Hodnocení kvality izolačních povlaků potrubí před a

Hodnocení kvality izola ních povlak potrubí
p ed a po provedených opravách.
Ing.Svatopluk Dorda
KPTECH, s.r.o. Ostrava
Úvod.
Základním požadavkem ú inné protikorozní ochrany ocelových potrubí ukládaných do
dy je mechanicky neporušený a dlouhodob stabilní izola ní povlak. Kvalita povlaku je
rozhodující jak pro životnost potrubí, tak pro jeho bezpe ný a bezporuchový provoz.
Nejrozší en jším i nejstarším typem povlaku jsou asfaltové izolace vyráb né jižn kolik
generací podle SN. P ed šedesáti léty podle SN 13 0054, od roku 1976 pak podle SN 42
0021 (pod DN 50) a SN 42 0022 (nad DN 50) [1].Teprve s výstavbou tranzitních plynovod
se za aly na širší bázi prosazovat izolace plastové. I kdyžjsou dnes plynovody, zvlášt
místních nízko a st edotlakých sítí v p evážné mí e budovány z plast , z stane ješt po mnoho
let v provozu zna ná ást plynovod , která je opat ena asfaltovými izolacemi velice r zné
kvality.
Kvalita izola ních povlak se posuzuje ve všech stupních výroby. Po ínaje použitými
materiály ažpo diagnostické metody umož ující jejich kontrolu i na dlouhodob zahrnutém
potrubí.
Požadavky kladené na kvalitu izola ních povlak
Všechny typy izola ních povlak musí spl ovat následující požadavky:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
odolnost proti chemickým vliv m látek obsažených v p
vysoký elektrický odpor,
odolnost proti biologickým vliv m,
odolnost v i stejnosm rnému proudu,
stálost v dostate ném teplotním rozmezím,
trvalou p ilnavost ke kovu,
nepropustnost pro vodu a nepatrnou nasákavost,
neporéznost,
nesmí obsahovat látky agresivní v i kovu,
musí mít dostate nou mechanickou odolnost.
,
V plynárenství jsou pro pasivní ochranu potrubí vypracována technická pravidla
TPG 920 21 Protikorozní ochrana v zemi uložených ocelových za ízení. Volba izola ních
systém - vydaná organizací eského plynárenského svazu GAS,s.r.o. Tato technická pravidla
shrnují poznatky z oblasti pasivní protikorozní ochrany ocelových potrubí a ocelových nádrží
které jsou uloženy v zemi. Jsou v nich stanoveny podmínky pro používání izola ních
materiál na plynovodech, p ípojkách a nádržích. Jsou uvedeny pokyny pro ru ní i strojní
izolování.
Technická data a další parametry pro jednotlivé druhy izolací jsou uvedena v sou asn
platných normách a technických dodacích podmínkách.
S ú innosti od 1.ledna 2009 platí také technický požadavek skupiny RWE DSO
ešení pasivní protikorozní ochrany plynárenských za ízení“DSO_TX_BO1_06_01.
Všechny izolace používané na území R, musí mít ov enou protikorozní ú innost
odzkoušením ve Zkušební laborato i protikorozní ochrany ÚVP-protikorozní ochrana, s.r.o.
Podnikatelská 552, 190 11 Praha 9 –B chovice, subjektu uznaného ve smyslu EN 45011 za
smluvního subdodavatele pro certifika ní a registra ní orgán výrobk GAS, s.r.o.
Hodnocení kvality izola ního povlaku na zahrnutém potrubí
Izola ní povlak potrubí musí být co nejkvalitn jší také proto, aby i katodická ochrana,
která jej jako pasivní ochrana v systému protikorozní ochrany dopl uje, byla co
nejefektivn jší. Zhodnotíme-li sou asné metody a postupy hodnocení kvality izola ního
povlaku potrubí a ú innosti jeho katodické ochrany, mají jednu podmínku shodnou. Tou je
nalezení všech vad v izolaci potrubí a stanovení úrovn jejich aktivní ochrany.
V zásad je možné metodiku vyhledávání vad rozd lit podle generovaných signál na
zkoumané potrubí na:
• st ídavou,
• stejnosm rnou.
Po mnoho let byla u nás nejpoužívan jší metodou p i vyhledávání vad v izolaci
potrubí st ídavá Pearsonova metoda (PM). V tšinou galvanická. Výjime
kapacitní.
