اندازه گیری پتانسیل غلاف لوله

اندازه گیری پتانسیل و جریان با استفاده از کوپن
2022-04-30

برای حفاظت میکانیکی و افزایش ضریب اطمینان در محل عبور جاده و یا معارضات از یک لوله یا غلاف با سایز بالاتر اطراف لوله استفاده میشود. با توجه به قرار گرفتن آنها در شعاع بیرونی لوله غلاف ها نه تنها حفاظت میکانیکی ایجاد میکنند بلکه میتوانند حفاظت الکتریکی در مقابل جریان ها و میدان الکتریکی داشته باشند و مانع از رسیدن جریان از محیط به سطح بیرونی خط لوله داخلی شوند. از سوی دیگر در حفاظت کاتدی به زبان ساده جریان الکتریکی مستقیم (DC)به طرف سازه هدایت می شود و با وجود غلاف در اطراف لوله در محل عبور جاده رسیدن جریان به سطح بیرونی لوله اصلی مختل شده و حفاظت کاتدی آن قطع می شود.

بر اساس جزییات اجرایی لازم است با فاصله انداز از وجود فاصله کافی غلاف و لوله اطمینان پیدا کرد. در برخی موارد مشاهده شده که فضای بین لوله و غلاف با ترکیبات روغنی و یا سیمان پر شده است. در حالت عادی برای خروج بخارات احتمالی و رطوبت در دوسر غلاف لوله تخلیه ای در نظر گرفته می شود .

در صورتی که فضای بین لوله و غلاف صرفا هوا باشد نوع خوردگی اتمسفری خواهد بود و با توجه به قابلیت های متداول پوشش ها انتظار عملکرد طولانی می رود. در بسیاری از حالت ها این اتفاق نمی افتد و آب رطوبت و گل و لای وارد فضای میانی می شود . اگر یک سیستم حفاظت کاتدی مناسب برای خط لوله در سرویس باشد جریان الکتریکی به سمت لوله و غلاف خواهد بود و در صورت پر شدن قسمتی از فضای بین لوله و غلاف با آب (الکترولیت) جریان از جداره داخلی غلاف تخلیه و به سمت لوله هدایت می شود و خوردگی بر روی لوله اتفاق نمی افتد بلکه به صورت موضعی و در زمان طولانی برای جداره غلاف خوردگی اتفاق خواهد افتاد (شکل زیر) . اگر کیفیت پوشش مناسب باشد جریان داخلی بسیار کم بوده و لوله غلاف عمر طراحی را تحمل خواهد کرد . به همین دلیل در یک طرح خوب ملاحظات سختگیرانه بیشتری برای پوشش قسمت لوله در داخل غلاف در نظر گرفته میشود.یک خطای متداول در بسیاری از اجراها اتصال الکتریکی بین غلاف و خطوط لوله است (شکل زیر)

. در این حالت جریان حفاظتی که به غلاف رسیده است از طریق اتصال الکتریکی به جداره لوله برگشته و از آنجا به مدار الکتریکی حفاظت بر میگردد. در این شرایط قسمتی از لوله که در غلاف قرار گرفته است به هیچ وجه جریان حفاظتی دریافت نمی کند و در صورت بروز هر مشکل و یا ورود رطوبت خوردگی کنترل نشده ای برای لوله اصلی اتفاق خواهد افتاد .در هر صورت اتصال خواسته یا نا خواسته غلاف برای لوله مضر است . از یک سو عدم حفاظت آن مقطع از لوله خواهیم داشت و از سوی دیگر صرف جریان حفاظتی زیاد برای غلاف و صدمه به پروفیل پتانسیل کل خط لوله خواهیم داشت . اتصال الکتریکی پیش آمده را به سه روش میتوان تشخیص داد:

۱٫کاهش پروفیل پتانسیل در نزدیکی محل غلاف

  1. کاهش ناگهانی سطح حفاظت کاتدی
  2. نزدیک شدن پتانسیل لوله و غلاف در طی زمانبرای تشخیص اتصال بین غلاف و لوله می توان از چندین روش فیزیکی مانند اندازه گیری خاصیت عایق الکتریکی و یا روش الکتروشیمیایی بر پایه اندازه گیری پتانسیل و حفاظت کاتدی استفاده نمود .روش یک: متداولترین روش الکتروشیمایی این است که با استفاده از یک هافسل در نزدیکی غلاف و لوله پتانسیل هر دو جز نسبت به پتانسیل مرجع قرائت شود (شکل زیر).اندازه گیری مرحله اول ارزیابی پتانسیل دو جز لوله و غلاف است. اگر پتانسیل غلاف و لوله اختلاف فاحشی داشته باشند آنها با یکدیگر اتصال الکتریکی ندارند. به عنوان مثال اگر پتانسیل غلاف ۶۵۰- میلی ولت (نسبت به CSE) و پتانسیل لوله ۱۶۰۰- میلی ولت (نسبت به CSE) باشد یعنی اختلاف پتانسیل ۹۵۰ میلی ولتی نشان دهنده عدم اتصال است . زمانی که این اختلاف پتانسیل ۱۰۰ میلی ولت و یا کمتر است می بایست بررسی بیشتر انجام شود و شاید بتوان اختلاف ۱۰۰ میلی ولت را معیار اتصال و یا عدم اتصال دانست . البته استاندارد اشاره میکند در هر شرایطی ممکن است تجربه مهندسی نشان دهد این معیار ۲۰ یا حتی ۲۰۰ باشد لزوما عدد ۱۰۰ میلی ولت برای تمام شرایط پاسخ گو نیست .روش دوم: یک روش الکتروشیمیایی دیگر قراردادن نزدیکترین ترانسفورمررکتیفایر(که بر پتانسیل حفاظتی موثر است)در حالت قطع /وصل و قرائت پتانسیل است . در این حالت اگر غلاف به لوله اتصال داشته باشد پتانسیل غلاف رفتار مرتبط با لوله خواهد داشت . البته با نفوذ آب و رطوبت به داخل غلاف تغییر پتانسیل مشاهده می شود اما لزوما رفتار یکنواختی مشاهده نخواهد شد و نیاز به تفسیر توسط یک متخصص دارد . منظورم از رفتار یکنواخت در اینجا تغییر پتانسیل در یک جهت (مثبت یا منفی) و با یک نسبت است.

    روش سوم: روش دیگر روش الکتریکی بوده که بر مبنای مقاومت الکتریکی است. در این روش (شکل زیر) مطابق شماتیک زیر بین غلاف و لوله با استفاده از یک منبع جریان مستقیم (به عنوان مثال باتری خودرو) اختلاف پتانسیل ایجاد میشود (در این حالت حداکثر جریان عبوری می بایست به ۱۰ آمپر محدود شود). اختلاف پتانسیل بین لوله هواکش(ونت) که به غلاف متصل است و لوله در دوحالت قبل از برقراری جریان و بعد از آن اندازه گیری میشود(بین کابل تست ۲و۳). با استفاده از قانون اهم مقاومت معادل محاسبه می شود و معیاری برای آن در نظر گرفته میشود که اگر مقاومت از یک عددی کمتر بود اتصال برقرار شده باید برای آن تمهیدی اندیشید.به عنوان مثال اگر در یک سیستم بین غلاف لوله مقدار ۱٫۷ آمپر جریان برقرار شد و اختلاف پتانسیل ( بین کابل تست ۲ و ۳ ) قرائت شده از ۹۰+ به ۱۰۶+ میلی ولت تغییر پیدا کرد به معنی تغییر ۱۶ میلی ولت در پتانسیل متاثر از جریان عبوری است. در این حالت ۰٫۰۱۶ ولت تقسیم بر ۱٫۷ آمپر عدد مقاومت ۰٫۰۰۹۴ اهم بدست می آید.

    اگر چه پیشنهاد استاندارد NACE SP-0200(نسخه ۲۰۱۴ ) برای معیار مقاومت داخلی عدد ۰٫۰۱ اهم است اما تاکید می کند ممکن است تجارب مهندسی و جزییات اجرا به نحوی باشد که این معیار تغییر کند و تعیین کننده صحت معیار تجارب مهندسی موجود برای هر مورد است.

  3. منبع : کتاب حفاظت کاتدی :اندازه گیری و معیارنویسندگان:مهدی عطارچی و حمید رضا اطلاعی

    انتشارات : هامش

دیدگاه ها بسته شده است