Kathodische bescherming en inspectietechnieken DCVG en CIPS

Transcriptie

1 Kathodische bescherming en inspectietechnieken DCVG en CIPS Hoe zonder te graven coatingsdefecten in bekleding van een stalen leiding worden gevonden. Marcel Juinen 2015

2 Inhoud Introductie Principe Noodzaak Onderhoud Onderzoeksmethoden

3 Introductie Wie is Marcel Juinen (1966) Is in 1989 gestart bij Merrem & la Porte B.V. als monteur/meettechnicus kathodische bescherming. Heeft zich door de jaren heen opgewerkt d.m.v. praktijkervaring en opleidingen tot Verkoopleider Kathodische Bescherming. Geeft leiding aan een 10-tal KB-ers. Geeft lezingen en verzorgt cursussen o.a. voor Kiwa en Avans+. Is daarnaast gespecialiseerd in o.a. remote monitoring systemen, Pin brazing, CIPS en DCVG.

4 Definitie (EN ISO 8044) Corrosie fysisch-chemische interactie tussen een metaal en zijn omgeving die wijzigingen in de eigenschappen van het metaal tot gevolg heeft en kan leiden tot een aanzienlijke verslechtering van de functie van het metaal, het milieu of het technische systeem waar het deel van uitmaakt. Opmerking: deze interactie is vaak elektrochemisch van aard.

5 Voorwaarden waaronder metalen elektrochemisch corroderen Er moet een zuurstofagens aanwezig zijn. Er moet vocht (elektrolyt) op het oppervlak van het metaal aanwezig zijn.

6 Principe Blank stalen leiding in luchtledige mv mv -500 mv mv Stalen leiding

7 Principe Blank stalen leiding in de grond Maaiveld mv mv -500 mv mv Stalen leiding Rust Potentiaal ca mv

8 Principe Stalen leiding voorzien van Coating in de grond Maaiveld Coating mv mv -500 mv mv Stalen leiding Rust Potentiaal ca mv

9 Principe Stalen leiding voorzien van defecte Coating in de grond Maaiveld Coating mv mv -500 mv mv Rust Potentiaal ca mv

10 Principe RVS Meetpaal Stalen leiding met KB en voorzien van defecte Coating in de grond Maaiveld Coating mv mv -500 mv mv Aan Potentiaal ca mv Magnesium anode mv

11 Noodzaak Introductie Principe Noodzaak Onderhoud Onderzoeksmethoden Normen

12 Noodzaak Bij geen of onvoldoende K.B. neemt de kans op lekkage toe. Economisch - minder onderhoud - langere levensduur De kosten voor K.B. zijn een fractie van de waarde van het te beschermen object (project).

13 Maatregelen tegen elektrochemische corrosie Passieve maatregelen (aanbrengen van beschermende deklaag op staal) Actieve maatregelen Kathodische Bescherming (kunstmatig aanbrengen van potentiaalverschil tussen staal en elektrolyt, zodat er op het staaloppervlak alleen maar sprake kan zijn van stroomintrede)

14 Onderhoud Introductie Principe Noodzaak Onderhoud Onderzoeksmethoden

15 Onderhoud Toepassing van K.B. is alleen betrouwbaar en zinvol, als er periodieke controles op de werking worden uitgevoerd. Door overheidsinstanties als Provinciale Waterstaat en Milieudiensten (bevoegd gezag), alsmede door Waterschappen, wordt periodieke controle dan ook veelal vereist. Investering in K.B.- systeem is zinloos als er geen controlemetingen worden uitgevoerd.

16 Onderhoud Periodieke controlemetingen 1 of 2 keer per jaar, ieder meetpunt Potentiaal Survey iedere 3 a 4 jaar gehele leiding tracé Remote Monitoring 24 uur per dag, 7 dagen per week

17 Onderhoud NEN Kathodische bescherming van metalen constructie in de grond of in het water Algemene principes en toepassing van pijpleidingen Frequentie van functionele controles: Kathodische bescherming met galvanisch systeem (b.v. magnesium) Kathodische bescherming met opgedrukt stroomsysteem (gelijkrichter) Frequentie (minimaal) 1 x per jaar * Iedere 3 maanden * DC en AC drainagekasten Iedere maand * Standaard K.B.-meetpunten 1 x per jaar * of vaker indien nodig door operationele voorwaarden In geval van Remote Monitoring (afstandsbewaking) vervallen deze functionele controles. De effectiviteit van het K.B.- systeem wordt dan continu gecontroleerd (potentiaal- en stroommetingen).

18 Onderzoeksmethoden Introductie Principe Noodzaak Onderhoud Onderzoeksmethoden

19 Onderzoeksmethoden Goede balans tussen coating en Kathodische Bescherming! Goede coating (geen defecten) minder KB (lage stroom) Slechte coating (veel defecten) meer KB (hoge stroom)

20 Onderzoeksmethoden 1200 mv mv Bekleding in goede conditie mv criteria Bekleding in slechte conditie 30 km Maaiveld criteria Leiding

21 Onderzoeksmethoden Een K.B.-systeem functioneert naar behoren als er geen of een beperkt aantal bekledingsfouten aanwezig zijn. Uit ervaring weten we dat er regelmatig kleine en grote bekledingsfouten ontstaan door b.v. graafwerkzaamheden, waarbij de leiding wordt beschadigd (en meestal niet wordt gemeld) of door het verouderen van de bekleding, waardoor er scheuren in de bekleding ontstaan.

