AC-corrosion on cathodically protected pipelines: A description of the involved processes, the risk assessment and a new normative approach

• Autorzy: Büchler M. , Joos D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2018.8.1

Warianty tytułu

PL

Korozja przemiennoprądowa na chronionych katodowo rurociągach: opis zachodzących procesów, ocena ryzyka i nowe podejście normatywne

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The first damages on cathodically protected pipelines occurred in 1988. The subsequent research of the past 28 years has resulted in a conclusive understanding of the involved processes. The most recent results are completing this picture. This updated model allows for the design of mitigation measures that go beyond the decrease of the induced acvoltage. The depth of the ac-corrosion attack and the associated critical coating defect size in combination with the soil resistivity were identified as key parameters with respect to damages on pipelines. The corresponding model concepts are discussed and their validation presented. Moreover, the consequences on the threshold values in ISO 18086 as well as the effect of time variation of ac-and dc-interference are addressed. Furthermore the approach in the new German Standard GW 28-B1 is presented.

PL

Pierwsze uszkodzenia w rurociągach chronionych katodowo miały miejsce w 1988 r. Kolejne badania z ostatnich 28 lat doprowadziły do jednoznacznego zrozumienia zachodzących procesów. Najnowsze wyniki uzupełniają ten obraz. Ten zaktualizowany model pozwala na zaprojektowanie środków łagodzących, które wykraczają poza zmniejszenie indukowanego napięcia prądu przemiennego. Głębokość ataku korozyjnego przez prąd przemienny i związany z nim krytyczny rozmiar ubytku powłoki w połączeniu z rezystywnością gruntu zostały określone jako kluczowe parametry w odniesieniu do uszkodzeń na rurociągach. Przedstawiono odpowiednie koncepcje modeli i przedstawiono ich walidację. Co więcej, przeanalizowano konsekwencje dla przyjętych wartości progowych w normie ISO 18086, a także wpływ zmienności czasowej zakłóceń prądu przemiennego i stałego. Ponadto przedstawiono podejście w nowej niemieckiej normie GW 28-B1.

Słowa kluczowe

EN

ac-corrosion; corrosion rate; cathodic protection; model

PL

korozja przemiennoprądowa; szybkość korozji; ochrona katodowa; model

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 8
• Strony: 204--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Büchler M.

• SGK Swiss Society for Corrosion Protection, Switzerland

autor

Joos D.

