186628. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés talajban lévő fémes vezetékek korrózióállapotának, ill. a korrózió helyének meghatározására, az aktív korrózióvédelmi berendezés optimális helyének telepítésére és ezek optimális üzemeltetésének beállítására
1 186.628 2 stb.) segítségével, ezeknek kb. 0,5-1 km-es környezetében egyidejűleg regisztrálható és egy megválasztott mérőponthoz is viszonyítható adatokat kapjunk a fémes vezeték ezen helyeinek acélcsó'szakasz anódos vagy katódos helyeinek pontos meghatározására. Az eljárás feleslegessé teszi az eddigiekben erre a célra szolgáló potenciálmérőhelyek kiépítését, a mérés ezek nélkül is elvégezhető. Így tehát a találmány lehetővé teszi a mérések elvégzését kiépített mérőhelyek hiányában is, lehetővé válik, hogy az aktív védelmi berendezések kiépítése megelőzési jelleggel tervszerűen történjék, még a meghibásodás előtt. Az eljárás ezen kívül lehetővé teszi az aktív védelmi berendezések optimális elhelyezését, mivel a módszerrel az anódos helyek maximuma is pontosan kimérhető. A találmány alkalmazásával a szutirázsok üzemeltetése is biztonságossá tehető: a szutirázzsal védett fémvezetékkel fémes kapcsolatban nem lévő más fémvezetéken nem okozhatnak korróziót, mert az eljárás segítségével s zutirázs védőpotenciálját a kellő értékre be lehet állítani. Az eljárás nagy előnye,, hogy útburkolati feltárás nélkül, fúrási lyukak segítségével történik a fém-talaj potenciál meghatározás, a lyukak kiképzése néhány perces egyszerű munka, a kialakított furatok pedig a mérés befejezése után polietilén dugóval elzárhatok a szilárd burkolatú úttesteken és így a későbbiek során ismételten alkalmasak a potenciál mérések elvégzésére. A találmánnyal kapcsolatos általános ismereteket az alábbiakban foglaljuk össze. Fémes vezetékek icóboráramos károsodására vonatkozó jelenségeket a fémes elektrokémiai viselkedése szabja meg. A fémek korróziója elektrokémiai jellegű. Ha egy fémvezeték a talajban (elektrolitban) van, azon anódos és katódos folyamatok mennek végbe és így a fémen anódos és katódos zónák alakulnak ki. A talajban elhelyezkedő fémen külső, kóboraram nélkül is végbemehet korrózió. Ezt szokásos kémiai korróziónak is nevezni, bár ebben az esetben is katódos és anódos részfolyamatok eredményeként megy végbe a korrózió. Az ilyen értelemben vett, külső áram nélküli korrózió maga is termlehet elektromos áramot. Ez az ún. korróziós áram akkor jön létre, ha a katódos és anódos helyek elkülönülnek egymástól. Ebben az ese4tben a fémben elektron áramlás, a talajban pedig ionáramlás jön létre a korróziós folyamatok eredményeképpen. Külső, vagy akár az előbbiekben leírt korróziós áram hatására a fém felületének potenciálja megváltozik, mégpedig anódos folyamat eredményeként pozitív, katódos folyamat esetén negatív irányba tolódik el a fém potenciálja az árammentes potenciálhoz képest. Gyakorlatban a korróziós folyamatok irányának megítélésére széleskörűen alkalmazzák a korrodáló fém potenciáljának mérését. A fém potenciáljának mérését egy referenciaelektróddal szemben kell mérni. Talajkorróziós méréseknél legelterjedtebb a telített réz/rézszuláft elektród használata, mert ez polarizációs hibát nem okoz. (Továbbiakban ezt az elektródot röviden rézszuláftelektródnak nevezzük.) A vonatkozási elektródot elvileg közvetlenül a mérendő fém felületén kellene elhelyezni, nehogy az elektrolitban a polarizáló áram hatására bekövetkező