KONTAKT z SPZP CORRPOL

ZAKRES NASZYCH USLUGNASZA PRODUKCJAINFORMACJE O FIRMIE

ZESPÓŁ SPECJALISTÓW





R

SPZP CORRPOL w latach 2012 – 2014 realizował w ramach Programu operacyjnego Innowacyjna Gospodarka na lata 2007-2013 dofinansowywanego przez Unię Europejską Projektu pt. "Opracowanie nowych rozwiązań z zakresu aktywnych zabezpieczeń przeciwkorozyjnych z wykorzystaniem metody ochrony katodowej realizowane przez firmę Corrpol z Gdańska" (umowa nr UDA-POIG.01.04.00-22-004/11-00).

Celem projektu było opracowanie trzech nowych rozwiązań w zakresie technologii ochrony katodowej, których zastosowanie powinno przyczynić się do usprawnienia systemów ochrony przeciwkorozyjnej obiektów podziemnych i podwodnych. Urządzenia te są wynikiem własnej myśli technicznej i stanowią nowatorskie rozwiązania wybranych problemów eksploatacyjnych w systemach ochrony katodowej.

Nowe urządzenia to:

1. System pomiarowy do oceny skuteczności działania systemów ochrony katodowej w zbiornikach podziemnych (na potrzeby projektu zwany „systemem”)

2. Urządzenie do eliminacji szkodliwego oddziaływania prądów błądzących na podziemne konstrukcje metalowe (na potrzeby projektu zwany „drenażem elektrycznym”)

3. Automatyczne urządzenie systemu ochrony przed korozją i elektro-erozją w układzie śruba – wał napędowy statku (na potrzeby projektu zwany „kompensatorem”)

A. System

Przedmiotem opracowania jest przyrząd pomiarowy do oceny skuteczności ochrony katodowej stalowych zbiorników podziemnych, przede wszystkim małych zbiorników na gaz ziemny LPG, które zaopatrywane są w systemy przeciwkorozyjnej ochrony katodowej z zastosowaniem anod galwanicznych (zwykle magnezowych).

Szacuje się, że w Polsce było na koniec 2010 roku łącznie 76 300 sztuk zbiorników na gaz LPG, z czego spora część zakopana pod ziemią. Przepisy wymagane przez Urząd Dozoru Technicznego zezwalają na dwukrotne przedłużenie czasu eksploatacji tego rodzaju zbiorników pomiędzy okresami przeglądów, jeśli posiadają one zabezpieczenie przeciwkorozyjne w formie instalacji ochrony katodowej. Czynnik ten jest główną przyczyną w Polsce masowego stosowania ochrony katodowej w odniesieniu nawet do najmniejszych podziemnych ciśnieniowych stalowych zbiorników gazu LPG.

Uwzględniając następujące okoliczności:

  • duża ilość zainstalowanych zbiorników podziemnych,
  • masowa i niefachowa instalacja ochrony przeciwkorozyjnej z zastosowaniem dość „finezyjnej” technologii ochrony katodowej,
  • wymóg udowadniania inspektorom UDT faktu zapewnienia ochrony przeciwkorozyjnej zbiorników na podstawie przeprowadzonych badań skuteczności działania zabezpieczenia,
  • złożona i wymagająca sporego doświadczenia technika wykonywania pomiarów, których celem jest ocena poprawnej pracy zabezpieczenia przeciwkorozyjnego (badania wykonuje się powierzchni ziemi analizując rozkład dających się zmierzyć w tym miejscu sygnałów elektrycznych),
  • brak wiarygodnych specjalistów mogących wykonywać tego rodzaju pomiary,
  • wymóg posiadania odpowiednich kompetencji przez personel obsługujący systemy ochrony katodowej (norma europejska PN-EN 15257:2008),

było na etapie tworzenia wniosku Projektu zupełnie jasne, że stworzenie specjalistycznego urządzenia, które w sposób wiarygodny i jednoznaczny umożliwi ocenę skuteczności działania ochrony przeciwkorozyjnej zbiorników, jest w przyjęte z dużym zainteresowaniem, i obecnie po jego akceptacji przez UDT – powszechnie uznane jako niezbędne narzędzie przy prawidłowej eksploatacji systemów ochrony katodowej zbiorników podziemnych.

