Corrosion monitoring as a factor increasing the safety of hydrotechnical infrastructure

• Autorzy: Mazur Robert , Stefanek Paweł , Orlikowski Juliusz

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2022.140637

Warianty tytułu

PL

Monitorowanie korozji jako czynnik zwiększający bezpieczeństwo infrastruktury hydrotechnicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Water distribution systems at KGHM S.A. are of great importance for the efficient production of copper and environmental protection. For failures leading to perforation and leakage, the corrosion processes are responsible. This paper aims to assess corrosion on the basis of the analysis of the exposure of the Hydrotechnical Plant pipelines. To this end, the system of transfer and deposition of post-flotation waste as well as the circulation of industrial water in the process of copper ore enrichment are described. Water sources as well as inflows and outflows in the water system are indicated; corrosion hazards are determined. Water is obtained from mines; it is often contaminated during the copper ore mining process. The chemical analysis of industrial (technological) water and sludge water resulting from the sedimentation of post-flotation waste showed a high concentration of inorganic salts which are responsible for the corrosive processes. Furthermore, tests were carried out to determine the corrosion rate. Additionally, possible methods to reduce corrosion have been proposed, i.e., a corrosion monitoring system has been described as a tool for reducing production interruptions and environmental pollution.

PL

Systemy dystrybucji wody w KGHM S.A. mają duże znaczenie dla efektywnej produkcji miedzi i ochrony środowiska. Procesy korozyjne są odpowiedzialne za wiele awarii prowadzących do perforacji i wycieków. Ocena korozji oparta jest na ocenie ekspozycji rurociągów należących do Zakładu Hydrotechnicznego. Opisano system przesyłania i deponowania odpadów poflotacyjnych oraz obieg wody przemysłowej w procesie wzbogacania rud miedzi. Wskazano źródła wody oraz dopływy i odpływy w systemie wodnym. Określono zagrożenia korozyjne. Woda jest pozyskiwana z kopalń i często jest zanieczyszczana podczas procesu wydobycia rudy miedzi. Analiza chemiczna wody przemysłowej (technologicznej) i wody nadosadowej powstałej w wyniku sedymentacji odpadów poflotacyjnych wykazała wysokie stężenie soli nieorganicznych, które są odpowiedzialne za procesy korozyjne. Wykonano badania elektrochemiczne polegające na wyznaczeniu szybkości korozji stali niestopowej typu S235JR w środowisku wody technologicznej z Zakładu Hydrotechnicznego. Dodatkowo opisano techniki monitorowania korozji tj. metodę rezystometryczną ER, metodę polaryzacji liniowej LPR, metodę kuponową oraz badania fizykochemiczne środowisk wodnych i automatyczny system monitorowania korozji. Natomiast ze względu na trudne i nietypowe warunki eksploatacji infrastruktury technicznej (hydrotechnicznej) zamontowano na terenie Zakładu Hydrotechnicznego kupony korozyjne wykonane z różnych stali oraz stopów niklu. Ustalono dwadzieścia cztery miejsca ekspozycji na obiektach i infrastrukturze technicznej należącej do Zakładu Hydrotechnicznego. Zdecydowano się na ekspozycje w wodzie przemysłowej, odpadach poflotacyjnych i powietrzu. Celem badania jest uzyskanie odpowiedzi na pytanie, jak wybrane rodzaje stali zachowują się w warunkach Zakładu Hydrotechnicznego, a ostatecznie odpowiedni i optymalny dobór materiałów konstrukcyjnych. Dotychczasowe działania, obserwacje i badania potwierdzają zasadność budowy systemu monitorowania korozji w wodnych instalacjach technicznych należących do Zakładu Hydrotechnicznego. Ciągłe badanie agresywności korozyjnej wody przemysłowej wraz z analizą jej właściwości fizykochemicznych pozwoli na kompleksowe określenie zagrożeń korozyjnych związanych z jej wpływem na eksploatowane instalacje techniczne (technologiczne) np. wody przemysłowej, hydrotransportu odpadów poflotacyjnych. Ponadto dzięki zastosowaniu optymalnych sposobów zarzadzania problemami korozyjnymi, możliwie jest obniżenie rocznego poziomu kosztów korozji od 25% do 30%.

Słowa kluczowe

EN

corrosion monitoring; hydrotechnical infrastructure; industrial water; corrosion threat

PL

monitorowanie korozji; infrastruktura hydrotechniczna; woda przemysłowa; zagrożenie korozyjne

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 68, nr 2
• Strony: 197--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Mazur Robert

• KGHM Polska Miedz S.A. Hydrotechnical Division, Rudna, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7815-1277

autor

Stefanek Paweł

• KGHM Polska Miedz S.A. Hydrotechnical Division, Rudna, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3357-0053

autor

Orlikowski Juliusz

• Gdańsk University of Technology, Department of Electrochemistry Corrosion and Materials Engineering, Gdańsk, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7042-9633

Bibliografia

• [1] ASTM G96 Standard Guide for Online Monitoring of Corrosion in Plant Equipment (Electrical and Electrochemical Methods). ASTM, 2018.
• [2] S. Czaban, Water and hydrochemical balance of the Żelazny Most tailings storage facility for the years 2014 - 2018. Institute of Environmental Engineering, Wrocław University of Environmental and Life Sciences, May 2019, p. 8.
• [3] A. Grotowski, K. Witecki, L. Ziętkowski, A. Rubaniuk, Documentation of the fossil and industrial water management system in the mining and processing line of KGHM Polska Miedz S.A. KGHM Cuprum Sp. z o. o. Research and Development Center, May 2016, p. 16.
• [4] M. Kowalczyk, J. Andruszko, A. Iluk, A. Ambroziak, P. Białucki, A. Lange, G. Przybyłek, E. Hatapińska, S. Kozerski, M. Lachowicz, The analysis of the technology of steel pipelines, including their construction, renovation, security and steel quality control carried out at OUOW Żelazny Most. Wrocław University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Machine Design and Research, 2019, pp. 13-14.
• [5] NACE 3D170 Electrical and Electrochemical Methods for Determinig Corrosion Rates.
• [6] NACE 3T199 Techniques for Monitoring Corrosion and Related Parameters in Field Applications.
• [7] R. Mazur, M. Drozda, S. Kierepa, M. Czekajło, “New directions of anti-corrosion protection in the area of processing copper ore and neutralizing mining waste at KGHM Polska Miedz S.A.”, Scientific Journals of the Jan Wyżykowski University. Studies in technical sciences, ISSN 2543-6740, 2019, vol. 8, pp. 31-44.
• [8] G. Schmitt, M. Schütze, F.G. Hays,W. Burns, E-H. Han, A. Pourbaix, G. Jacobson, Global needs for knowledge dissemination, research and control over material degradation and corrosion. The World Corrosion Organization, May 2009. Polish edition: Polish Corrosion Association, 2016, pp. 6-10.
• [9] M. Stern, “A Method for Determining Corrosion Rates from Linear Polarization Data”, Corrosion, 1958, vol. 14, no. 9, pp. 60-64.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).