Ulaz za korisnike

Katodna zaštita i izolirajući umetci (prirubnice)

|
Katodna zaštita i izolirajući umetci (prirubnice)
 
Katodna zaštita i izolirajući umetci (prirubnice)
Kvaliteta rada sustava katodne zaštite vodovoda često ovisi o ispravnom radu izolirajućih umetaka (prirubnica) uz vodospremnike ili crpne stanice.

Razni sustavi čeličnih vodovoda povezuju dijelove vodoopskrbe međusobno u funkcijsku cjelinu ali istodobno predstavljaju i elektroenergetski složen sustav. Na ukopane vodovodne cijevi često se povezuju razna uzemljenja čime se cijevi uzemljuju ali ona postaju sastavni dio uzemljenja i paralelni N ili PE vodiči elektroenergetskih sustava. Naravno, takve pojave štete cjevovodima jer pospješuju korozijske procese, a električke smetnje s jednog se pogona prenose u drugi.

Korozijske procese na ukopanim čeličnim cjevovodima uspješno zaustavlja sustav katodne zaštite uz galvansko odvajanje cjevovoda od uzemljenja. Galvansko odvajanje se postiže umetanjem elektronevodljivih cijevnih elemenata, tj. izolirajućih umetaka → izolirajućih prirubnica.

Izolirajući umetci se, osim potreba katodne zaštite ukopanog cjevovoda, ugrađuju zbog međusobnog galvanskog odvajanja zasebnih tehnoloških postrojenja (cjelina) i za odvajanje stare od nove sekcije cjevovoda.

Kada se izolirajući umetci ugrađuju bez suradnje sa stručnjacima za katodnu zaštitu najčešće je mjesto ugradnje pogrešno, oni tada nemaju pravu funkciju pa je i rad sustava katodne zaštite bitno otežan.

Izolirajuća spojnica - umetak (prirubnica)

Izolirajući spojnica (slika br.1.) kao i izolirajuća prirubnica (slika br.2.) dio su cjevovoda u kojem se prekida galvanska (električna) veza cjevovoda do i iza spojnice / prirubnice). Najpovoljnije mjesto ugradnje je neposredno prije cijevnog postrojenja s elektromotornim pogonima koji moraju biti iz drugih razloga uzemljeni.

Kada izvedba cjevovoda odnosno mjesto ugradnje izolirajuće spojnice nije u skladu sa pravilima struke, sustavi katodne zaštite ne rade ispravno, odnosno ne postižu se zaštitni potencijali a potrošnja električne energije se povećava. Pojedini dio postrojenja s elektromotornom opremom na cjevovodu može biti posredno uzemljen preko opreme katodne zaštite; na takvim mjestima tada nije potrebna ugradnja izolirajućih spojnica. To znači da treba poznavati tehnološki sustav cjevovoda i odrediti pravo mjesto ugradnje izolirajuće spojnice kao i njenu ispravnost prije ugradnje i kontrolu u tijeku eksploatacije (slika br.3.). Uz izolirajuću spojnicu treba montirati zaštitni sklop (iskrište) sukladno normama za katodnu zaštitu i za zaštitu cjevovoda od udara munje (slika br. 4.).

Električni napon na cjevovodu i na krajevima izolirajućih umetaka

Galvanskim odvajanjem cjevovoda napon s jedne strane izolirajuće spojnice više nije jednak naponu na drugoj strani. Uobičajen napon uz rad katodne zaštite na krajevima spojnice, odnosno između cjevovoda i uzemljenja je cca 1 V AC/DC, međutim, zbog mogućih pojava induciranih napona ili direktnog strujnog udara nastalih zbog kvara na elektroopremi u pogonu napon može porasti daleko iznad granica opasnog napona dodira (> 50VAC), naravno ako nema adekvatne zaštite.

Zbog toga, paralelno izolirajućim spojnicama i umetcima treba ugraditi zaštitne sklopove (iskrišta). Tu obvezu nameću odredbe Pravilnik o tehničkim uvjetima zaštite ukopanih metalnih cjevovoda od utjecaja elektroenergetskih postrojenja (HRN. N.CO.105) i HRN EN 12954 Katodna zaštita ukopanih ili uronjenih metalnih objekata - Opća načela i primjena za cjevovode.