Aby wynik pomiaru był jednoznaczny założono, że będzie on wykonywany całkowicie automatycznie pod kontrolą odpowiednio oprogramowanego procesora, z wydrukiem wyników oraz danych o czasie i położeniu geograficznym przyrządu w terenie (współpraca z odbiornikiem GPS).

B. Drenaż elektryczny

Prądy błądzące stanowią w aglomeracjach miejskich i przemysłowych największe zagrożenie korozyjne dla podziemnych konstrukcji stalowych, takich jak rurociągi, zbiorniki, konstrukcje wsporcze stalowe i żelbetowe, konstrukcje hydrotechniczne i inne.

W każdej aglomeracji miejskiej, gdzie funkcjonują tramwaje czy kolej elektryczna występuje zjawisko prądów błądzących i nie ma możliwości jego wyeliminowania. Pojazdy elektryczne zasilane są energią dostarczaną z podstacji zasilających o napięciach roboczych prądu stałego 600 i 3000 V (odpowiednio tramwaje i kolej). Obwód elektryczny zamyka się poprzez sieć jezdną, elektrowóz i sieć powrotną (szynowa), która jest uziemiona na całej długości. Z tego powodu z obwodu trakcyjnego zawsze część prądu przepływa ziemią w kierunku ujemnego bieguna podstacji (prądy błądzące).

Jeśli w rejonie przepływu prądów błądzących znajdą się metalowe konstrukcje podziemne, głównie rurociągi i pancerze kabli,  to z racji ich konkurencyjnej rezystancji (znacznie mniejszego oporu elektrycznego) prądy błądzące popłyną tym właśnie przewodnikiem metalowym, a nie ziemią. W miejscu, w którym prądy błądzące wypływają z konstrukcji podziemnych do ziemi zachodzi silna korozja, wielokrotnie przewyższająca szybkość korozji w warunkach naturalnych. W tych miejscach też dochodzi do większości awarii wszelkich podziemnych metalowych magistrali rurociągowych i pancerzy kabli.

Prądy błądzące zmieniają swoje natężenie, a także czasami i kierunek przepływu, w sposób losowo-zmienny (przypadkowy). Powoduje to trudności z wykonywaniem pomiarów prądów błądzących i ich interpretacji. Badania takie muszą być prowadzone długo, nierzadko przez okres doby i dłużej, celem określenia optymalnej techniki ochrony przed prądami błądzącymi i/lub doboru parametrów pracy urządzeń zabezpieczających, tzw. drenaży elektrycznych.

Jedną z metod aktywnej ochrony przed skutkami oddziaływań prądów błądzących jest stosowanie drenaży elektrycznych. Ich zadaniem jest odprowadzenie określonej ilości energii z konstrukcji podziemnej z powrotem do źródła jej powstawania, tj. torowisk trakcji elektrycznej. Najczęściej wykorzystywany jest tzw. drenaż polaryzowany, w którym odprowadzenie prądów odbywa się poprzez diodę półprzewodnikową oraz odpowiednio dobrany opornik elektryczny. Po wykonaniu odpowiednich pomiarów metodą prób i błędów, dokonuje się doboru wartości tego opornika. Regulacja jest stała w czasie, pomimo znaczących zmian oddziaływania prądów błądzących w cyklu dobowym, przez co skuteczność jej działania ma charakter uśredniony, a nie optymalny.

Zaprojektowane urządzenie ma za zadanie zautomatyzowanie drenażu elektrycznego w taki sposób, aby było zdolne samodzielnie wykonać odpowiednie pomiary, wyznaczyć charakterystykę w danym miejscu oddziaływania prądów błądzących, a następnie wg tej charakterystyki regulować przez cały czas w sposób optymalny wielkością prądu drenowanego.  Urządzenie to ma niejako dwie części funkcjonalne: jedna będzie prowadziła stałe, automatyczne pomiary, a druga będzie je analizowała i na tej podstawie będzie sterowała działaniem samego drenażu polaryzacyjnego. Innymi słowy robiąc bieżące, automatyczne pomiary, w sposób bieżący i automatyczny będzie ustawiane działanie drenażu. W ten sposób uśredniona ochrona przez prądami błądzącymi – jak to ma miejsce dotychczas -  zmieni się na optymalną.

Takiego urządzenia na rynku jeszcze nie było, prezentowane opracowanie stanowi nowość na rynku.

