SPZP CORRPOL

ZAKRES NASZYCH USLUGNASZA PRODUKCJAINFORMACJE O FIRMIE

ZESPÓŁ SPECJALISTÓW


POLSKA NORMA PN-EN 12954:2004




W dniu 15 sierpnia 2002 r. ustanowiona została nowa Polska Norma:

PN-EN 12954:2002(U)   PN-EN 12954:2004
Ochrona katodowa konstrukcji metalowych w gruntach lub w wodach
- Zasady ogólne i zastosowania dotyczące rurociągów
.
Przetłumaczona na język polski - PN-EN 12954:2004

Zastępuje ona dotychczasowe normy: PN-91/E-05030.00 i PN-91/E-05030.01

Nowe elementy, nowe spojrzenie, nowe wymagania

Norma ma charakter ogólny, ale ukierunkowana jest głównie na wymagania związane z rurociągami podziemnymi i podwodnymi.
Norma opisuje ogólne zasady realizacji systemów ochrony przed korozją zakopanych lub zanurzonych w wodzie konstrukcji metalowych - zarówno w obecności, jak i bez obcych źródeł elektrycznych. Norma podaje warunki, które należy spełniać, i parametry, które należy utrzymywać, żeby osiągnąć ochronę katodową, a także zasady i procedury, które należy przestrzegać przy projektowaniu, instalowaniu, uruchamianiu i konserwacji systemów ochronnych.

Norma zawiera następujące rozdziały:

-  Symbole, terminy i definicje
-  Zasady i kryteria ochrony katodowej
-  Warunki stosowania ochrony katodowej
-  Podstawowe dane do projektowania
-  Wymagania przy projektowaniu
-  Instalowanie systemów ochrony katodowej
-  Uruchamianie systemu
-  Przeglądy i konserwacje

Pomiar potencjału
Norma porządkuje jedną z najważniejszych kwestii związanych z ochroną katodową - symbolikę i nazewnictwo związane z potencjałem. Potencjał został zdefiniowany poprzez opis zasady jego pomiaru. Nie jest to nowością, ale są konsekwencje jakie narzuca taka definicja. Należy odczytać ją tak: potencjał konstrukcji, liczbowo równy jest sile elektromotorycznej ogniwa zbudowanego z tej konstrukcji i z elektrody odniesienia. Jest oczywiste, że w ogniwie obie te elektrody muszą stykać się z tym samym środowiskiem elektrolitycznym (ziemią, wodą), przy czym elektroda odniesienia powinna być umieszczona blisko elektrody (konstrukcji), której potencjał jest mierzony.
Jakie są tego konsekwencje?

     1. Wartość potencjału musi się odnosić zawsze do elektrody odniesienia, względem której pomiar został dokonany. W normie przyjęto odpowiednią symbolikę, która ułatwia ten zapis. Jeśli w całym opisie (dokumentacji) używa się wartości potencjału względem jednej elektrody odniesienia, możliwe jest uproszczenie - jednokrotne, ale jednoznaczne odwołanie się do użytej/stosowanej elektrody odniesienia.

      2. Wartość potencjału powinna odnosić się do obiektu, a nie punktu w ziemi, zatem prawidłowe jest określenie "potencjał rurociągu względem elektrody odniesienia" a nie "względem ziemi".

     3. Również konsekwentnie - spadek napięcia IR traktowany jest jako błąd pomiaru potencjału i określony jednoznacznie jako napięcie wywołane dowolnym prądem w określonym miejscu w czasie pomiaru pomiędzy elektrodą odniesienia a metalem konstrukcji.

Z podobną konsekwencją wprowadzono także symbol potencjału "E". Można to zinterpretować następująco: do wszystkich mierzonych wartości potencjału (w rzeczywistości - napięć prądu stałego), gdzie jedną z elektrod jest elektroda odniesienia, stosuje się symbol potencjału "E" z odpowiednim indeksem, określającym rodzaj elektrody odniesienia lub sposób wykonania pomiaru. Przy innych pomiarach napięć (różnic potencjałów - pomiędzy dwiema konstrukcjami lub dwiema elektrodami odniesienia) powinno się zatem używać symbolu "U". To rozróżnienie nie jest chyba przypadkowe i stosowane jest w literaturze specjalistycznej od szeregu lat. Symbol "E" wyróżnia te wartości, dla których przy ich interpretacji ważniejszy jest ich sens lub charakter elektrochemiczny.

