,A8 do 07,C

Vrijednosti minimalnih zaštitnih potencijalai maksimalnih dozvoljenih potencijala u

odnosu na referentnu elektrodu bakarbakarsulfat (za naj!eš"e upotrebljavanemetale)


18/37

•

Na dijagramu potencijal0pD je mogu#e odrediti uvjetekod koji! dolazi do korozije,imuniteta i pasivacije metala-4od pasivacije metala dolazido nastajanja čvrsti!produkata korozije koji #ezaštititi metal i blokiratidaljnju koroziju- .akvo jestanje metala stabilno-

• )vi se dijagrami vrlo va1ni imogu se upotrijebiti zasvrstavanje metala premanji!ovoj praktičnojplemenitosti "imunitetu ipasivaciji$-

( 'our(ai)ov* dija+ram


19/37

#jerenje potencijala

• )dre(ivanje elektrodnog potencijalamjerenjem elektromotorne sile izme(uradne elektrode i re2erentne elektrode

poznatog i konstantnog potencijala• Re2erentna elektroda 0 standard prema

kojem se mjeri potencijal "radne$elektrode


20/37

• Bilj mjerenja je snimanje krivuljapolarizacije struja 0 napon- Na temeljuanodni! i katodni! krivulja dobiva se slikao korozijskom ponašanju odre(enogmaterijala u odre(enom mediju-

• Neispravno mjerenje potencijala i pritompogrešno donesene odluke odr1avateljauzrokuju neispravan rad sistema katodnezaštite, te se rizik za nastajanje akcidentazbog korozijski! procesa pove#ava


21/37

• +udu#i da je zaštitni potencijal kriterijkatodne zaštite, treba povremeno mjeritipotencijal izme(u konstrukcije i re2erentneBu/Bu')A elektrode na tlu-


22/37

•

Ispravan metod mjerenja potencijalacjevovoda ad je povr$ina zemlje!tlaoje slu,i ao posredni !ele trolit-

pre rivena (etonom ili as.altom


23/37

Ispravan metod mjerenja potencijala potopljeno+ cjevovoda


24/37

Odr,avanje sistema atodne za$tite

• Odr,avanje sistema atodne za$tite gasovoda je strukovni propis-

•

U smislu nadziranja parametara katodne zaštite iodr1avanja sigurnosti cjevovoda treba periodičnonadzirati kvalitetu izolacijske obloge na ukopanimcjevovodima s pomo#u razni! metoda radiodetekcijei mjerni! postupaka mjerenja potencijala cjevovoda

• Razvoj automatike i in2ormatike omogu#io je dasistemi katodni! zaštita budu i daljinski nadzirani iupravljani-


25/37

/čestalost provjere .un cionisanja pojedinihelemenata sistema atodne za$tite

E$e!ent /čestalost provjere.un cionisanja

protektorske anode jednom godišnje ili češ#ezavisno od uslova koriš#enja

napojne stanice svaka ; mjeseca ili češ#ezavisno od uslova koriš#enja

drena1ne jedinice svaki mjesec ili češ#e ukolikosu prisutne jake lutaju#estruje

povezanost sa stranimkonstrukcijama

jednom godišnje ili češ#ezavisno od uslova koriš#enja

jednosmjerni zaštitno0prenaponski ure(aji


sigurnosni i zaštitni ure(aji


mjerna mjesta jednom godišnje ili češ#ezavisno od uslova koriš#enja


26/37

• otreba primjene odre(eni! sigurnosni!mjera zbog prisutnosti izvora i korištenja

električne energije * internacionalni propisiza električne instlcije i opremu niskognapona

• .okovi električne energije * doprinos čeličnekonstrukcije cjevovoda čije katodne strujemogu biti velikog iznosa i kobne

• Uticaj elektromagnetski! poljaelektroenergetski! objekata i udara munje nacjevovod * ugradnja katodne zaštitesistemom dodatnog izjednačenja potencijala,uzemljivača i sistemom zaštite od munje-


27/37

4valitet i sigurnost mjerenja zavise od• 4valiteta ugradnje i kvaliteta sami!

re2erentni! elektroda i mjerni! sondi,•


28/37

#jerne metode• 9jerenje potencijala gasovoda prema

o Ukopanoj re2erentnoj elektrodi po mjernim mjestimao renosnoj re2erentnoj elektrodi po mjernim mjestimao renosnoj re2erentnoj elektrodi metodom Hkorak po korakIo vije prenosne re2erentne elektrode metodom Hkorak po korakI