C. Kompensator

Metalowe podwodne części statków narażone są na korozję w wodzie morskiej. Szczególnie dotyczy to miejsc, gdzie jest większa podaż tlenu. Największe zagrożenie korozją występuje na śrubie napędowej – elemencie wykonanym ze stali i niepokrytym jakąkolwiek powłoką ochronną. Dla części podwodnych jednostek pływających standardowo stosuje się ochronę katodową. Sporą cześć prądu ochronnego przeznacza się na zabezpieczenie przeciwkorozyjne śruby okrętowej (około 0,5 A/m2 i więcej).

Śruba napędowa statku, umocowana na końcu wału napędowego, podczas postoju statku zwarta jest elektrycznie z kadłubem. Metalowe elementy wału poprzez łożyska zapewniają kontakt elektryczny z ujemnym biegunem instalacji ochrony katodowej.  Jednak podczas pracy śruby okrętowej, wytwarza się w łożyskach wału film środków smarujących (przerwanie obwodu)  i ruchome elementy w ten sposób tracą kontakt elektryczny z kadłubem. W efekcie śruba okrętowa podczas pracy w takich warunkach pozbawiona jest ochrony katodowej. Ponadto występujące różnice potencjałów pomiędzy łożyskiem, a wałem wywołują przeskok iskry elektrycznej, co w rezultacie przyspiesza zużycie łożysk i wału wskutek zjawiska elektro-erozji.

W celu wyeliminowania omawianych zjawisk montuje się system pierścieni ślizgowych na obracającym się wale, które elektrycznie łączą go z kadłubem statku. Ze względu na opór elementów ślizgowych nie jest to metoda całkowicie skuteczna.

Projektowany kompensator będzie miał za zadanie kompensować różnice potencjału występujące na oporze elektrycznym szczotek oraz pierścieni i wyrównywać go w taki sposób, aby napięcie przez cały czas pozostawało na poziomie zapewniającym optymalną ochronę katodową śruby okrętowej i poszycia statku.

Takiego urządzenia również na rynku jeszcze nie ma, prezentowane urządzenie jest całkowitą nowością.

Opis przeprowadzonych prac badawczych

Zadanie A. System pomiarowy do oceny skuteczności działania instalacji ochrony katodowej zbiorników podziemnych

Realizacja nowego systemu pomiarowego, którego celem miało być stworzenie narzędzia do automatycznej oceny skuteczności działania systemów ochrony katodowej podziemnych zbiorników paliwowych, wymagało dokonanie przeglądu dotychczasowych badań i opracowań teoretycznych w zakresie procesów korozyjnych oraz określenie, jakie z teoretycznych założeń będą poddawane weryfikującym badaniom laboratoryjnym. Ich celem było ustalenie wpływu różnych czynników na pomiary z wykorzystaniem wytypowanych technik eliminowania omowego spadku napięcia IR, głownie z zastosowaniem elektrod symulujących, a także przeprowadzenie badań laboratoryjnych, terenowych i empirycznych celem ustalenia optymalnych parametrów pomiaru potencjału oraz czasu rozłączenia elektrod symulujących od konstrukcji chronionych katodowo. Następnie wykonano odpowiednio zaprogramowany cykl badań w warunkach laboratoryjnych oraz terenowych na stanowisku polowych (na podwórzu firmy) i na rzeczywistych obiektach (wytypowanych do badań zbiorników stacji Paliw LOTOS i STATOIL i ŁUKOIL w Gdańsku), których celem było wybranie optymalnych parametrów pracy konstruowanego urządzenia. W wyniku tak przeprowadzonej analizy wyników i po ich weryfikacji ostatecznie ustalono wszystkie założenia konstrukcyjne projektowanego przyrządu. Rozwiązania techniczne projektu urządzenia od strony układowej – elektronicznej uzgadniane były z konsultantem firmą ATLAS –SOLLICH w Baninie.

W rezultacie przyjęto, zgodnie z wcześniejszymi założeniami, urządzenie będzie stanowić nowoczesny sterowany mikrokontrolerem przenośny miernik potencjału i prądu polaryzacji katodowej z możliwością interpretacji i wydruku wyników w postaci raportu. Sposób pomiaru potencjału i parametry całego układu pomiarowego ustalono we wcześniejszych badaniach, a następnie poddano je walidacji po wykonaniu modelu, a następnie prototypu urządzenia. Do współpracy z miernikiem konieczne było w jednej z zaplanowanych wersji opracowanie i wykonanie złącza pomiarowego na stałe montowanego w instalacji ochrony katodowej zbiornika. Dopasowane zostało do wszystkich stosowanych obecnie słupków pomiarowych.