Zahtjevi za iskrišta kao prenaponsko- zaštitne sklopove su specifični, a u sustavima katodne zaštite iskrišta su poznata pod nazivom polarizacijske ćelije (PĆ) i slično. One odvode elektroenergetske smetnje s cjevovoda na uzemljenje već kod razlike napona većih od svega pola volta do nekoliko volti AC/DC. Na taj način se istodobno postižu efekti uzemljenja raznih EE smetnji, spojnice se zaštićuju od električnog proboja, rizici strujnih udara za ljude i postrojenja su bitno smanjeni, a sustav katodne zaštite može raditi sa svojom punom funkcijom.

Na izolirajućim spojnicama, osim opasnosti za električki proboj izolacijskih brtvi (dielektrika) postoji opasnost od pojave električne iskre između vanjskih metalnih dijelova umetka kada je isti iznad zemlje, odnosno i prema tlu kada su u zemlji (korozija). Dakle na mjestima ugradnje izolirajućih spojnica i umetaka isprepliću se pravila za instalacije katodne zaštite, sustava za zaštitu od munje, izjednačenje potencijala, uzemljenja i električne instalacije energetike i instrumentacije. Izvedba kombinirane instalacije zaštitnog prenaponskog sklopa (iskrišta), mjernog mjesta za mjerenje potencijala cjevovoda i izolirajuće spojnice prikazana je na slici broj 4.

Elektrotehnički zahtjevi na izolirajući umetak

Svaki cijevni element mora imati dokumentaciju koja potvrđuje njegova svojstva i upute o ugradnji. Osim vrste čelika i podataka o nazivnom otvoru, nazivnom tlaku i za koju vrstu medija je predmetni izolirajući umetak izrađen isti mora biti ispitan i prema normi EN 19204 - Elektrotehnička ispitivanja otpornosti dielektrika umetaka i izolacije stjenke (vidi sliku broj 5).

Izolirajući umetak - monoblok ispituje se nakon proizvodnje, obično naponom 2,5 -5 kV (50 Hz) u trajanju od jedne minute.

Prvo ispitivanje otpora izolirajućih prirubnica se vrši nakon završene montaže na objektu prema normi HRN EN 13509:2004 Mjerne metode u katodnoj zaštiti, točka 6.2, pod uvjetom da materijal za izolirajuće umetke i brtvila zadovoljava propisana dielektrična i mehanička svojstva. Za izolirajući umetak ispitni list dostavlja proizvođač, a za prirubnice uz potvrdu kvalitete za elemente prirubnice protokol o ispitivanju izolacije prirubnice izrađuje ispitivač na montaži. Ako se izolirajući umetci (prirubnice) ugrađuju na cjevovode koji nemaju elektrovodljiv medij tada se duljina odsječka bazira na duljini za potrebe zavarivanja na cjevovod, otprilike jedna duljina jednaka promjeru cijevi s obje strane umetka. Ako je medij elektrovodljiv (voda) tada je preporuka da se s unutarnje stjenke cijevi premažu antikorozivnim (AKZ) elektronevodljivim premazom približno tri duljine promjera uzduž cijevi na obje strane od izolirajućeg umetka.

Izolirajući umetci i prirubnice moraju biti zaštićeni od korozije s vanjske strane pomoću AKZ premaza ili obloga koje se također moraju ispitati pomoću visokonaponskog detektora (Holiday detekcija).

Održavanje izolirajućih spojnica

Izolirajuće prirubnice i umetci se za vrijeme eksploatacije ispituju sukladno normi HRN EN 13509:2004, točka 6.2, odnosno u terminima za ispitivanje ispravnosti uzemljenja i sustava za zaštitu od munje. Naravno da je najbolje sve to uskladiti s mjerenjima na sustavima katodnih zaštita.

Osim ispravnosti same izolirajuće prirubnice treba ispitati i kompletnu instalaciju, iskrište i uzemljenje kao sastavni dio mjera opće ispravnosti sustava katodne zaštite cjevovoda i uzemljenja. Stoga se mjerenja vrše u skladu normi za katodnu zaštitu i električne instalacije niskog napona (NN).