• 9jerenje potencijala sa HstepI isključenjem struje polarizacije gasovoda• 9jerenje potencijala pomo#u mjerne čelične ukopane sonde i re2erentne

elektrode sa i bez HstepI isključenja struje polarizacije mjerne sonde• 9jerenje i snimanje krive polarizacije gasovoda ili mjerne sonde• 9jerenje i snimanje krive depolarizacije gasovoda ili mjerne sonde• 9jerenje i snimanje strani! "lutaju#i!$ struja na gasovodu sa ili bez

mjerne sonde• 9jerenje i snimanje valogra2skom metodom po mjernim mjestima• 9jerenje i snimanje krivi! potencijala po vremenu i mjernim mjestima• Razna druga analitička mjerenja i snimanja potencijala, napona dodira,

struje polarizacije, i sl-


29/37

Odr,avanje- ispitivanja i nadzor rada sistema atodne za$tite

'reventivno 0te uće*odr,avanje

• nadzor rada sistema katodne zaštite i popravke• odr1avanje napojni! stanica, npr- jednommjesečno,

• mjerenje potencijala i provjera ispravnostiinstalacija po mjernim mjestima * kvartalno,polugodišnje i godišnje,

• kontroliranje ispravnosti izolacioni! umetaka,zaštitne opreme s pripadaju#om instalacijom iuzemljenjem * jednom godišnje,


30/37

•

provjera naizmjeničnog potencijala"napona$ na gasovodu i prenaponski!zaštita s uzemljivačima * jednom godišnje,

• ispitivanje ispravnosti električni! instalacija

sistema katodne zaštite * jednom u dvijegodine,• provjera nivoa katodnog potencijala du1

trase gasovoda "npr- metodom Hkorak pokorakI$ jednom u ;08 godina-


31/37

Kore tivno 0investiciono*odr,avanje

• ve#e popravke i dopune sistema

katodne zaštite,• remonti i planske zamjene zastarjele

opreme * modernizacija


32/37

• za zaštitu ukopani! cjevovodao magistralni! gasovoda i na2tovoda,o sabirni! cjevovoda na gasnim i na2tnim poljima,o vodovoda i parovoda "toplovoda$,o cijevi rerni bunara, itd-o metalni! omotača energetski! i telekomunikacijski! kablova, za

zaštitu od dejstva lutaju#i! struja• za zaštitu industrijski! postrojenja, rezervoara i cjevovoda, koji su u

dodiru sa manje ili više agresivnim elektrolitima• za zaštitu stacionarni! i plovni! čelični! konstrukcij u morskoj,

nerijetko riječnoj i jezerskoj vodi "brodova, bagera, plat2ormi zabušenje morskog dna, plat2ormi za va(enje potopljeni! objekata,obalski! i lučni! ure(aja i postrojenja, brani, prevodnica, plove#i!dokova, mostova$

• u novije vrijeme 0 za zaštitu čelični! armatura u armiranobetonskimkonstrukcijama zgrada, mostova, dokova, cijevi od armiranog betona

'rimjena atodne za$tite


33/37

/slovi primjene atodne za$tite

•

%bog prelaska jednosmjerne struje na metal i2ormiranja električnog kola, obavezno postojanjesredine sa jonskom električnom provodnoš#u okometalne konstrukcije koja se štiti

• Kormiran dovoljno debeo sloj elektrolita po kom sestruja ravnomjerno raspore(uje na čitavu površinumetalne konstrukcije

• Što jednostavniji oblik metalne konstrukcije zbogravnomjerne raspodjele struja

•

Fisina napona izvora jednosmjerne struje ne smijebiti ve#a od 87 LFM zbog opasnosti po 1ivot• )tpornost metala konstrukcije na pove#anu alkalnost

elektrolita kao pojave katodne reakcije


34/37

Do(re oso(ine atodne za$tite su1

•

Fisok stepen pouzdanosti,• 9ogu#nost zaštite veliki! metalni!

površina u sredinama sa različitim

otpornostima,• 9ogu#nost podešavanja struje i potencijala

promjenom napona,

• 9ogu#nost automatizacije i pra#enjaprocesa-


35/37

Nedostaci atodne za$tite su1

•

Fisoki investicioni troškovi,• Neop!odnost sistemske kontrole i

odr1avanja,

• )pasnost od štetnog uticaja na obli1njemetalne konstrukcije-


36/37

#aklju!ak • )ni koji nemaju sistem katodne zaštite

cjevovode mijenjaju nakon A068 godinadok onima koji ga imaju cjevovodi slu1e

sigurno i preko 87 godina, a da i negovorimo o uštedama koje se očituju kaomanji gubici produkata, manje zastoja ive#a sigurnost rada-

•

Ulaganja u sistem katodne zaštite malasu u usporedbi s novim investicijamauzrokovanima korozijom


37/37

Dvala na pa1nji

Documents

KATODNA ZAŠTITA