W rezultacie przeprowadzonych prac zaprojektowano urządzenie, które po uzyskaniu pozytywnej opinii Urzędu Dozoru Technicznego będzie mogło być wykorzystywane do usprawnienia systemów ochrony katodowej podziemnych zbiorników gazu LPG i zbiorników paliwowych, między innymi na stacjach paliwowych. Z dokonanego przeglądu tego typu instalacji w Polsce wynika, że ponad połowa z nich nie spełnia swojego zadania w wystarczającym stopniu.

Koniecznie w tym miejscu należy przypomnieć, że w przypadku zbiorników na gaz, paliwa, odpady czy inne niebezpieczne dla środowiska substancje, wycieki z tych obiektów oznaczają bezpośrednie skażenie środowiska i często zagrożenie życia ludzkiego. Dlatego też stosowania skutecznej ochrony przeciwkorozyjnej tych obiektów jest niezbędne. Jedyna skuteczną i powszechnie w krajach wysoce rozwiniętych techniką zabezpieczenia przed tym zjawiskiem jest stosowanie metod elektrochemicznych z udziałem prądu stałego. W odniesieniu do konstrukcji podziemnych powszechnie stosuje się ochronę katodową. Ponieważ skutków działania ochronnego nie widać na powierzchniach, które stale znajdują się pod ziemią, a uzyskanie pożądanego efektu ochronnego z instalacji ochrony katodowej wymaga zastosowania odpowiedniego prądu elektrycznego, dlatego wartość tę określa się na podstawie odpowiednich pomiarów elektrycznych z powierzchni ziemi. W rezultacie - prawidłowe wykonanie pomiarów na obiektach podziemnych i odpowiednia interpretacja wyników decyduje o skuteczności tego zabezpieczenia przeciwkorozyjnego.

Pomiary skuteczności ochrony katodowej zazwyczaj przeprowadzane są ręcznie i ich wynik w znacznym stopniu zależy od wiedzy, doświadczenia i zręczności osoby wykonującej pomiar. Różnice w ocenie skuteczności zabezpieczenia przeciwkorozyjnego mogą być znaczne, jeśli dokonuje się ich w zaledwie milisekundowych odstępach. Te bardzo duże rozbieżności w samym pomiarze potencjału metalu podczas ochrony katodowej, wskazują na konieczność ujednolicenia i zautomatyzowania tego procesu.

Zbudowany prototyp systemu pomiarowego do oceny skuteczności działania instalacji ochrony katodowej zbiorników podziemnych w badaniach potwierdził możliwość wykonywania automatycznych pomiarów z dużą dokładnością i powtarzalnością. Zastosowane dodatkowe rozwiązania nowatorskie w tym systemie, jak zintegrowany odbiornik sygnału GPS oraz drukarka termiczna, pozwalają nie tylko na wysoką precyzję pomiaru niezależnie od umiejętności operatora, ale także zapewniają pełną dokumentacje wykonania tych czynności (wydruk z wynikami, miejscem i czasem pomiaru). Jest to bardzo ważny czynnik, ponieważ dotychczasowe niezadawalające rezultaty ze stosowania w Polsce ochrony katodowej zbiorników w dużej mierze powodowane były przez niewyszkolony, a nierzadko także i nieuczciwy personel obsługujący instalacje ochrony katodowej.

Nie ulega najmniejszej wątpliwości, że dzięki zastosowanemu rozwiązaniu w zdecydowanym stopniu wzrośnie skuteczność ochrony katodowej zbiorników podziemnych. Tego typu rozwiązania na rynku obecnie nie ma – opracowany system (urządzenie) jest całkowitą nowością. Urządzenie zgłoszone zostało jako wynalazek w UPRP, zarejestrowany został także wzór przemysłowy płyty czołowej tego urządzenia. Wyniki badań zostały zaprezentowane na konferencjach naukowych i opublikowane w prasie specjalistycznej.