U pogonu paralelno postoji opasnost da se u tijeku ispitivanja ispravnosti sustava - odnosno uzemljenja za sprečavanje pojave prevelikog napona koraka napravi šteta na instalaciji katodne zaštite odnosno na iskrištima uz izolacijske prirubnice; prije takvih mjerenja treba kontaktirati održavatelja katodne zaštite (vidi sliku br.6.).

Održavanje zaštitnih sklopova - iskrišta

Ispitivanje iskrišta odnosno prenaponsko- zaštitnih sklopova niz je zahtjevnih i složenih radnji uz primjenu više norma, postupaka i instrumenata. Naravno, svako iskrište treba imati upute o održavanju i opisane načine provjere ispravnosti. Dakle, slijed radnji sukladan je pravilima za ispitivanje ispravnosti elektrotehničkih instalacija i opreme:

  • ispitivanje praga provodljivosti zaštitnog sklopa
  • ispitivanje rada sklopa na nazivnu struju i udarnu struju
  • ispitivanje ispravnosti kabelskih priključaka (vrši se prema Članku 194)
  • Pravilnika o tehničkim normativima za električne instalacije niskog napona (HRN-SL broj 53/88) (neprekinutost zaštitnog vodiča i vodiča za izjednačivanje potencijala))

  • ispitivanje ispravnosti uzemljivača (vrši se prema normi IEC 60364-6)
  • Periodika ispitivanja je jednom godišnje u sklopu godišnjeg pregleda sustava katodne zaštite.

    Katodna zaštita uzemljenih cjevovoda - bunarskih cijevi

    Katodno se mogu štititi i čelični uzemljeni i ukopani dijelovi vodovodnih postrojenja. Tada govorimo o zasebnom sustavu katodne zaštite postrojenja kao što su vodocrpne stanice odnosno bunarske cijevi. Na čeličnim bunarskim cijevima katodno se štite posebno vanjska površina, a posebno unutarnja površina cijevi zajedno sa usisnom pumpom i usisnim vodovodom. (slika broj 7.).

    Katodna zaštita unutarnje i vanjska površine stjenke vodovoda

    Kod iznimno složenih i strateški važnih vodovoda, napose s velikim promjerima ugrađuju se sustavi katodne zaštite posebno za zaštitu vanjske i posebno za zaštitu unutarnje površine stjenke cijevi. (slika broj 8.).

    Katodna zaštita čelične armature armiranobetonskih vodosprema i prekidnih komora

    Katodnom zaštitom se mogu zaštititi od korozije i čelična armatura u armiranobetonskim podnicama i stijenama vodosprema i prekidnih komora (slika broj 9.). Time se smanjuju troškovi kasnijih sanacija i popravaka vodospremnika zbog korozije armatura u betonu.

    Zaključak:

    Sastavni dio čeličnih cjevovoda i ostalih čeličnih konstrukcija u vodoopskrbi svakako bi trebali biti i sustavi katodnih zaštita, a pritom i uporaba izolirajućih spojnica. Njihovom primjenom povećava se sigurnost vodoopskrbe i gubici vode se smanjuju. Životni vijek i sigurnost uporabe takvih postrojenja je znatno veća, što naravno podrazumijeva ispravan pristup u projektiranju, u gradnji, odnosno montaži, te u tijeku održavanja.

    Literatura

    Pravilnik o tehničkim normama za električne instalacije niskog napona (HRN-SL broj 53/88) Pravilnik o tehničkim uvjetima zaštite podzemnih metalnih cjevovoda od utjecaja elektroenergetskih postrojenja br.07-1773/1 (HRN-N.CO. 105) Pravilnik o tehničkim mjerama za pogon i održavanje elektroenergetskih postrojenja (HRN-SL.br.19/68) HRN-EN 12954:2001 Katodna zaštita ukopanih ili uronjenih metalnih objekata - Opća načela i primjena za cjevovode HRN-EN 13509:2004 Mjerne metode u katodnoj zaštiti niz norma i pravilnika za elektrotehničke instalacije, uzemljenja i sustava za zaštitu od munje.

    www.sitlloeks.hr

    Materijali