Kryterium ochrony
Norma wprowadza zasadniczo inne pojęcie kryterium ochrony katodowej. Co prawda kryterium to nadal odnosi się do potencjału konstrukcji chronionej i liczbowo odpowiada przyjętym powszechnie kanonom technologii ochrony katodowej, to jednak jego definicja jest z gruntu inna. Otóż wg normy jako potencjał ochronny uważa się taki, przy którym szybkość korozji jest mniejsza niż 0,01 mm na rok. Jednocześnie stwierdza się, że "taka szybkość korozji jest dostatecznie mała, żeby nie dochodziło do uszkodzeń korozyjnych". Odczytując więc zawarte w takiej definicji intencje można przyjąć, że jedynie brak możliwości bezpośredniego pomiaru szybkości korozji skłania do posługiwania się jeszcze kryterium potencjałowym.
Oczywiście występuje związek pomiędzy szybkością korozji a potencjałem korodującego metalu, jednakże w zdecydowany sposób zależy on od rodzaju środowiska oraz samego metalu, w tym takich elementów jak stan i rodzaj rozwinięcia jego powierzchni. Ten związek jest raczej jakościowy niż ilościowy. W normie podejście do tej kwestii zawarte jest w zdaniach: "Szybkość korozji metalu w glebie lub wodzie jest funkcją potencjału, E, tego materiału w otaczającym środowisku. Ogólnie biorąc, szybkość korozji maleje przy przesunięciu potencjału w kierunku bardziej ujemnym. To ujemne przesunięcie potencjału uzyskuje się przez przepływający prąd stały z anod, poprzez glebę lub wodę, do powierzchni metalu chronionej konstrukcji. W przypadku konstrukcji z powłokami prąd płynie głównie do powierzchni metalu w miejscach defektów lub w porach tej powłoki." Można się zatem domyślić, że autorzy normy założyli, na podstawie wieloletniego doświadczenia, iż przy stosowanych od lat kryteriach ochrony katodowej, szybkość procesów korozyjnych jest mniejsza od przyjętej w normie wartości. Jest ono słuszne przy korozji równomiernej.
Jakie są konsekwencje takiego podejścia?
Po pierwsze uznanie, że istnieje technicznie uzasadniona granica dopuszczalnej szybkości korozji, poniżej której uzyskuje się zadawalający efekt ochrony przed korozją. To podejście widoczne jest także w innych normach europejskich z zakresu ochrony przeciwkorozyjnej. Pozwala ono na bardziej ekonomiczne stosowanie środków ochrony przeciwkorozyjnej.
Kolejną konsekwencją, którą łatwo przewidzieć, będzie bez wątpienia wzrost zainteresowania technikami pomiarowymi, które umożliwiają bezpośrednie określenie szybkości korozji konstrukcji polaryzowanych katodowo. Już dzisiaj stosowane są z dużym powodzeniem różnego rodzaju czujniki korozymetryczne pozwalające na pośrednie lub bezpośrednie badanie na ich powierzchni kinetyki procesów korozyjnych. Także elektrody symulujące, sondy korozyjne czy kupony mogą być wykorzystywane do tego celu. Wobec szeregu trudności, ciągle występujących pomimo blisko 100 lat doświadczeń, z samym pomiarem oraz interpretacją wyników pomiaru potencjału konstrukcji w warunkach polaryzacji katodowej czy w obecności prądów błądzących, należy prognozować rozwój tego kierunku, również z tego powodu, że nie wymagać będzie tak specjalistycznej wiedzy od personelu obsługi ochrony katodowej, jak jest to obecnie. Ponadto wynik pomiaru ubytku masy próbek jest znacznie bardziej przekonywujący i namacalny niż pomiar potencjału, stąd zaufanie do takich rezultatów było i będzie zawsze większe. Należy uznać, że zawarty zapis w normie w sprawie kryterium jakby sankcjonował takie podejście.
Podane w normie kryteria potencjałowe uwzględniają nie tylko rodzaj metalu, ale w odniesieniu do zwykłej stali także rezystywność środowiska, temperaturę oraz dostęp tlenu. W konsekwencji zakres potencjałów ochronnych dla stali w ziemi zawarty jest w przedziale od -0,65 do -0,95 V względem elektrody siarczano-miedziowej (oczywiście są to wartości bez spadku napięcia IR), a wybór konkretnej wartości musi być poprzedzony odpowiednim rozeznaniem sytuacji terenowej i warunków eksploatacji konstrukcji.
W odniesieniu do poprzednich wymagań szeroko uwzględniono w normie problematykę ochrony katodowej stali stopowych.
Norma zwraca uwagę na ewentualność wystąpienia szkodliwych efektów oddziaływania ochrony katodowej (przy nadmiernej polaryzacji katodowej) na powierzchni chronionego obiektu. Zwraca się uwagę na możliwość pęcherzenia cienkich powłok, odwarstwienia i wydzielanie wodoru. Dla stali węglowych z tych powodów nie zaleca się większej polaryzacji niż do -1,1 V względem elektrody siarczano-miedziowej.