Efekty ekonomiczne z tytułu zastosowania nowego rozwiązania technicznego do określania skuteczności działania ochrony katodowej zbiorników, zwłaszcza tych małych przydomowych, zaopatrzonych w niewielkie instalacje ochrony katodowej z anodami galwanicznymi, powstaną przede wszystkim u użytkownika. Jest to cecha wszystkich rozwiązań technicznych, których celem jest poprawienie walorów użytkowych przedmiotów u odbiorców. Wynikają one z tego, że zasadniczy zysk ze stosowania tego rodzaju rozwiązań technicznych wynika ze wydłużenia żywotności i przydatności technicznej – w tym przypadku podziemnych zbiorników stalowych na gaz LPG i paliwa płynne. Założenia techniczne przyjęte na etapie opracowywania wniosku zostały w całym zakresie osiągnięte. Prototyp urządzenia przeszedł badania w Centralnym Laboratorium Dozoru technicznego i uzyskał bardzo pozytywną opinię. Sam UDT zgłosił chęć użytkowania tego systemu do własnych celów (29 oddziałów terenowych), zainteresowanie wykazuje także Wojskowy Urząd Techniczny, a także firmy zajmujące się sprzedażą i dzierżawą zbiorników na gaz LPG.

Zadanie B. Urządzenie do eliminacji szkodliwego oddziaływania prądów błądzących na podziemne konstrukcje metalowe – drenaż elektryczny

Przedmiotem tego zadania jest opracowanie urządzenia do eliminowania szkodliwego oddziaływania prądów błądzących na podziemne konstrukcje metalowe. W nazwie tego zadania nie ujęto jego zasadniczej cechy, ponieważ podczas tworzenia wniosku ostateczna koncepcja tworzonego nowego urządzenia nie została sprecyzowana. Drenaże elektryczne służą do ochrony metalowych konstrukcji podziemnych przed korozją wywoływaną przez prądy błądzące upływające do ziemi z obwodów powrotnych trakcji elektrycznych prądu stałego. Powszechnie traktuje się jako jedną z technik ochrony katodowej. Celem opracowania było stworzenie takiego urządzenia drenującego szkodliwe prądy błądzące, które w sposób automatyczny wykonywałoby wszystkie niezbędne pomiary charakteru i natężenia prądów błądzących i samodzielnie dobierało optymalną regulację parametrów pracy drenażu elektrycznego i to w sposób zgodny z normą europejską PN-EN 15062. Stąd też podczas realizacji pracy urządzenie otrzymało nazwę „drenaż inteligentny”.

Badania przemysłowe rozpoczęto od analiza dostępnej wiedzy teoretycznej dotyczącej rozpływu prądów błądzących w ziemi, przeanalizowano literaturę naukową i techniczną w celu ustalenia optymalnego kie­runku dalszych badań. Dokonano także szerokiej analizy technik automatycznego sterowania procesami o charakterze losowym. Przeanalizowano szereg algorytmów automatycznej regulacji i wytypowano w drodze symulacji komputerowej najbardziej przydatne do pracy w drenażu elektrycznym.

Badania prądów błądzących odbywa się wyłącznie w warunkach terenowych na rzeczywistych obiektach. Ocenę dynamiki zmian potencjału i sposobu regulacji drenażu polaryzowanego w obecności prądów błądzących upływających z miejskich sieci tramwajowych przeprowadzono głównie na terenie miasta Gdańska. Wykorzystano w tym celu wieloletnią wcześniejszą współpracę z Gdańskim Przedsiębiorstwem Energetyki Cieplnej (sieci ciepłownicze) oraz Polską Spółką Gazownictwa Oddział Gdański (gazociągi), dzięki której udostępnione zostały eksploatowane przez te firmy rurociągi do badań przemysłowych.

Z uwagi na różny rozpływ prądów błądzących w zależności od lokalizacji miejsca pomiarowego względem podstacji zasilającej trakcje, pomiary wykonywane były w różnych miejscach na terenie miasta. Zebrane wyniki posłużyły zarówno do oceny właściwości badanych sygnałów elektrycznych generowanych przez prądy błądzące, jak również opracowania metodyki obliczeniowej głównych parametrów charakteryzujących te prądy

Prądy błądzące są nieodłącznym elementem towarzyszącym trakcjom elektrycznym, jeśli jeden z przewodów zasilających elektrowozy podłączony jest do szyn jezdnych. Nie są one idealnie odizolowane od ziemi i dlatego część z tych prądów powracających do podstacji zasilającej przepływa ziemią. Jeśli w rejonie przepływu prądów błądzących znajdą się metalowe konstrukcje podziemne, głównie rurociągi i pancerze kabli,  to z racji ich konkurencyjnej rezystancji (znacznie mniejszego oporu elektrycznego) prądy błądzące popłyną tym właśnie przewodnikiem metalowym, a nie ziemią. W miejscu, w którym prądy błądzące wypływają z konstrukcji podziemnych do ziemi zachodzi silna korozja, wielokrotnie przewyższająca szybkość korozji w warunkach naturalnych. W tych miejscach też dochodzi do większości awarii wszelkich podziemnych metalowych magistrali rurociągowych i pancerzy kabli.