ohmikus feszültségesést is hozzáméljük a potenciál különbséghez. A gyakorlatban ez a követelmény nem valósítható meg. Különösen vonatkozik ez a passzív védelemmel ellátott gázt szállító acélcsövekre. Ezért általában az a szokás, hogy a vonatkozási elektródot az acélcső felett kb. 10 cm-re helyezik el. Nyilvánvaló azonban, hogy az ennél távolabb és más irányban elhelyezett elektród esetében egy olyan eltérés alakul ki, mely egyenlő lesz azzal a potenciái különbséggel, ami két elektród (gázcső felett 10 cm-re elhelyezett és a távolabbi elektród) között a talajban folyó kóboráram miatt alakul ki. Ez extrém esetektől eltekintve (pl. a sint keresztező gázcsőnél), csupán néhány mV lehet, ami kisebb mint a potenciálmérés hibája. Mindez többek között a városi acélcsőhálózat potenciál mérésénél bírhat jelentőséggel, mert lehetővé teszi, hogy a gázcső potenciálját a nem közvetlenül felette elhelyezett vonatkozási elektróddal szemben mérjük: biztonságos eredményt kapunk akkor, ha az elektród a gázcsőtől távolabb, de természetesen megfelelő nedvességű talajba (kb. 50 cm mélységben a földfeszíntől) helyezzük el. A soron következő vizsgálatok és kísérletek leírása jelenti a találmány kivitelezésének módját, ezért ezek egyúttal példaként is szolgálnak a találmány lényegének megvilágítására. A találmány tárgyát képező kapcsolási elrendezés a rajz alapján a következő: Az A fé invezetéken — amely célszerűen acélcsőgázvezeték - egymástól célszerűen 0,5-1 km távolságban hozzáépített valamilyen fémes kivezetés pl. I vagy II, vagy pedig fémesen csatlakozó két I, II kivezetés van, amelyhez egy M többcstornás regisztráló és potenciálmérő müszerelrendezés egy-egy bemenete van kötve. Az A fémvezeték mentén a két I, II kivezetés között a talajban, célszerűen fúrás útján az A fémvezeték közelében nem polarizálódó 1 ... elektródot helyezünk el. (Az elektródok lehetnek például telített réz-szulfát elektródok.) Az 1 ... elektródok fémes kivezetései egyidejű regisztrálásához az M többcsatornás regisztráló és potenciálmérő műszerelrendezés további bemenetéire van kötve. A találmány tárgyát képező eljárás során egyidejűleg működő elektródok által szolgáltatott potenciálértékeket regisztráljuk, értékeljük, mrgd egy alkalmasan megválasztott, mérőponthoz viszonyított adattal összehasonlitjuk, és ilymódon a mért adatokkal a fémvezeték adott helyeinek fém-talaj potenciálértékeit meghatározzuk. A találmány elrendezéssel kísérleteket végeztünk egy fémvezetéken, konkrétan egy 6 bar üzemnyomású acélcső nyomvonalán, melynek során olyan helyeken is dolgoztunk, melyeknek közeiében szutirázs is bekapcsolható volt. Vizsgálataink egyrészt a szutirázs működése közben, másrészt kiakpacsolt állapotában is folytak. A szutirázs szerelvényezése és helye lehetővé tette, hogy a gázcső felett 10 cm-re elhelyezett részulfát elektródához (etalon elektróda) viszonyítsuk a különböző távolságokban kb 30 m-es körzetben elhelyezett rézszulfát elektródákkal mért fém-talaj (cső-talaj)i potenciál értékeket. A méréseket többcsatornás műszeren, egyidőben regisztráltuk. A vizsgálatokat a szutirázs kikapcsolásakor és a szutirázs üzemelésekor is elvégeztük, továbbá akkor is, midőn a csőre a szutirázs segítségével 160 A erősségű áramot bocsátottunk. A mérési adatok regisztrátumai azt mutatták, hogy ha az elektródák földnedves talajjal érintkeztek a talja felszínétől kb, 50 cm-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
