Streuströme, potenzielle Drift und Abschirmeffekte – Dinoer beschreibt drei große Herausforderungen des kathodischen Schutzes in Langfang

Streuströme, potenzielle Drift und Abschirmeffekte – Dinoer beschreibt drei große Herausforderungen des kathodischen Schutzes in Langfang

Die Langfang International Pipeline Expo geht in den zweiten Tag und viele wiederkehrende Kunden sind gezielt zu Gesprächen an den Stand von Dinoer Technology gekommen. Die Themen, über die sie am häufigsten sprechen, sind nicht nur die Funktionsweise des kathodischen Schutzes, sondern auch die Probleme der realen Welt, die Kopfschmerzen verursachen. Ölpipelines durchqueren Berge und Ebenen, verlaufen durch Ackerland, Städte und Eisenbahnstrecken, und die Feldbedingungen variieren enorm. Bei fast jedem Projekt gibt es mehrere typische Herausforderungen.

Die erste Ursache sind Streustromstörungen. U-Bahnen, elektrische Eisenbahnen, Gleichstromübertragungsprojekte und sogar der Schweißer eines Nachbarn können Streuströme in die Erde einspeisen. Sobald diese Ströme in eine Rohrleitung fließen, verursachen sie an den Stellen, an denen der Strom das Rohr verlässt, eine beschleunigte Korrosion. Eine treffende Analogie ist, dass Streustrom wie ein unsichtbares Loch in der Rohrleitung ist, das Dutzende oder sogar Hunderte Male schneller zu Korrosion führt als natürliche Korrosion. Um dieses Problem zu lösen, ist ein Drain-Schutz erforderlich, also die Installation einer polarisierten Drain- oder Forced-Drain-Vorrichtung an der Stelle, an der Streustrom eintritt, um den überschüssigen Strom zurück zu seiner Quelle abzuleiten. Komplexere Bedingungen erfordern zudem eine intelligente Potenzialüberwachung, um Potenzialschwankungen in Echtzeit zu erfassen und den Schutzstrom automatisch anzupassen.

Der zweite Grund ist ein möglicher Messfehler. Viele Leute denken, dass, sobald eine Referenzelektrode eingegraben und ein Voltmeter angeschlossen ist, der Messwert direkt das wahre Rohr-zu-Potenzial angibt. In Wirklichkeit ist es alles andere als einfach. Der Spannungsabfall ist der größte Störfaktor. Wenn Strom durch den Boden fließt, entsteht eine Spannung. Diese Spannung addiert sich zum wahren Polarisationspotential, wodurch der Messwert negativer erscheint, als er tatsächlich ist. Wenn dieser zu negative Messwert direkt zur Einstellung des Potentiostaten verwendet wird, reicht das tatsächliche Schutzpotenzial möglicherweise nicht aus. Die technische Lösung für das Problem des Spannungsabfalls ist die Methode der sofortigen Abschaltung, bei der ein synchroner Unterbrecher verwendet wird, um den Schutzstrom sofort zu unterbrechen und das Polarisationspotential im Moment der Unterbrechung abzulesen. Bei Rohrleitungsabschnitten, die stark von Streustromstörungen betroffen sind, ist jedoch auch die Methode der sofortigen Abschaltung problematisch, da sie die Verwendung polarisierter Coupons oder die Installation einer langfristigen Kupfer--Kupfersulfat-Referenzelektrode zur kontinuierlichen Überwachung erfordert.

Der dritte ist die Abschirmwirkung des Anoden-Erdungsbetts. Die Platzierung des Hilfsanoden-Erdungsbetts in einem kathodischen Schutzsystem mit eingeprägtem Strom ist von entscheidender Bedeutung. Wenn mehrere Rohrleitungen parallel entlang einer Trasse verlaufen oder wenn sich eine Rohrleitung in der Nähe einer großen Metallstruktur befindet, fließt der Schutzstrom vorzugsweise entlang des Pfads mit dem geringsten Widerstand, und einige Rohrabschnitte erhalten möglicherweise wenig bis gar keinen Strom. Das ist die Abschirmwirkung. Technische Lösungen erfordern eine detaillierte numerische Simulation während der Entwurfsphase, wobei spezielle Software zur Berechnung der Stromverteilung zum Einsatz kommt. Bei Bedarf wird die Pipeline in Abschnitte unterteilt, von denen jeder über eine eigene kathodische Schutzstation verfügt, um sicherzustellen, dass jeder Abschnitt geschützt ist, ohne andere Abschnitte zu beeinträchtigen.

Das technische Personal von Dinoer betonte auf der Messe einen wichtigen Punkt: Der kathodische Schutz ist kein „Einbau-und-Vergessen“-Gerät. Es erfordert eine Koordination über die gesamte Kette von Planung, Bau, Inbetriebnahme und Betrieb. Nachträgliche Analysen ergaben, dass viele Pipeline-Korrosionsereignisse (Durchdringung) nicht durch einen Geräteausfall verursacht wurden, sondern durch falsch gemessene Potenziale, einen schlechten Abflussschutz oder ein überflutetes Anoden-Erdbett, das unbemerkt blieb. Auf dieser Messe hat Dinoer detaillierte Berichte zu über einem Dutzend komplexer Fallstudien aus den letzten drei Jahren erstellt, die dem technischen Personal am Stand zur Durchsicht zur Verfügung stehen.