Prądy błądzące zmieniają swoje natężenie, a także czasami i kierunek przepływu, w sposób losowo-zmienny (przypadkowy). Powoduje to trudności z wykonywaniem pomiarów prądów błądzących i ich interpretacji. Badania takich prądów muszą być prowadzone odpowiednio długo, nierzadko przez okres doby i dłużej, celem określenia optymalnej techniki ochrony przed prądami błądzącymi i/lub doboru parametrów pracy urządzeń zabezpieczających, tzw. drenaży elektrycznych.

Jedną z metod aktywnej ochrony przed skutkami oddziaływań prądów błądzących jest stosowanie drenaży elektrycznych. Ich zadaniem jest odprowadzenie określonej ilości energii z konstrukcji podziemnej z powrotem do źródła jej powstawania, tj. torowisk trakcji elektrycznej. Najczęściej wykorzystywany jest tzw. drenaż polaryzowany, w którym odprowadzenie prądów odbywa się poprzez diodę półprzewodnikową oraz odpowiednio dobrany opornik elektryczny. Po wykonaniu długotrwałych pomiarów metodą prób i błędów, dokonuje się doboru wartości tego opornika. Regulacja jest stała w czasie, pomimo znaczących zmian oddziaływania prądów błądzących w cyklu dobowym, przez co skuteczność jej działania ma charakter w dużej mierze przypadkowy, a nie optymalny. Ta oczywista niedogodność, z która przez wiele lat godzili się technicy zajmujący się ochroną przed skutkami prądów błądzących, była powodem podjęciem tego tematu z zamiarem opracowania urządzenia, które problemy te rozwiąże samoistnie, dzięki odpowiedniej regulacji sprzężonej z wykonywanymi stale pomiarami oddziaływania prądów błądzących.

W ramach prac rozwojowych zaprojektowano urządzenie, które ma za zadanie zautomatyzowanie drenażu elektrycznego w taki sposób, aby było zdolne samodzielnie wykonać odpowiednie pomiary, wyznaczyć charakterystykę w danym miejscu oddziaływania prądów błądzących, a następnie wg tej charakterystyki regulować przez cały czas w sposób optymalny wielkością prądu drenowanego.  Urządzenie spełnia niejako dwie funkcje: jedna prowadzi stałe, automatyczne pomiary, a druga je analizuje i na tej podstawie steruje działaniem samego drenażu polaryzacyjnego. Innymi słowy robiąc bieżące, automatyczne pomiary, w sposób bieżący i automatyczny reguluje działanie drenażu.

Założenia techniczne przyjęte na etapie opracowywania wniosku zostały w całym zakresie osią­gnię­te. Konsultacje konstrukcji urządzenia od strony energo-elektronicznej oraz oprogramowa­nia mikrokontrolera przeprowa­dzo­no z firmą ATLAS SOLLICH z Banina. Zbudowany prototyp drenażu inteligentnego na bazie sprawdzonych podzespołów z czeskiej firmy KPTECH wraz z dołączonym mikrokontrolerem przeszedł pomyślnie wszystkie próby i testy w terenie. Urządzenie podłączone zarówno do ochrony ciepłociągu (niska rezystancja przejścia do ziemi) jak i do gazociągu (wysoka rezystancja przejścia do ziemi) całkowicie zdało egzamin podejmując wkrótce po podłączeniu optymalną regulację drenażu zapewniając zgodnie z wymaganiami średnio-dobową regulację prądu drenowanego.

Prototyp urządzenia przeszedł pozytywne badania w Centralnym Laboratorium Dozoru Techniczne­go w Poznaniu.

Z dokonanej analizy źródeł literaturowych wynika, że takiego urządzenia na rynku (światowym) jeszcze nie ma – dokonano zgłoszenie wynalazku w UPRP i zarejestrowano wzór przemysłowy na obudowę tego drenażu. Wyniki badań przemysłowych oraz rezultaty prac rozwojowych związane z drenażem inteligentnym zostały zaprezentowane na kilku konferencjach naukowych i opublikowane w prasie specjalistycznej.