Realizuje se zpravidla pomocí p ístroj Seba Dynatronic, Hermann Sewerin nebo
Radiodetection. Pearsonova metoda je b žná zejména u dálkových potrubí. Pro zastav ná
území je obtížn použitelná. [2] Vyžaduje zna né zkušenosti m icích pracovník .
Stejnosm rné metody se v eské republice zavedly ažpo roce 1990. P edstavitelem je
australská metoda DCVG u nás zavád ná Dr.Leadsem, který tuto metodu spojil se systémem
analýzy vad v izolaci, známý pod ozna ením PIM (Pipelin Integrity Management), který
vychází z deseti vstupních informací. Tento systém slouží ke stanovení priority oprav izolace.
[3] Zahrnuje :
1. umíst ní vady (silnice, pole, domy ap),
2. velikost vady a její závažnost (DCVG v % IR),
3. tvar vady (DCVG),
4. korozní chování vady (DCVG, CIPS, Eon, Eoff, EIR free, ∆Ep atp),
5. zdánlivý m rný odpor p dy (obecn se považuje vyšší vodivost zeminy za korozn
agresivn jší. PIM považuje zeminy 10 až20 Ω.m za st edn korozivní, u nás jsou
podle SN 03 8375 tyto zeminy jižvelmi vysoce agresivní),
6. pH zeminy - hodnotí se podle kyselosti. Kyselejší zeminy jsou všeobecn nebezpe jší,
7. interference - ovlivn ní jak stejnosm rnými trak ními systémy, tak st ídavými vlivy vvn,
8. potenciálová m ení - p edevším se hodnotí úrove potenciálu bez IR spádu, tedy EIR free,
9. stanovení místa, z n hožje možné vadu chránit - rozhoduje ekonomický stimul. Zda je
levn jší galvanická anoda, i malá SKAO nebo odkrytí a oprava vady, i vým na trubky,
10.provozní historii - zhodnocení všech dostupných údaj o poruchách.
Avšak i tato metoda má svá úskalí, v nichž dominují oblasti ovliv ované
stejnosm rnými bludnými proudy. Zákonit vzniká otázka. Jakým ekonomicky p ijatelným
zp sobem zjišovat vady v izolaci potrubí ? V sou asné dob je vhodné použít kombinace
kolika metod. Na p íklad : CIPS a DCVG, nebo PM a CIPS, nebo PM, CIPS a DCVG.
Pokládám za vhodné upozornit také na jiné metody, nap íklad: C - Scan nebo PCM,
které využívají výpo etní techniku a velmi nízké kmito ty.
Použití modifikované metody DCVG obsažené ve víceú elovém m icím p ístroji
Mirian umož uje prakticky jediným za ízením naleznout vadu, analyzovat ji a rozhodnout o
dalším postupu v etn archivace zjišt ných dat. [4]
Ke stejnosm rným metodám pat í také metoda EXA vyvinuta ve spole nosti
KPTECH, s.r.o. Ostrava. Na metodu bylo ud leno osv ení o zápisu užitného vzoru .9940
ÚPV R.
Ješt n kolik slov k Pearsonov kapacitní metod , kterou jsme upravili a zvládli i pro
složité m stské a pr myslové prost edí. Takže jsme vyvrátili mýtus, že Pearsonova metoda
není vhodná pro m stské a pr myslové prost edí Pro vyhledávání vad v izolaci potrubí jsme
vyzkoušeli prakticky všechny možné a doporu ované postupy. Žádný nás pln neuspokojil,
2
nebo v tšina metod v m stských podmínkách selhává. V n kterých p ípadech nelze bez
spolupráce jiných organizaci (na p íklad s policií) metodiku v bec provést. P edevším na
parkovištích aut, pod nimiž bývají také uložena potrubí a kabely, a v bec všude, kde auta
parkují na krajnicích vozovek. Tento problém jsme s úsp chem zvládli tím, že jsme p vodní
Pearsonovou metodu doplnili o nové kapacitní sníma e, jejichžkonstrukce je našim duševním
majetkem. Tato námi upravena metoda používá novou digitalizovanou soupravu Hermann
Sewerin. Touto úpravou je možné vady nalézt i p es na silnici zaparkované automobily. Další
výhodou je, že m žeme vyhledávat vady v izolaci i na zasn ženém i zamrzlém terénu.
