Podstawowe procedury pomiarowe w ochronie katodowej

Opis

Podstawowe procedury pomiarowe w ochronie katodowej

autorzy: Darowicki Kazimierz,  Żakowski Krzysztof

Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej

Personel pracujący przy instalacjach ochrony katodowej powinien mieć odpowiednie kwalifikacje do prowadzonych działań i pomiarów. Niniejsze opracowanie zawiera opis podstawowych procedur pomiarowych stosowanych przez personel ochrony katodowej w sektorze lądowych konstrukcji metalowych. Znajomość opisanych metod jest wymagana od personelu na poziomie 1 oraz na poziomie 2 kompetencji zgodnie z wymogami normy PN-EN ISO 15257:2017-10: Ochrona katodowa. Poziomy kompetencji osób zajmujących się ochroną katodową. Podstawa systemu certyfikacji.

Wykaz umiejętności wymaganych na poszczególnych poziomach kompetencji precyzuje Program certyfikacji personelu ochrony katodowej, wydany 2.08.2018 r. przez Jednostkę Certyfikującą Osoby UDT-CERT.

Niniejsze opracowanie przeznaczone jest przede wszystkim dla personelu zajmującego się podziemnymi rurociągami stalowymi. Opisane procedury pomiarowe mogą być jednak stosowane na dowolnej metalowej konstrukcji podziemnej.

Przy opracowywaniu opisu procedur pomiarowych wykorzystano następujące publikacje:

• PN-EN 12501-2:2005: Ochrona materiałów metalowych przed korozją. Ryzyko wystąpienia korozji ziemnej. Część 2: Materiały ze stali niskostopowych i niestopowych.
• PN-EN 12954:2004: Ochrona katodowa konstrukcji metalowych w gruntach lub w wodach. Zasady ogólne i zastosowania dotyczące rurociągów.
• PN-EN 13509:2005: Metody pomiarowe w ochronie katodowej.
• PN-EN 13636:2006: Ochrona katodowa metalowych zbiorników podziemnych i związanych z nimi rurociągów.
• PN-EN 14505:2007: Ochrona katodowa konstrukcji złożonych.
• PN-EN ISO 15257:2017-10: Ochrona katodowa. Poziomy kompetencji osób zajmujących się ochroną katodową. Podstawa systemu certyfikacji.
• PN-EN ISO 15589-1:2017-11: Przemysł naftowy, petrochemiczny i gazowniczy. Ochrona katodowa instalacji rurociągowych. Część 1: Rurociągi na lądzie.
• PN-EN ISO 18086:2018-01: Korozja metali i stopów. Określenie korozji wywołanej przez prąd przemienny. Kryteria ochrony.
• PN-EN ISO 8044:2015-12: Korozja metali i stopów. Podstawowe terminy i definicje.
• PN-E-05030-10:2004: Ochrona przed korozją. Elektrochemiczna ochrona katodowa i anodowa. Terminologia.
• ST-IGG-0602:2013: Ochrona przed korozją zewnętrzną stalowych gazociągów lądowych. Ochrona katodowa. Projektowanie, budowa i użytkowanie.
• Holtsbaum W.B.: Cathodic Protection Survey Procedures, NACE International 2009.
• NACE Standard TM0497-2018-SG Measurement Techniques Related to Criteria for Cathodic Protection on Underground or Submerged Metallic Piping Systems.
• Peabody A.W.: Control of Pipeline Corrosion, NACE International 2018.
• Żakowski K., Darowicki K.: Ochrona katodowa, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2011.
• Żakowski K., Darowicki K.: Ochrona katodowa konstrukcji metalowych podziemnych i zanurzonych – materiały szkoleniowe, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2011

