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 již n 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 když jsou 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 až po 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 až po 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, E on, E off, E IR free, E p atp), 5. zdánlivý m rný odpor p dy (obecn se považuje vyšší vodivost zeminy za korozn agresivn jší. PIM považuje zeminy 10 až 20 Ω.m za st edn korozivní, u nás jsou podle SN 03 8375 tyto zeminy již velmi 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 E IR free, 9. stanovení místa, z n hož je 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 zjiš ovat 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, jejichž konstrukce 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, jimž je 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 níž je 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 : E on, E off, E IR free, E p, E n, E D pokud není uvedeno jinak, rozumíme dosažitelným potenciálem potenciál polariza ní tedy E D 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 cm 2. Pokud bychom zvolili plochu v tší, nap. 30 cm 2, uvedeme údaj o velikosti proudu v ma odpovídající této ploše nap. 1 /30, což zna 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 mž jsme 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 tlouš ka potrubí. Ta v podstat rozhoduje o další užitné hodnot potrubí. Tlouš ku zm íme ultrazvukovým tlouš kom 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 již obnoveného 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 nimž došlo. 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