22 Onderzoeksmethoden Coating inspectietechnieken afhankelijk van de opdrachtgever worden een van de volgende technieken ingezet - CIPS (Close Interval Potentiaal survey) - DCVG (Direct Current Voltage Gradient) - CIP/Pearson (Close Interval Potential / Pearson) - PCM (db-metingen) - ECDA (External corrosion direct assessment)

23 Onderzoeksmethoden (Close Interval Potentiaal Survey)

24 Onderzoeksmethoden (CIPS) Wat wordt er vastgelegd tijdens een CIP/P-onderzoek: 1. De AAN - en UIT -geschakelde potentiaal van de buisleiding 2. Delta-potentiaal 3. Static-potentiaal De AAN - en UIT -geschakelde potentiaal van de buisleiding

25 Onderzoeksmethoden Voor het opsporen van defecten (spanningstrechter) in de bekleding zijn er verschillende meettechnieken. Iedere techniek heeft zijn eigen specifieke eigenschappen. Per probleem worden één of meerdere technieken ingezet voor het opsporen van een defect in de bekleding

26 Meten van het potentiaalverloop over de gehele leiding (CIPS) Meten van het on en het off potentiaal over de gehele leiding bij een KB met impulsen. Plaatsen met een hoog beschermingsstroomverbruik kunnen gelokaliseerd worden. Plaatsen met mogelijk onvoldoende off potentialen worden gelokaliseerd.

27 Meten van spanningsval in de bodem De ingaande kathodische beschermingsstroom heeft op plaatsen met een fout een spanningsval tot gevolg. Door de spanningsval te meten kan de fout gelokaliseerd worden. De meting vindt parallel aan of haaks op de buis plaats.

28

29 Onderzoeksmethoden (DCVG)

30 Onderzoeksmethoden (DCVG) Opsporen van coatingbeschadigingen Goede reproduceerbaarheid Meest nauwkeurige beschikbare techniek Exacte plaatsbepaling

31 Onderzoeksmethoden (DCVG) Direct Current Voltage Gradient Het DCVG-leidingonderzoek is de meest nauwkeurige beschikbare techniek om coatingsdefecten en plaatsen met een onvoldoende kathodische bescherming op ondergrondse leidingen vast te stellen en te lokaliseren

32 Onderzoeksmethoden (DCVG) I mv A Bekledingsfout mv A Langs de equipotentiaallijnen wordt er geen spanningsverschil gemeten. De bekledingsfout ligt nu haaks op de lijn tussen de meetpennen. mv B B B Haaks op de equipotentiaallijnen wordt het maximale spanningsverschil gemeten. De bekledingsfout ligt nulangs de lijn tussen de meetpennen. I Equipotentiaallijnen mv A

33 Onderzoeksmethoden (DCVG) Omdat de bekledingsfouten zowel aan de boven- als onderkant van de pijpleiding kunnen zitten, zal er verschil zijn in de vorm van de equipotentiaallijnen. Bekledingsfout bovenin de leiding Hoge dichtheid van equipotentiaallijnen Bekledingsfout onderin de leiding Hoge dichtheid van equipotentiaallijnen Dit geldt ook wanneer er twee of meer fouten vlakbij elkaar zijn gelokaliseerd, of wanneer er sprake is van langwerpige bekledingsfouten. Langwerpige bekledingsfout Langwerpige equipotentiaallijnen Meerdere bekledingsfout en Equipotentiaallijnen overlappen elkaar Bekledingsfout in zijkant van de leiding Equipotentiaallijnen verder verspreid aan de beschadigde zijde van de leiding

34 Onderzoeksmethoden (DCVG) gradatie in coatingsbeschadiging Categorie % Categorie % actie Kleine defecten - hoeven niet gerepareerd te worden. KB draagt zorg voor bescherming. Middelmatige defecten - reparatie nodig op termijn. Categorie % Categorie % Middelmatige/grote defecten zo spoedig mogelijk ontgraven voor inspectie en reparatie. Grote defecten - moeten direct worden ontgraven. Categorieën DCVG defect volgens NACE RP

35 Onderzoeksmethoden (DCVG) Het bepalen van de %IR (foutgrootte)

36 Voorbeeld E/Re = 25mV Onderzoeksmethoden (DCVG) Bekledingsfouten, plaats en grootte Sectie 1, (lengte 1000 m) 70 Foutgrootte (% IR) S1 50% 65% 80% S Relatieve afstand in de sectie (m)

37 - Rapportage Inhoud

38 Voorbeeld rapport Onderzoeksmethoden (DCVG)

39 Onderzoeksmethoden (DCVG)

40 Voorbeeld Voorbeeld, defect onder asfalt fout Ep/Re P/Re % IR ,24

41 Onderzoek van waterkruisingen. Voorbeeld

42 Voorbeeld

43 Voorbeeld

44 Vragen? Merrem & la Porte B.V. Veilingweg KM Zaltbommel Tel.: Fax: mjuinen@merrem.nl