اطلاعات مورد نياز جهت طراحي سیستم حفاظت کاتدیک

 بخش هشتم

 7- اطلاعات مورد نياز جهت طراحي

اين اطلاعات به دو دسته عمده تقسيم بندي ميشوند:

- اطلاعات مربوط سايت (منطقه)

- اطلاعات مربوط به سازه

وجود هريك از اطلاعات فوق بي شك براي مهندس طراح لازم و ضروري به نظر ميرسد، لذا لازمست تا با چگونگي بدست آوردن هريك بطور خلاصه آشنا شويم:

1-7-اطلاعات مربوط سايت (منطقه)

ضرورت انجام عمليات بررسي ميداني (Field Survey)  جهت بدست آوردن اطلاعات مربوط به سايت با توجه به استاندارد NACE – RPO169-96 كه قبل از انجام طراحي بايستي از سايت جمع آوري گردد را به 9  مورد تقسيم مينمايد كه در اينجا به يک مورد اصلي اشاره ميگردد:

آزمايش مقاومت الكتريكي خاك (Soil Resistivity Test )

با توجه به استاندارد اشاره شده يكي از اطلاعات ضروري جهت طراحي سيستم حفاظت كاتدي دانستن مقاومت مخصوص خاك به عنوان الكتروليت اصلي مي باشد كه خط لوله در آن قرار دارد. چندين روش جهت اندازه گيري مقاومت مخصوص خاك وجود دارد كه يكي از بهترين و دقيقترين روشها، اندازه گيري به روش چهار ميله اي ونر مي باشد. در اين روش از يك دستگاه ويبروگراند و چهار ميله فولادي استفاده   مي شود. در زير مراحل اندازه گيري مقاومت مخصوص خاك به اين روش تشريح شده است:

1- كوبيدن 4 الكترود در يك امتداد و فواصل مساوي 1، 2 و 3 متري از يكديگر

2- امتداد الكترودها طبق دستورالعمل هاي اجرائي مندرج در كتابCONTORL OF PIPLINE CORROSION  نوشته  PA.W.PEABODYعمود برمسير لوله بوده و نزديكترين الكترود، حداكثر 5 متر دورتر از خط لوله كوبيده مي شود .

3- جهت برقراري اتصال كافي بين الكترودها و خاك حداكثر تا 2 سانتيمتر آنها را درون خاك كوبيده و در نقاط اتصال آب ريخته شود.

4- با توجه به اينكه دستگاه مقدار R را بر حسب W اندازه گيري ميكند جهت محاسبه مقاومت مخصوص خاك ( R بر حسب اهم ـ سانتيمتر) بايد محاسبات لازم انجام شود كه در بخش محاسبات تشريح خواهد شد.

5- در اين روش جريان از طريق الكترودهاي خارجي به زميـن تزريق مي شود و افت ولتاژ بين دو الكتـرود مياني اندازه گيري شده و حاصل تقسيم اين افت ولتاژ بر جريان تزريق شده بطور مستقيم برحسب اهم در روي دستگاه نشان داده خواهد شد.

6- جريان تزريق شده به الكترودهاي بيروني كه توسط دستگاه ارت سنج وارد مي شود بايد متناوب باشد. ( نام ديگر اين دستگاه ويبروگراند است و وجه تسميه آن تزريق ولتاژ متناوب به زمين است ). تا اثر پلاريزاسيون لوله و خاك و نيز پتانسيل گالوانيك الكترودهاي فولادي كوبيده شده تأثيري روي اندازه گيري مقاومت نداشته باشد.

7- پس از كوبيدن الكترودها و اتصال سيمها مطابق با راهنماي دستگاه، ‌محدوده هاي دستگاه را تغيير داده و  هر لحظه شاسي روي دستگاه را فشارمي دهيم. اگر عقربه صفحه مدرج روي صفر نباشد و از صفر فاصله داشته باشد دوباره محدوده ها را تغيير مي دهيم و اين كار را آنقدر ادامه مي دهيم تا با فشار دادن شستي، عقربه دقيقاً روي صفر صفحه مدرج قرار گيرد كه در آن صورت عدد خوانده شده، ثبت مي شود و اين همان مقدار R براي آن فاصله الكترودها مي باشد و كار را براي فواصل ديگر ( 2 و 3 متري ) ادامه مي دهيم.