Zadanie C.  Automatyczne urządzenie systemu ochrony przed korozją i elektro-erozją w układzie śruba-wał napędowy statku – kompensator

Urządzenie do usprawnienia ochrony przed korozją śruby okrętowej i eliminowania elektro-erozji wału napędowego jest usprawnieniem zarówno systemu ochrony katodowej znajdującej się w wodzie morskiej śruby napędowej statku, jak również zabezpieczeniem przed uszkodzeniami elementów ślizgowych wału wewnątrz kadłuba okrętowego. Obracający się wał napędowy statku wytwarza w łożyskach film środka smarującego, przez co traci kontakt elektryczny z łożyskiem i kadłubem statku. W ten sposób śruba napędowa statku traci również kontakt elektryczny z kadłubem i tym samym działanie ochrony katodowej tego elementu, realizowane za pomocą anod umieszczonych na kadłubie statku w części rufowej kadłuba, zostaje zniweczone – do śruby nie dopływa prąd ochrony katodowej i śruba narażona jest na szkodliwe i w tym miejscu bardzo intensywne (natlenienie) procesy korozyjne. Jednocześnie wytwarza się różnica potencjałów pomiędzy wałem a kadłubem i dochodzi do wyładowań iskrowych w cienkim filmie smarującym łożyska wału. Efektem jest niszcząca gładź łożyska elektro-erozja.

Opisane zjawisko jest dobrze znane w technice okrętowej i w sposób już tradycyjny eliminowane za pomocą odpowiedniego zwieracza wału – elementu składającego się ze szczotek ślizgowych oraz zamontowanej na wale bieżni ślizgowej. Z uwagi na występującą rezystancję na elementach ślizgowych opisane wyżej szkodliwe efekty (brak ochrony katodowej śruby oraz elektro-erozja łożysk wału) są hamowane, ale nie w sposób całkowity. Poprawę skuteczności osiąga się poprzez zastosowanie odpowiednich szczotek ślizgowych, zwykle z drogich materiałów.

Istotą nowatorskiego pomysłu, który był podstawą wniosku, jest możliwość wyeliminowania opisanych wyżej niedogodności stosowania zwieracza wału za pomocą energoelektroniczne­go urządzenia – kompensatora, który mierząc spadek napięcia pomiędzy wałem a kadłubem statku eliminuje tę różnicę poprzez przyłożenie odpowiedniego napięcia kompensującego pomiędzy wałem a kadłubem statku. W rezultacie rezystancja tego połączenia elektrycznego ma pozorną rezystancję równą zeru, co pozwala na zwiększenie prądu ochrony katodowej śruby napędowej statku oraz całkowicie eliminuje wyładowania iskrowe w łożyskach.

W celu przeprowadzenia badań przemysłowych, oprócz przestudiowania zagadnienia w literaturze zarówno korozyjnej jak i okrętowej, niezbędne było zbudowanie modelu, którzy w sposób rzeczywisty odtwarzałby pracę wału okrętowego. Jednocześnie konieczne było podjęcie prac rozwojowych i konstrukcyjnych związanych z potrzebą badania również na tym modelu prototypu kompensatora. Konsultacje przy realizacji tego zadania przeprowadzono z firmą  AW Energoelektronik z Gdyni.

Przeprowadzone na modelu badania kompensatora w całej rozciągłości potwierdziły przyjęte założenia podczas przygotowywania wniosku – uzyskano oczekiwany efekt. Wykonanie podobnych pomiarów bezpośrednio na statku w ramach niniejszej pracy nie było planowane.

Sama koncepcja, konstrukcja kompensatora i sposób jego wykorzystania uzyskały pozytywną opinię Polskiego Rejestru Statków, jednostki certyfikującej wyroby dla przemysłu okrętowego. Układ kompensacji prądu pomiędzy wałem a kadłubem statku w celu usprawnienia ochrony katodowej zgłoszony został w formie wynalazku w UPRP, zaś sam zwieracz wału – jako wzór przemysłowy. Omówione rozwiązanie techniczne było przedmiotem prezentacji w Centrum Techniki Morskiej w Gdyni.

Wszystkie wymienione wyżej urządzenia są przygotowane do produkcji od IV kw. 2014 r. Osoby zainteresowane zakupem nowoopracowanych urządzeń proszone są o bezpośredni kontakt z firmą.