192976. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémtárgyak védelmére kóboráramok és/vagy elektrokémiai korrózió ellen elektrolitokban
7 192976 8 ton sem lehet szoros korrelációt kimutatni. Ez természetes is, mivel a kóboréramok többforrású, helyét véletlenszerűen változtató rendszerből származnak. Ilyen feltételek mellett drenázs vagy szutirázs alkalmazása nem merülhet fel. A vezérelt katódvédelem alkalmazásának viszont a nagy pozitív csúcsok elnyomásához szükséges szélsőségesen nagy védőpotenciál szab hatért. A 7. ábra a katódos védelem potenciáleloszlását ábrázolja arra az esetre, ha a tér kóborárammentes lenne. Uszk a szerkezetpotenciál értéke a katódos védelemmel negativ irányban történő eltolás után. A probléma találmány szerinti megoldása a következő: A védendő vezetékek mentén nagy számú, hosszú idejű méréssel és az eredmények matematikai-statisztikai kiértékelésével kikeressük a legpozitívabb potenciálcsúcsokkal rendelkező helyeket. Itt 4 sekélyföldelőket helyezünk el áramcserepontokként. (8. ábra). Ezeket az 1 acélcsővel összekötve az erős pozitív csúcsokat lemetsszük. Ez a sekélyföldelő rendszer a vezető féltér segítségével rendkívül rugalmas és kielégítő hatással bír. Az ily módon kiegyenlített rendszer katódos védelmét a csőhálózatot jól átfogó 3 mélyföldelős katódvédelemmel valósítjuk meg. így biztosítható az acélvezeték hálózat megfelelő elektrokémiai védelme (8. ábra) 2. példa Egy adott helyen 12 db. j6 300 acélcsőből álló csőcsorda fekszik a talajban, mintegy 3 km hosszban, egymástól 3 m távolságban. Bármely vezeték lyukadásos meghibásodása jelentős anyagi károkat okozó üzemzavart eredményezne. A környezetben három független, nagyteljesítményű egyenáramú vontatási rendszer üzemel, és az 50 Hz-es talajáramok is extrém magasak. A hagyományos védelmi eljárások (szutirázsrendszerek) hatástalannak bizonyultak. Az MSZ 18 094 ill. MSZ 18 096 sorozatok alapján végzett vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a vezetékek hosszának 4/5 részén az ún. szerkezetpotenciálok értékei tipikusan a következők: Unax = +2000 mV, U«in = -3000 mV, Up20 = +1300 mV, Upso = = +0,000 Mv, Upso = -1800 mV. A befolyásoló forrás megállapítására irányúló korrelációs vizsgálatok rí = - 0,3, rz = = - 0,28 és r3 = -0,35 átlagos nagyságot jeleznek az 1, 2, 3 jelölésű vontatási rendszerek, valamint a 12 db. cső között. A csövek között a befolyásolás minden esetben + 1 korrelációs tényezővel jellemezhető. Az adatokból levonható a következtetés, hogy nem jelölhető meg egyik vontatási rendszer sem egyedüli okozónak, befolyásoltság időben változó forrású, ezért a hagyományos védelmi módszerek nem alkalmazhatók. A katódos védelem telepítését kizárja a szélsőértékben 5000 mV-os potenciáváltozás, hiszen a védelmet biztosító Up20 = -950 mV eléréséhez 2250 mV negatív irányú polarizálást kellene végrehajtani, ami egyrészt a szélsőséges energiaigény miatt gazdaságosan nem érhető el, másrészt ebben az esetben Upso értéke - 2750 mV-ra tolódik, ami az előírások szerint tiltott, a jelentős mértékű hidrogénfejlődés miatt. Ez ugyanis károsítja a csövek passzív védelmét, ill. nagy mértékben rideggé teszi az acél anyagot. A katódos védelem alkalmazhatóságának viszont egyik alapvető feltétele a védeni kívánt vezeték passzív védelmének (amely egy villamosán jól szigetelő bevonat) minél tökéletesebb állapota. Az egyéb védelmek (drenázs, szutirázs) alkalmazását viszont egyértelműen, sőt tiltólag kizárják a kapott alacsony korrelációs tényezők. A fenti, egymásnak ellentmondó tények feloldására a találmány értelmében az alábbi megoldást alkalmazzuk: Az áramcserepontok létrehozására sekély (10 m mély) rúdföldelőket telepítünk olyan eloszlásban, hogy a vezetékszakaszok talaj felé jelentkező átmeneti ellenállásának mintegy 1/5-ét adják a földelők felületi ellenállásai. Ez egyértelműen méretezhető a talaj fajlagos ellenállásának és a szakasz áramforgalmazási adatainak birtokában. A földelők tömegét a fenti adatok ismeretében számítani lehet, figyelemmel az oldódásból adódó várható fogyásra. A vezetékek mentén elhelyezett áramcserepontok segítségével a potenciálváltozások szélsőértékeit a következő jellemző értékekre szorítjuk le: U«ax = = - 350 mV, Umin = -1600 mV, Up20 = = -420 mV, Upso = -800 mV, Upso = = -1300 mV. Ezek után meghatározva az új rendszer (csővezetékek és áramcserepontok együttesen) kialakuló maximumpontjait (ahol a szélsőértékek különbsége a legnagyobb maradt) mélyanód földelőket (60 m mély) telepítünk, amelyekre katódvédelmi berendezést teszünk. Ennek betáplálási pontjait összehangolva az áramcserepontok elhelyezésével beállíthatóvá válik az Up20 = -950 mV-os védőpotenciál úgy, hogy Upso értéke sehol sem lépi túl a - 2000 mV-os értéket. így biztosítható a vezetékrendszer korrózióvédelme mind a talaj agresszivitása, mind pedig a kóboráramok károsító hatása ellen, mindössze 500 mV negativ irányú polaritással, ami feszültségben az eredeti igénynek mindössze 22,2%-a, energiafelhasználásban pedig 4,9%-a. r> 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 C0 5
