اندازه گیری پتانسیل حفاظتی سازه ۲

مبنای روش قطع لحظه ای این است که با قطع همزمان کلیه منابع جریان منابع خطا که به صورت IR در مسیر اندازه گیری موثر بوده اند حذف می شوند .در صورتی که زمان قطع جریان طولانی تر بشود سیستم حفاظت خود را از دست داده و به اصطلاح دپلاریزه میشود . برای همنین در این روش از تایمر ( همرمان شده با دیگر منابع جریان ) استفاده می شود که در آن یک دوره کوتاه سیستم خاموش و یک دوره طولانی تر روشن است و این اتفاق به صورت سیکلی تا پایان اندازه گیری تکرار میشود . متداول است که دوره قطع و وصل منابع جریان بایکدیگر تناسب داشته باشند . معمولا توصیه شده دوره زمان وصل حداقل چهار برابر زمان قطع باشد و همچنینمعمولا زمان برای ۳ ثانیه قطع برای پیدا کردن پتانسیل صحیح کفایت میکند . باید توجه داشت هر چه زمان قطع طولانی تر باشد و یا زمان وصل کوتاه تر باشد با تکرار سیکل های اندازه گیری توسط تایمر سیستم به طرف دپلاریزه شدن پیش رفته و خطا در اندازه گیری خواهیم داشت . موارد فوق مانند زمان کمتر از ۳ ثانیه قطع و حداقل چهار برابر بودن زمان وصل نسبت به زمان قطع موارد توصیه ای هستند و با تجربه و تکرار میتوان مقدار مناسب آنرا بدست آورد . اندازه گیری پتانسیل به ما نشان خواهد داد که میتوان زمان قطع را کمتر کرد و در صورت کم شدن پتانسیل بعد از چند سیکل مشخص میشود که نسبت زمان وصل کم است و می بایست مثلا ۵ تا ۱۰ برابر زمان قطع زمان وصل باشد .

در صورتی که نیاز است برای یک زمان طولانی چند ساعته سیستم در حالت سوئیچ قطع / وصل قرار گیرد بهتر است دوره زمان وصل به منظور احتیاط بیشتر در نظر گرفته شود . یک زمان پیشنهادی ۳ ثانیه قطع و ۱۵ ثانیه وصل است .

تجارب متعدد نشان داده است که به محض قطع جریان های حفاظتی ممکن است یک نوسان سوزنی بوجودآید که میبایست برای اندازه گیری صحیح آنرا به عنوان خطای محتمل در نظر گرفت . استاندارد های زمان حداکثری متداول طول این نوسان را کمتر از ۰٫۵ ثانیه میدانند . به هر صورت به علت وجود احتمال این نوسان میبایست برای اندازه گیری صحیح تمهیدات لازم اندیشید .

یک سئوال مهم در این روش این است که چه لحظه ای پس از قطع پتانسیل صحیح قرائت میشود؟ با توجه به شرایط هر سیستم زمان مناسب میتواند متغییر باشد و استاندارد ها نیز بازه های تقریبی بیان میکنند . به عنوان مثال استاندارد NACE TM 0497 نسخه ۲۰۱۲ زمان مناسب پیشنهادی کمتر از سه ثانیه است .این بازه بسیار وسیع بوده و انواع سازه ها و شرایط را در نظر میگیرد. برای سازه های از جنس سرب و یا سازه های بدون پوشش این زمان در حدود چند میلی ثانیه خواهد بود . استاندارد EN13509 نسخه ۲۰۰۳ زمان مناسب با فرض شرایط نرمال و بدون تداخل را یک ثانیه میداند. بهترین زمان قرائت پتانسیل صحیح قطع با استفاده از ثبت کننده های سریع بدست می آید .با استفاده از این دستگاه ها بعد از قطع جریان و افت سریع پتانسیل یک پله و یا یک شکست مشاهده میشود . البته در صورتی که نوسان سوزنی داشته باشد آنرا نیز می بایست در نظر گرفت و نقاط بالا پایین نوسانی را ملاک قضاوت قرار نداد . محل پله یا شکست در مسیر افت پتانسیل همان پتانسیل قطع لحظه ای (IOP) و یا اصطلاحا پتانسیل Off و یا پتانسیل پلاریزه مورد نظر است  .

