176392. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a talajban lévő fémes műtárgyak kóboráram által okozott korróziós veszélyeztetettségének elhárítására geofizikai módszerrel
3 176392 4 ten, mind a gázszolgáltató, mind a forgalom részére komoly nehézségeket okoz. Korrózió miatt évente kb. 500—600 szivárgási hellyel kell számolni - Budapesten -, egy-egy hely azonban esetenként több tíz méter hosszúsá- 5 got is jelenthet. A kóboráram hatása ellen eddig alkalmazott védekezési módszer lényege az, hogy a több-kevesebb sikerrel behatárolt, kilépő vagy más néven „anódos” zónákban — amely térben és időben is 10 változó lehet - a föld alatti fémes szerkezetet - pl. a csővezetéket, - megfelelő módon összekötöttek a villamos sínnel (dióda stb.), hogy meggátolják az ionáramlás kialakulását. IS Az eljárás valóban hatásos, de néhány igen jelentős hátránya is van, amelyek nagy összefüggő rendszerek védelménél már kizáró okként is szóba jöhetnek. Ezek az alábbiak: 20- Csak a rendszerbe fémesen bekötött csővezetéket védik és csak akkor, ha a villamos vontatás áramkilépési hibahelyei, valamint az anódos zóna térben és időben állandó. A villamos vontatási 25 üzeme azonban egy összetett, térben és időben dinamikusan változó rendszert alkot, s ez erősen korlátozza a hagyományos védelmi eljárás alkalmazhatóságát.- A védelembe be nem vont szerkezeteket ked- 30 vezőtlen esetben (pl. köztes, keresztező elhelyezkedés) jelentősen károsítja, mert kialakul a szekunder kóboráramtér.- Túláramokra érzékeny és ez csak bonyolult automatikával védhető. 35- Nem gátolja meg a fémes szerkezeteken az áramfolyást. Ez pl. gázcsővezetékeknél a kötések átmeneti ellenállásán (tokos kötések, szigetelőkarimák) fellépő feszültség esések következtében közvetlen életveszélyt (robbanás), illetve a kötések- 40 ben szekunder korróziót okoz.- A rendszer állapotának megváltozása esetén (pl. az áram a drenázskötés és az áramátalakító között lép ki) hatástalanná, sőt veszélyessé válhat.- Csak olyan helyen alkalmazható ahol a fémes 45 szerkezet anódos zónája és a villamos vágány elérhető közelségben van.- Nem biztosít védelmet a térben levő ismeretlen fémes szerkezetek részére. " 50 Ugyanis a kóboráram nagysága függ a sínágyazástól, a talaj fajlagos ellenállásától, valamint a passzív védelem állapotától, továbbá a felszínre vezető közműszerelvények számától is, mivel ezek szigeteletlenek, így állandó veszélyforrást jelente- 55 nek. A kóboráram terek kialakulását és a folyamatok hevességét döntően a sín és a talaj közötti átmeneti ellenállás, valamint a talaj fajlagos ellenállása (vezetőképessége) határozza meg. A hibahelyek $0 kialakulása véletlenszerű, a talaj fajlagos ellenállásának nagysága viszont állandó tényező, így meghatározható. Minél alacsonyabb értékű ez a két ellenállás, annál nagyobb kóboráram alakulhat ki és viszont. (5 Az árammentes teret létesítő geofizikai eljárás a talaj különböző vezetőképességű rétegeit felhasználva megakadályozza a veszélyes áramfolyás kialakulását, illetve azt megfelelő alacsony szinten tartja a talajban levő potenciálkülönbség csökkentésével. A geofizikai viszonyokon alapuló eljárás lényege a következő: Felhasználva az egyes talajrétegek különböző fajlagos ellenállását, geofizikai mérésekkel keresni kell egy megfelelő mélységben levő, viszonylag nagy kiterjedésű relatív jól vezető és jól követhető talajréteget, ahová a kóboráramok levezethetők A felszínen a potenciál különbségeket megszűntetve az „Árammentessé” tett felső rétegekben elhelyezkedő fémes szerkezetek — pl. közműhálózat - veszélyeztetettsége megszűnik, illetve egy megengedett érték alá csökken. Céljaink számára olyan geofizikai, földtani modell a legkedvezőbb, ahol a kisellenállású. réteg és a védendő műtárgy között legalább egy - kváziszigetelőnek tekinthető nagyobb ellenállású réteg is elhelyezkedik. A kis ellenállású rétegbe olyan földelőket, előnyösen mélyföldelőket helyezünk el, amelyek csak a kiválasztott rétegben érintkeznek elektromosan a talajjal. Az így lehelyezett földelők kábeleit egymással - földelő csoportot alkotva - és/vagy a kóboráramforrással, a védendő létesítménnyel összekötjük. Az így levezetett áramokat megfelelő helyen pl. az áramátalakítóknál összegyűjtjük, és a károsító hatás kialakításának lehetősége nélkül az áramkörbe visszavezetjük és ezáltal a veszélyeztetett létesítmények környezetében ekvipotenciális teret hozunk létre. A geofizikai réteg határok nem szükségszerűen egyeznek meg a geológiai rétegekkel, mert pl. a kedvező geofizikai modell kialakulhat úgy is, hogy azonos földtani réteg geoelektromos szempontok szerinti változása teremt kedvező feltételt célunk elérésére. Pl. a kavicsos homok üledékes öntés rétege vertikális vagy horizontális irányú szemnagyság változása, eliszaposodása a geoelektromos fajlagos ellenállásérték változását okozza. Az előzőekben leírt geofizikai rétegsorok elhelyezkedését, illetve vezetőképességét geofizikai módszerrel határozzuk meg. Dy módon lehetőség van a keresett kis ellenállású réteg fizikai paramétereinek, valamint kiterjedésének megállapítására. Mivel az áram a rétegződéssel párhuzamosan halad, célszerű a réteget a hosszanti vezetőképességgel (Kh) jellemezni: a ahol: h: rétegvastagság (m). a: réteg fajlagos ellenállása (Ohm) Az eljárás foganatosításának menetét az alábbiakban ismertetjük. A tervezéshez szükséges a terület komplex vizsgálata, amely megadja, a talq elektrolit gerjesztettségét és geijeszthetőségét, továbbá rendelkezésre kell állnia a mérések alapján kijelölt kritikus zónákban telepített potenciálmérőhelyeknek. 2