Spis treści
1. WSTĘP…….. 9
2. KALIBRACJA PRZENOŚNEJ ELEKTRODY ODNIESIENIA …11
2.1. CELE KALIBRACJI ELEKTRODY …. 12
2.2. SPRZĘT POMIAROWY …… 12
2.3. PROCEDURA KALIBRACJI ELEKTRODY …….. 12
2.3.1. Sprawdzenie konstrukcji elektrody kalibrowanej …..12
2.3.2. Wykonanie pomiaru potencjału elektrody kalibrowanej ..13
2.3.3. Interpretacja wyniku pomiaru .. 13
2.4. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY NIESPRAWNOŚCI ELEKTRODY . 14
3. POMIAR POTENCJAŁU KOROZYJNEGO KONSTRUKCJI .. 15
3.1. CELE POMIARU POTENCJAŁU KOROZYJNEGO …. 15
3.2. SPRZĘT POMIAROWY ……… 16
3.3. PROCEDURA POMIARU ….16
3.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego … 16
3.3.2. Wykonanie pomiaru potencjału korozyjnego konstrukcji ..17
3.4. TYPOWE WARTOŚCI POTENCJAŁU KOROZYJNEGO …20
3.4.1. Wpływ temperatury na wynik pomiaru ….. 21
3.5. PRZELICZANIE POTENCJAŁU WZGLĘDEM ELEKTROD RÓŻNEGO
TYPU … 22
3.6. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW .. 23
4. KONTROLA SPRAWNOŚCI URZĄDZENIA POLARYZUJĄCEGO .. 24
4.1. CELE KONTROLI URZĄDZENIA POLARYZUJĄCEGO … 25
4.2. SPRZĘT POMIAROWY … 25
4.3. PROCEDURY KONTROLNE .. 25
4.3.1. Sprawdzenie bezpieczeństwa obsługi SOK …..25
4.3.2. Sprawdzenie poprawności podłączeń kabli do SOK …..26
4.3.3. Sprawdzenie poprawności działania urządzenia polaryzującego … 29
4.4. TYPOWE OBJAWY I PRZYCZYNY USTEREK W INSTALACJI
OCHRONNEJ ….31
5. POMIAR NATĘŻENIA PRĄDU W URZĄDZENIU POLARYZUJĄCYM…….. 34
5.1. CEL POMIARU …… 34
5.2. SPRZĘT POMIAROWY …… 34
5.3. PROCEDURA POMIARU …….. 35
5.3.1. Pomiar natężenia amperomierzem cęgowym ……. 35
5.3.2. Pomiar natężenia za pomocą bocznika …..35
5.4. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW …..37
6. POMIAR NATĘŻENIA PRĄDU W STACJI ANOD GALWANICZNYCH…… 38
6.1. CEL POMIARU ……… 39
6.2. SPRZĘT POMIAROWY ……. 39
6.3. PROCEDURA POMIARU ……… 39
6.3.1. Pomiar natężenia prądu z całego układu anodowego ….. 39
6.3.2. Pomiar natężenia prądu z pojedynczej anody …… 41
6.4. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW … 42
7. POMIAR POTENCJAŁU ZAŁĄCZENIOWEGO POLARYZOWANEJ
KONSTRUKCJI…… 43
7.1. CEL POMIARU POTENCJAŁU ZAŁĄCZENIOWEGO ……. 45
7.2. SPRZĘT POMIAROWY ……. 45
7.3. PROCEDURA POMIARU …….. 45
7.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego …. 45
7.3.2. Wykonanie pomiaru potencjału załączeniowego …46
7.4. TYPOWE WARTOŚCI POTENCJAŁU ZAŁĄCZENIOWEGO …. 48
7.5. INTERPRETACJA WYNIKU POMIARU ….. 48
7.6. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW …. 48
8. POMIAR POTENCJAŁU WYŁĄCZENIOWEGO POLARYZOWANEJ
KONSTRUKCJI…….. 50
8.1. CEL POMIARU ……. 51
8.2. SPRZĘT POMIAROWY ……51
8.3. PROCEDURA POMIARU ….51
8.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego …. 51
8.3.2. Wykonanie pomiaru potencjału wyłączeniowego … 51
8.4. INTERPRETACJA WYNIKU POMIARU ……54
8.5. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW … 56
9. POMIARY POTENCJAŁU METODĄ CIPS…… 57
9.1. CELE POMIARÓW METODĄ CIPS ….. 58
9.2. SPRZĘT POMIAROWY …… 59
9.3. PROCEDURA POMIARU ………59
9.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego ….. 59
9.3.2. Wykonanie pomiarów potencjału korozyjnego metodą CIPS …… 60
9.3.3. Wykonanie pomiarów potencjału załączeniowego metodą CIPS …….. 61
9.3.4. Wykonanie pomiarów potencjału w reżimie ON/OFF metodą CIPS ….. 62
9.4. INTERPRETACJA WYNIKÓW POMIARÓW METODĄ CIPS ……. 66
9.5. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW ….. 67
10. POMIAR REZYSTYWNOŚCI GRUNTU METODĄ WENNERA….. 69
10.1. CELE POMIARU REZYSTYWNOŚCI GRUNTU ……. 69
10.2. SPRZĘT POMIAROWY ……….70
10.3. PROCEDURA POMIARU METODĄ WENNERA …..70
10.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego ……71
10.3.2. Wykonanie pomiaru rezystywności gruntu …… 71
10.3.3. Interpretacja wyniku pomiaru ……….72
10.4. TYPOWE WARTOŚCI REZYSTYWNOŚCI GRUNTU ……. 73
10.5. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW ….. 74
11. POMIAR REZYSTYWNOŚCI GRUNTU Z UŻYCIEM NACZYNIA
SOIL-BOX……… 75
11.1. CELE POMIARU ….. 75
11.2. SPRZĘT POMIAROWY …… 75
11.3 PROCEDURA POMIARU …. 77
11.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego ….77
11.3.2. Wykonanie pomiaru rezystywności próbki gruntu …..77
11.4. TYPOWE WARTOŚCI REZYSTYWNOŚCI ELEKTROLITÓW
NATURALNYCH …. 78
11.5. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW .. 79
12. POMIAR REZYSTANCJI UZIOMU ANODOWEGO…..80
12.1. CELE POMIARU … 80
12.2. SPRZĘT POMIAROWY …..81
12.3. PROCEDURA POMIARU …….. 81
12.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego ….. 82
12.3.2. Wykonanie pomiaru rezystancji uziomu ….. 83
12.4. TYPOWE WARTOŚCI REZYSTANCJI ANOD … 84
12.5. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW ….. 85
13. POMIARY GRADIENTÓW POTENCJAŁU W ZIEMI….. 86
13.1. CELE POMIARÓW …… 86
13.2. SPRZĘT POMIAROWY …….. 86
13.3. PROCEDURY RÓŻNYCH WARIANTÓW POMIARÓW ….. 87
13.3.1. Przygotowanie sprzętu pomiarowego ….. 87
13.3.2. Określenie kierunku prądu płynącego w ziemi …. 87
13.3.3. Lokalizacja obszarów anodowych i katodowych w makroogniwie … 89
13.3.4. Określenie miejsc wpływu/wypływu prądu z rurociągu do ziemi ….. 91
13.4. NAJCZĘSTSZE PRZYCZYNY BŁĘDNYCH POMIARÓW .. 93
14. ZASADY BiHP PODCZAS POMIARÓW……… 95

Słowa kluczowe: pomiar rezystywności gruntu, pomiar potencjału korozyjnego konstrukcji, pomiar natężenia prądu, kontrola sprawności urządzenia polaryzującego, pomiary potencjału metodą CIPS, kalibracja elektrody