در حال حاضر بسیاری  از تکنسین ها و بهره برداران از مولتی متر برای اندازه گیری استفاده مینمایند . در صورت استفاده از مولتی متر می بایست به یاد داشت برای کاهش خطا در اندازه گیری بهتر است مقاومت ورودی اندازه گیری ۱۰ مگا اهم و بیشتر باشد و نکته دیگر که در این نوع اندازه گیری اثر گذار است سرعت نمونه برداری و نمایش داده هاست . مولتی متر های سریع معمولا توانایی نمایش ۵ داده  در ثانیه را دارند. به همین دلیل بعد از قطع لحظه ای به علت افت سریع پتانسیل قادر به نمایش داده واضح و ثابت نیستند و در صورت وجود نوسان شدید به علت پایدار نشدن داده ها عدد مشخصی نمایش داده نمیشود و اولین داده نمایش داده شده به نظر بسیاری از متخصصین عدد مورد نظر است. نکته ای که نمیبایست از یاد برد تغییر پتانسیل بعد از ظاهر شدن پله یا شکست پتانسیل قرائت شده است که خود آن نیز در چند ثانیه ی ابتدایی معمولا سریع است و به همین دلیل اولین عدد نمایش داده شده اولین نقطه مکث پتانسیل می تواند باشد . برخی نیز زمان یک ثانیه بعد از قطع را ملاک میدانند . شکل زیر نمونه ای از مثال واقعی اندازه گیری پتانسیل است که دیتا لاگر عدد پتانسیل پلاریزه ۱۰۹۶ – میلی ولت را نشان میدهد در صورتی که اندازه گیری با یک مولتی متر خوب و با مقاومت داخل ۱۰ مگا اهم و سرعت نمونه برداری خوب ۹۷۳- میلی ولت را نشان داده است . نمودار بدست آمده نشان میدهد که عرض پله پتانسیل حدود ۴۰۰ میلی ثانیه و انتظار میرود مولتی متر هم قادر به نمایش آن با شد اما عدد خوانده شده ۹۷۳- میلی ولت بوده نه ۱۰۹۶- میلی ولت.

نکته قابل توجه برای اندازه گیری آن هم اندازه گیری قطع لحظه ای توجه به امکان تداخل و دیپلارایزر هاست . وجود گرادیان پتانسیل چه متاثر از سازه های غریبه بزرگ و چه بستر های آندی غریبه و یا گرادیان خود بستر نزدیک میتواند منجر به بروز خطا شده و میبایست دراندازه گیری ها آنرا مورد استفاده قرار داد و در صورت امکان حذف نمود . دیپلارایزر ها عواملی هستند که میتوانند موجب سختی در تشکیل پلاریزاسیون در سطح فلز مورد نظر و یا تخریب آن باشد . برای لوله ها در دریا حرکت سیال خود یک دیپلارایزر است. در خاک که سیال حرکت ندارد دما یک عامل بزرگ است . دما هم منحجر به افزایش جریان مورد نیاز برای رسیدن به حفاظت می شود وهم دیپلاریزه شدن سازه را تسریع میکند و به این دلیل پله یا شکست پتانسیل را ناچیز و در برخی موارد غیر قابل اندازه گیری میکنند .پوشش ضعیف هم میزان جریان مورد نیاز را برای رسیدن به حد حفاظت افزایش میدهد و هم موجب تسریع در  دپلاریزه شدن سازه میشوند که در این حالت نیز پیدا کردن پله پتانسیل سخت خواهد شد . در خصوص خطوط لوله اگر محل قرار گیری هافسل مناسب و نزدیک ترین نقطه با لحاظ کردن نکاتی در بالا گفته شده است باشد پتانسیل وصل نیز میتواند ایده ای از میزان حفاظت بدهد و انتخاب روش یکسان صحیح اندازه گیری برای اپراتور های مختلف میتواند به تکرار پذیری اعداد قرائت شده کمک کند .بدین معنی بعد از مشخص شدن پتانسیل واقعی قطع ومیزان معادل وصل از پتانسیل وصل به جای قطع استفاده نمود . در صورتی که جای هافسل تغییر کند همانند شکل زیر انتظار میرود که پتانسیل وصل متاثر از افت IR اعداد دیگری نشان دهد . به عنوان مثال اگر پتانسیل وصل ۱۵۰۰- میلی ولت (نسبت به CSE ) و قطع ۹۰۰- قرائت شد تکرار قرائت ۱۵۰۰- بدون تغییر عمده محیطی دیگر نیاز به قرائت پتانسیل قطع (در زمان های کوتاه)نیست.

در زمان اندازه گیری پتانسیل قطع حتی در زمانی که جریان حفاظتی قظع است در مدار اندازه گیری یک جریان ناچیز حرکت میکند . در شکل شماتیک زیر مدار اندازه گیری آورده شده است . تحلیل این مدار معادل منابع خطای دیگری را نمایان میکند .

منبع : کتاب حفاظت کاتدی :اندازه گیری و معیار

نویسندگان:مهدی عطارچی و حمید رضا اطلاعی

انتشارات : هامش