Norma zwraca uwagę na szkodliwe oddziaływanie prądu przemiennego na konstrukcje chronione katodowo formułując to w następujący sposób: "W przypadku długotrwałego oddziaływania prądu przemiennego na konstrukcje metalowe należy wziąć pod uwagę możliwość korozji wywołanej prądem przemiennym". W ślad za tym stwierdzeniem nie idą żadne wymagania. Jedynie w informacyjnym załączniku do normy zawarte są wskazówki: "Prawdopodobieństwo korozji można zaniedbać, jeżeli gęstość prądu na 1 cm2 odsłoniętej powierzchni (np. sondy pomiarowej potencjału z próbką) jest niższa niż 30 A/m2, a potencjał konstrukcji spełnia kryteria ochrony katodowej." oraz "Bardziej narażone na korozję wywołaną przez prąd przemienny mogą być konstrukcje z małą liczbą niewielkich uszkodzeń izolacji." Fakt zwrócenia w normie uwagi na możliwość szkodliwego oddziaływania prądów przemiennych na chronione katodowo obiekty stanowi bez wątpienia nową kwestię w normach dotyczących ochrony katodowej i odzwierciedla obserwowaną w ostatnich latach praktykę techniczną.

Norma obejmuje, niejako pośrednio, szereg kwestii związanych z budową konstrukcji (rurociągu), połączeń z innymi obiektami, urządzeniami elektrycznymi i systemami zabezpieczającymi. Umieszczenie tych wymagań w normie dotyczącej ochrony katodowej zapewne utrudni dostęp do nich projektantom branży budowlanej, ale istnieje szansa ich egzekwowania na etapie uzgodnień.
Jako przykład można podać następujące stwierdzenia:
"Rury ochronne mogą mieć szkodliwy wpływ na ochronę katodową rur przewodowych. W związku z tym, o ile to możliwe, należy unikać stosowania rur ochronnych.",
"Jeżeli przejścia przez ściany, umocowania, podpory i zakotwienia są wykonane z betonu, to nie powinno być żadnego kontaktu metalicznego między stalą zbrojeniową a chronioną konstrukcją.",
"Konstrukcje chronione katodowo mogą być dołączone do systemu ochrony odgromowej lub do konstrukcji połączonej z tym systemem tylko poprzez odpowiednie urządzenie (np. iskiernik ochronny)."