• SGK Swiss Society for Corrosion Protection, Switzerland

Bibliografia

• [1] Buchler M., D. Joos. 2013. „Minimierung der Wechselstrom-korrosionsgefahrdung mit aktivem kathodischen Korrosionsschutz“. DVGW - energie/wasser-praxis November 2013, 13
• [2] Buchler M., D. Joos, C.-H. Voute. 2010. „Feldversuche zur Wechselstromkorrosion“. DVGW - energie/wasser-praxis Juli/August 2010, 8.
• [3] Buchler M. 2013. „Beurteilung der Wechselstromkorrosionsgefahrdung von Rohrleitungen mit Probeblechen: Relevante Einflussgrossen fur der Bewertung der ermittelten Korrosionsgeschwindigkeit“. 3R 6 : 36-43.
• [4] Buchler M. 2013. “Determining the a.c. corrosion risk of pipelines based on coupon measurements”. CEOCOR International Congress 2013, CEOCOR, c/o SYNERGRID, Brussels, Belgium.
• [5] Buchler M. 2014. “The a.c. corrosion rate: A discussion of the influencing factors and the consequences on the durability of cathodically protected pipelines”. The european corrosion congress EUROCORR, Dechema e.V.
• [6] Buchler M., D. Joos. 2015. „Feldversuch Wechselstromkorrosion: Validierung des Berechnungsmodells“. DVGW Bericht G2/01/10F.
• [7] Heim G., G. Peez. 1988. „Wechselstrombeeinflussung einer kathodisch geschutzten Erdgashochdruckleitung“. 3R International 27 : 345.
• [8] Meier B. 1988. „Kontrollarbeiten an der Erdgasleitung Rhonetal“. GWA 69 : 193.
• [9] Bindschedler D. , F. Stalder. 1991. „Wechselstrominduzierte Korrosionsangriffe auf eine Erdgasleitung“. GWA 71 : 307.
• [10] Heim G., G. Peez. 1992. „Wechselstrombeeinflussung von erdverlegten kathodisch geschutzten Erdgas-Hochdruckleitungen“. gwf, 133.
• [11] Funk D., W. Prinz, H. G. Schoneich. 1992. „Untersuchungen zur Wechselstromkorrosion an kathodisch geschutzten Leitungen“, 3R International 31.
• [12] Leutner B., S. Losacker, G. Siegmund. 1998. „Neue Erkenntnisse zum Mechanismus der Wechselstromkorrosion“. 3R International 37 : 135.
• [13] Nielsen L. V., B. Baumgarten, P. Cohn. 2004. “On-site measurements of AC induced corrosion: Effect of AC and DC parameters”, in CEOCOR international Congress, CEOCOR, c/o C.I.B.E., Brussels, Belgium.
• [14] Nielsen L. V., B. Baumgarten, P. Cohn. 2005. “Investigating AC and DC stray current corrosion”, in CEOCOR international Congress. Editor. CEOCOR, c/o C.I.B.E., Brussels, Belgium.
• [15] Buchler M., H.-G. Schoneich, F. Stalder. 2005. “Discussion of Criteria to Assess the Alternating Current Corrosion Risk of Cathodically Protected Pipelines”, in Joint technical meeting on pipeline research, p. Proceedings Volume Paper 26, PRCI.
• [16] Buchler M., C.-H. Voute, H.-G. Schoneich. 2008. „Die Auswirkung des kathodischen Schutzniveaus. Diskussion des Wechselstromkorrosionsmechanismus auf kathodisch geschutzten Leitungen: Die Auswirkung des kathodischen Schutzniveaus“. 3R International 47 : 6.
• [17] Buchler M. C.-H. Voute, H.-G. Schoneich. 2009. „Kritische Einflussgrossen auf die Wechselstromkorrosion: Die Bedeutung der Fehlstellengeometrie“. 3R International 48 (06) : 324-330.
• [18] Buchler M. 2012. “Alternating current corrosion of cathodically protected pipelines: Discussion of the involved processes and their consequences on the critical interference values”. Materials and Corrosion 63 : 1181-1187.
• [19] Buchler M., H.-G. Schoneich. 2009. “Investigation of Alternating Current Corrosion of Cathodically Protected Pipelines: Development of a Detection Method, Mitigation Measures, and a Model for the Mechanism”. Corrosion 65 (9) : 578-586.
• [20] Heusler K. E., K. G. Weil, K. F. Bonhoffer. 1958. „Die Bedeutung des Flade-Potentials fur die Pasivitat des Eisens in alkalischen Losungen“. Zeitschrift für Physikalische Chemie 15 (1-6) : 149-161.
• [21] Macdonald D., B. Roberts. 1978. “The Electrochemistry of Iron in 1M Lithium Hydroxide Solution at 22° and 200°”. Electrochimica Acta. 23, 781.
• [22] Macdonald D. D., B. Roberts. 1977. “The Cyclic Voltammetry of Carbon Steel in Concentrated Sodium Hydroxide Solution”. Electrochimica Acta. 23 (8) : 781-786.
• [23] Guzman R. S. S., J. R. Vilche, A. J. Arvia. 1978. “The Potentiodynamic behaviour of Iron in Alkaline Solutions”. Electrochimica Acta 24 (3) : 395-403.
• [24] Dunnwald J., R. Lossy, A. Otto.1983. in Passivity of metals and semiconductors M. Froment, Ed. (Elsevier, Amsterdam, 1983) : 107.
• [25] Schmuki P. et al. 1999. “Passivity of Iron in Alkaline Solutions Studied by In Situ XANES and a Laser Reflection Technique”. Journal of the Electrochemical Society 146 (6) : 2097-2102.
• [26] Bette U. 2013. „Ermittlung des Ausschaltpotentials an ER-Coupons von wechselspannungsbeeinflussten Rohrleitungen“. 3R International 6 : 44-48.
• [27] Buchler M. 2016. „Wechselstromkorrosion an kathodisch geschutzten Rohrleitungen: Eine Diskussion der beteiligten Prozesse und der Konsequenzen fur die betriebliche Umsetzung von Schutzmasnahmen“. 3R 6 : 46-52.
• [28] Ibrahim I. et al. 2008. “On the mechanism of ac assisted corrosion of buried pipelines and its cp mitigation”, in IPC2008 : 64380, ASME.
• [29] Sebor J., L. Simek. 1908. „Uber elektrolytische Gleichrichtung von Wechselstrom“. Zeitschrift für Elektrochemie 13 : 113.
• [30] Fischer F. 1904. „Ubergangswiderstand und Polarisation an der Aluminiumanode, ein Beitrag zur Kenntnis der Ventil- oder Drosselzelle“. Zeitschrift für Elektrochemie 46 : 869.
• [31] Gratz. 1897. „Uber ein Elektrochemisches Verfahren, um Wechselstrome in Gleichstrome zu verwanden“. Zeitschrift für Elektrochemie 2 : 67.
• [32] Goidanich S., L. Lazzari, M. Ormollese. 2003. “AC interference effects on polarized steel” in CEOCOR 6th international Congress, CEOCOR, c/o C.I.B.E., Brussels, Belgium.
• [33] Pourbaix M. 1974. “Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions”. NACE, Houston, TX.
• [34] Buchler M., P. Schmuki, H. Bohni.1997. “Formation and Dissolution of the Passive Film on Iron studied by a Light Reflectance Technique”. Journal of the Electrochemical Society 144 : 2307.
• [35] Thompson N. G., T. J. Barlo. 1983. “Fundamental process of cathodically protecting steel pipelines”, in Gas Research Conference, Government Institute, Rockville, MD, USA.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).