íkladem je na obrázku uvedené zamrzlé koryto eky Ostravice v únoru 2006 :
Vlastní vyhledávání vad provád jí dva pracovníci. T etí pracovník, nesoucí a obsluhující
soupravu Portafid pro vyhledávání únik plynu, za ne s vyhledáváním plynu až po nalezení
vady v izolaci. A to i té nejmenší. V p ípad , že i na té nejmenší nalezené vad v izolaci byl
nalezen únik plynu, považují se všechny vyšší vady za nebezpe né a jsou Portafidem
prom eny. Vady v izolaci potrubí, kde byl nalezen i únik plynu se musí odkopat a odstranit
žnými postupy. Vady, kde k úniku plynu nedochází se v tomto p ípad odstraní bez
výkopovým zp sobem podle naši metodiky. V p ípad , že byl únik plynu zaznamenán jen u
velké vady, musí se tato vada odkopat a odstranit rovn ž b žnými postupy. O zp sobu
odstran ní menších vad v izolaci rozhodne na doporu ení diagnostiku provád jícího
pracovníka naši firmy provozovatel. Vady je možné ošet it také mineralizaci nebo jen dále
v ur eném termínu m ením op t zkontrolovat. Sou ásti vyhledávání vad je i prom ení
nalezené vady. P edevším je nutné potvrdit, že jde skute
o vadu v izolaci. Pearsonova
metodika pracuje v oblasti signálu o kmito tu 10 kHz, takže se m že stát, že p i m ení m že
být vyhodnocen falešný signál (na p íklad : je-li do výkopu b hem stavebních prací pohozen
drát).
3
Provozovatel vždy obdrží :
• Zprávu o dohodnutém a provedeném diagnostickém m ení v etn návrhu na opat ení,
• celkovou situaci prom ované oblasti s vyzna enými vadami v izolaci a úniky plynu,
• detailní situace se zam enými vadami v izolaci i úniky plynu,
•
ehled nalezených vad v izolaci v etn zjišt ných únik plynu,
• jednotlivé protokoly nalezených vad v izola ním povlaku potrubí,
respektive
• protokol o mineralizaci nalezené vady v izola ním systému kovového úložného
za ízení.
A již použijeme kteroukoli z uvedených metod, musíme identifikovanou vadu
v izola ním povlaku vyhodnotit. V sou asné dob také všechny nalezené vady zam ujeme
systémem GPS.
Hodnocení nalezené vady v izola ním povlaku potrubí
provádíme sou asn s jejím nalezením. Je logické, že vadu prakticky okamžit
vytý íme systémem GPS a sou adnice zaznamenáme.
M žeme také provést nezbytná m ení sloužící k výpo tu velikosti plochy a tvaru
nalezené vady, a tyto údaje uvést do protokolu.
Nejprve uvedeme zkoumaný p edm t, jimžje daný plynovod v etn jeho
charakteristiky (dimenze, sv tlost a stá í). Uvedeme také geodetickou lokalitu.
Do protokolu zaznamenáme výsledky velikosti nalezené vady i metodu, kterou jsme
použili. Uvedeme hloubku uložení potrubí v míst vady a rezistivitu p dy, v nížje potrubí
uloženo. Zpravidla do hloubky 1,59 m.
Rozhodneme-li o tom, že vada bude obnažena s následnou fyzickou opravou,
zaznamenáme také typ izola ního povlaku, jeho tlouš ku a zbytkovou elektrojiskrovou
odolnost v kV. Za ínáme vždy elektrojiskrovou zkouškou po dostate ném odv trání vody
z povrchu povlaku.
V každém p ípad vadu prom íme. Podle toho, zda je plynovod bez aktivní
ochrany, nebo jí opat en není, zda je ovliv ován bludnými proudy ap, zm íme n kterou
z hodnot uvedených v protokolu .15.5 : Eon, Eoff, EIR free, Ep, En, ED –pokud není uvedeno
jinak, rozumíme dosažitelným potenciálem potenciál polariza ní tedy ED IR free! Jelikož
polariza ní potenciály stanovujeme prost ednictvím p enosných sníma PS10Pb nebo
za ízením INPOL, doplníme v kolonce vždy ješt hodnotu proudu vztaženou na jednotku
plochy, zpravidla 10 cm2. Pokud bychom zvolili plochu v tší, nap . 30 cm2, uvedeme údaj
o velikosti proudu v mA odpovídající této ploše nap . 1 /30, cožzna í 1 mA.3.10-1.