Warto odnotować także nowe elementy w instalacjach ochrony katodowej, np. urządzenie odgraniczające prądu stałego (odgranicznik prądu stałego), które nie były zdefiniowane w dokumentach polskich ani przywoływane w wymaganiach. Urządzenie to przywołane jest jako element zabezpieczający przed nadmiernym napięciem indukującym się na rurociągach eksploatowanych w bezpośrednim sąsiedztwie napowietrznych linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia, a także jako urządzenie separujące przepływ prądu stałego w uziemieniach. Korzyści z zasosowania takiego elementu są ewidentne.

Opracowano na podstawie: W. Sokólski: "Nowe normy europejskie z zakresu ochrony katodowej",
Materiały VII Konferencji Krajowej "Pomiary korozyjne w ochronie elektrochemicznej", Jurata'2002.
Także w:
Ochrona przed Korozją nr 8/2003
III Krajowa Konferencja Techniczna: "Zarządzanie Ryzykiem w Eksploatacji Rurociągów", Płock 2000


W związku z wprowadzeniem w Polsce metodą uznaniową nowej normy,
która zastępuje dotychczasowe normy z zakresu ochrony katodowej,
Specjalistyczne Przedsiębiorstwo Zabezpieczeń Przeciwkorozyjnych CORRPOL,
wychodząc naprzeciw potrzebom wynikającym z wymagań ww. normy,
uprzejmie informuje, że w programie produkcji i usług firmy znajdują się:

  1. czujniki szybkości korozji do kontroli skuteczności ochrony katodowej, szczególnie w miejscach, gdzie wyniki wykonywanych pomiarów potencjałów trudne są do interpretacji (podstawowe kryterium ochrony przed korozją wg PN-EN 12954 związane jest z uzyskaniem zahamowania szybkości korozji stali do wartości mniejszej niż 0,01 mm/rok);
    uruchomiony został także dla potrzeb tej techniki 24-godzinny serwis pomiarowy z wykorzystaniem najnowszej aparatury uznanych firm zachodnich,
  2. stalowe elektrody symulujące o powierzchniach 1 i 10 cm2 oraz sondy korozyjne typu EO-110/Cu-S1, EO-110/Cu-S10, EO-110/Cu-2S1 z elektrodą odniesienia siarczano-miedziową do ciągłej pracy w ziemi (gwarancja na 10 lat), z wyeliminowanym efektem dyfuzji jonów miedziowych na zewnątrz i jonów chlorkowych do wnętrza korpusu elektrody (stosowanie elektrod symulujących przewidziane jest w PN-EN 12954 do oceny wartości potencjału rurociągu bez spadku napięcia IR),
  3. sondy korozyjne do oceny stopnia oddziaływania napowietrznych linii elektroenergetycznych na gazociągi z elektrodami stalowymi (jedną lub dwiema) o powierzchni 1 cm2 (wg informacji zawartych w PN-EN 12954 zmierzona na stalowej elektrodzie symulującej o powierzchni 1 cm2 gęstość prądu przemiennego nie powinna być większa od 30 A/m2),
  4. system pomiarowy OM-1 przeznaczony do pomiarów skuteczności ochrony katodowej z wykorzystaniem sond pomiarowych z odłącznikiem pozwalającym na wykonanie pomiarów techniką wyłączeniową bez potrzeby odłączania przewodów pomiarowych w słupku kontrolno-pomiarowym, wykonany w sposób hermetyczny, przystosowany do najtrudniejszych warunków eksploatacji w terenie; obecnie w wersji dedykowanej do słupków pomiarowych typu SKP produkcji CORRPOL, możliwy do adaptacji wg indywidualnych wymagań i potrzeb klienta,
  5. przyrząd pomiarowy MRPS-1 (w opracowaniu), którego zadaniem będzie wyznaczenie parametrów pracy sondy, tj. potencjału elektrody symulującej określonego techniką wyłączeniową oraz pomiar płynącego prądu pomiędzy konstrukcją i elektrodą symulującą za pomocą mikroamperomierza o zerowej impedancji wewnętrznej.

Jesteśmy jedynym krajowym producentem powyższego asortymentu podzespołów ochrony katodowej.

Zachęcamy do skorzystania z naszej oferty.