8- فركانس جريان متناوب تزريقي كه دستگاه ويبروگراند به زمين مي فرستد مقدار زيادي است ( حدود 108 هرتز ) به طوريكه فركانس هاي اطراف 50 تا 60 هرتز منابع خارجي و سرگردان داخل خاك و يا القا شده از خطوط برق فشار قوي هوائي يا كابلي روي اندازه گيري مقاومت تاثيري نگذارند ( اين فركانس ها در ايران 50 هرتز يا هارمونيك هاي 50 هرتز مي باشند).

9- برق سرگردان DC در زمين هم بعلت وجود خازن در دستگاه ويبروگراند اثر سوء روي اندازه گيري مقاومت نخواهد داشت.

10- پس از استقرار دستگاه و ايجاد اتصالات مربوطه توسط سيمها و الكترودها و قرائت عدد R از دستگاه بايستي مقدار عددي ρ (مقاومت الكتريكي خاك) با استفاده از رابطه مخصوص كه در زير به آن اشاره شده است، محاسبه گردد:

Ρ = 2.p.R.a

که پارامتر های آن بشرح ذیل است:

Ρ = مقاومت مخصوص خاك بر حسب اهم-سانتيمتر و يا اهم-متر

2p = عدد ثابت

R = عدد قرائت شده از دستگاه بر حسب اهم

a = فاصله پين هاي اندازه گيري از يكديگر بر حسب سانتيمتر و يا متر

 

استاندارد (BS-7261-1991) انجام اين آزمايش را جهت روشن شدن دو موضوع اصلي زير ضروري دانسته است :

الف) وضعيت خورنده بودن خاك كه با توجه به معيارمندرج در جدول زیر مشخص مي شود:

 وضعيت خورندگي الكتروليت

مقاومت الكتروليت (Ohm-Cm)	ميزان خورندگي الكتروليت
حداكثر 1000	خورندگي شديد
1000 – 5000	خورنده
5000 – 10000	خورندگي متوسط
حداقل 10000	خورندگي ضعيف

 

ب) جهت انتخاب و تصميم گيري در مورد نوع سيستم حفاظت كاتدي قابل نصب ( روش آند فداشونده و يا روش اعمال جريان توسط يك منبع تغذيه )

تعداد و موقعيت هاي نقاطي كه مقاومت خاك آنها بايد اندازه گيري شود، به شرايط محيطي و نوع جنس خاك بستگي دارد. ولي ملاحظات اقتصادي و عملي تعداد آزمايشات را به مقدار مورد نياز محدود ميكند. استاندارد فوق الذكر فواصل بين 1 تا 3 كيلومتر را توصيه ميكند. ضمن اينكه استاندارد فوق به لزوم آزمايشهاي اضافي جهت مناطق خاص خورنده و نيز مناطقي كه برق وجود دارد و احتمال نصب ايستگاه هاي حفاظت كاتدي وجود دارد تأكيد نموده است. روش اين آزمايش در استاندارد فوق روش معروف 4 الكترود ونر WENNER توصيه شده است.

2-7-اطلاعات مربوط به سازه

اطلاعات مربوط به سازه كه بايستي توسط طراح پایپينگ، ايستگاه پمپاژ، برج خنك كن، شيرآلات و.... در اختيار طراح سيستم حفاظت كاتدي قرار گيرد عبارتند از:

- سايز و متراژ لوله هاي مدفون

- محل تغيير وضعيت لوله ها از مدفون به روكار

- محل و چگونگي استقرار شير آلات و فلنجها

- سايز و مشخصات شيرآلات

- فشار كاركرد و كلاس شيرآلات و ديگر فيتينگها

- نحوه استقرار كليه خطوط لوله مانند لوله هاي گاز، آتش نشاني، آب خنك كن، سوختهاي مايع و تعيين محل تقاطع هريك

- ساير اطلاعات ديگري كه ميتواند طراح پس از بررسي اوليه درخواست نمايد.

 ادامه دارد ...