P i opatrném obnažování izola ního povlaku z potrubí zjiš ujeme o jaký typ izolace
jde, zda jde o izolaci plastovou nebo asfaltovou, jednoduchou, zesílenou, jakými ovinovacími
materiály byla opat ena, jakou má ješt p ilnavost, zm íme na n kolika místech její tlouš ku
a co bylo p inou, že byla vada nalezena.
Pak izola ní povlak z povrchu potrubí odstraníme až do t ch míst, kde nemá
ilnavost.
4
5
Povrch potrubí mechanicky o istíme, zpravidla ocelovým kartá em, zaost enou
špachtlí, speciálními noži i jinými pom ckami, abychom mohli posoudit povrch kovu potrubí.
Je-li na povrchu patrný vznik korozních d lk , zjistíme jejich hloubku a po et, v etn jim
celkov odpovídající plochy a uvedeme tuto skute nost do protokolu. Na obnažený povrch
umístíme testexovou pásku a povrch potrubí v n mžjsme nalezli nerovnosti, do ní
obtiskneme. Z vytvrzené testexové pásky velikost jednotlivých d lk ode teme Elcometerem
124 resp. 123.
Jedním z rozhodujících ukazatel je zbytková tlouška potrubí. Ta v podstat
rozhoduje o další užitné hodnot potrubí. Tloušku zm íme ultrazvukovým tlouškom rem
spirálov po obvodu trubky v místech, kde byla odstran na izolace. Provedeme nejmén 8
ení a zaznamenáme do protokolu.
Na záv r m ení zaznamenáme charakter po así, p i kterém m ení probíhalo,
jméno m e a technika provád jícího celkovou kontrolu. Sou ásti protokolu jsou i fotografie
dokumentující podstatné zm ny zjišt né na povrchu kovu potrubí nebo izola ního povlaku
event. záhozu potrubí zeminou. V našem p ípad je fotografická dokumentace zjišt ného
stavu nebo ukázky jižobnoveného izola ního povlaku potrubí sou ásti jednostránkového
protokolu, uvedeného na jeho rubu.
Jiným p íkladem je protokol charakterizující nejen vlastní vadu v izola ním povlaku
potrubí, ale i p dního prost edí ošet eného mineralizací.
Protokol obsahuje veškeré technické údaje o provedené úprav prost edí. Sou asn
umož uje sledovat pr h mineralizace v závislosti na ase, v etn potenciálových zm n
k nimždošlo. Z protokolu je patrné, kdy proces mineralizace dosáhl optimální úrovn
a p ízniv ovlivnil paraleln probíhající korozní procesy. Také m žeme zp tn hodnotit
i proces dávkování mineraliza ní sm si a velikosti proud tekoucích z katodické ochrany.
Záv r
Hodnocení kvality p ed a po provedených opravách i jen úpravách p dního
prost edí považujeme za zásadní z hlediska bezpe nosti a provozuschopnosti nejen
plynovod , ale i ostatních ocelových produktovod . Námi vypracované metodiky poskytují
našim zákazník m trvalý p ehled o kvalit jejich potrubí. Jsou jedine ným dokladem
o technickém stavu provozovaných za ízení a mohou významn p isp t v rozhodovacím
procesu p i obnovách potrubí.
Literatura:
[1] Mí ko,F.:
N které otázky koroze bludnými proudy. Sborník p ednášek konference VŠB
„Aktuální problémy ochrany proti korozi", Institut poradenství, Haví ov.1970.
[2] Mí ko,F.: Efektivní posuzování ú innosti instalované katodické ochrany. Konference
OK 97. Hradec nad Moravicí. Sborník.1997.
[3] Leeds,J.M.: Metody používané p i hodnocení stavu izolace potrubí. Seminá IIS
s.r.o. Mod any.1995.
[4] íp Jan:
Intenzivní m ení p ístrojem Mirian.Konference OK 97. Hradec nad
Moravicí. Sborník.1997.
6
7
8