Zastosowanie dedykowanych modułów telemetrycznych w ochronie katodowej
Wprowadzenie
Ochrona katodowa jest elektrochemiczną metodą ochrony przed korozją, którą można stosować do wszelkich stalowych obiektów/konstrukcji zakopanych w gruncie lub umieszczonych w wodzie. Ochronę katodową określa się mianem tzw. ochrony czynnej, w przeciwieństwie do ochrony biernej, jaką stanowią np. powłoki izolacyjne. Wspólne zastosowanie metod ochrony czynnej i biernej daje skuteczne i ekonomiczne zabezpieczenie konstrukcji, skutkujące jej bezawaryjną eksploatacją przez długie lata.
Zasada ochrony katodowej polega na doprowadzeniu do konstrukcji chronionej prądu elektrycznego o odpowiednim natężeniu, w celu wywołania pożądanego efektu elektrochemicznego. W przypadku niewielkiego zapotrzebowania prądowego ochrona katodowa może być realizowana przy pomocy anod galwanicznych. W przypadku gdy zapotrzebowanie prądowe konstrukcji jest znaczne (ze względu na jej duże rozmiary i/lub zły stan powłoki izolacyjnej) ochronę katodową realizuje się prądem z zewnętrznego źródła umieszczonego w tzw. stacji ochrony katodowej.
Powyżej: widok modułu MT-652 zamontowanego w szafie stacji ochrony katadowej
Z ochroną katodową wiąże się także zagadnienie prądów błądzących, które mogą powodować korozję metali. Jednym ze źródeł prądów błądzących jest trakcja kolejowa, a czynnikiem wpływającym na ich występowanie jest nieciągłość przewodów szynowych stanowiących część obwodu powrotnego zasilania elektrowozów. Prądy błądzące są szczególnie niebezpieczne dla rurociągów, ponieważ mogą w nich płynąć na odległościach dochodzących do kilkudziesięciu kilometrów, a w miejscach, w których następuje ich wypływ, są w stanie doprowadzić o perforacji ścianki w bardzo krótkim czasie. Jedną z metod ochrony przed oddziaływaniem prądów błądzących jest montaż tzw. stacji drenażu elektrycznego, które mają za zadanie odprowadzić prądy błądzące z konstrukcji do źródła w bezpieczny i kontrolowany sposób.
Ponieważ stacje ochrony katodowej i stacje drenażu rozlokowane są na znacznym obszarze i znajdują się często w trudno dostępnych miejscach, zasadnym jest stosowanie w nich telemetrii w celu zdalnego sterowania i kontroli parametrów ich pracy.
Opis wdrożenia
W ramach realizacji opisywanego wdrożenia, zabudowane zostały w istniejących stacjach ochrony katodowej oraz drenażowej dedykowane moduły telemetryczne MT-652. Do uruchomienia telemetrii Zamawiający – Operator Gazociągów Przesyłowych Gaz-System S.A. wytypował 126 obiektów zlokalizowanych na obszarze działania terenowych jednostek eksploatacji: Kraków, Pogórska Wola, Sandomierz, Jarosław oraz Jasło. Wytypowane obiekty to w większości stacje ochrony katodowej (SOK), a także kilka stacji drenażu elektrycznego.
Ponieważ istniejące obiekty wybudowano w różnym czasie i według niejednolitych standardów, instalacja modułów telemetrycznych na każdym z nich wymagała indywidualnego podejścia. Typowo montaż wykonywano na szynie TS35 zlokalizowanej na prawej bocznej ścianie obudowy. W stacjach ochrony katodowej na szynie wraz z modułem telemetrycznym montowano następujące komponenty: zasilacz modułu telemetrycznego, bocznik pomiarowy oraz przekaźnik zewnętrzny dobrany w zależności od wydajności prądowej urządzenia polaryzującego. Dodatkowo w celu umożliwienia sygnalizacji otwarcia drzwi szafy montowano kontaktrony magnetyczne.
Powyżej: widok modułu MT-652 zamontowanego w szafie drenażu polaryzowanego
Z uwagi na duże wartości natężenia prądu, do jego pomiaru w stacjach drenażu wykorzystano istniejące boczniki pomiarowe. W celu zapewnienia możliwości pomiaru potencjału odłączeniowego, przy stacjach drenażu instalowano także elektrody symulujące defekt o powierzchni 10 cm2. Szczególnymi obiektami z uwagi na brak zasilania sieciowego są stacje drenażu polaryzowanego. Na obiektach tego typu do zasilania modułów telemetrycznych zastosowano zewnętrzne pakiety baterii. Aktywna opcja energooszczędnego trybu pracy modułu MT-652 pozwala na bezobsługowe funkcjonowanie w takich warunkach od kilku miesięcy do kilku lat w zależności od skonfigurowanej częstotliwości wykonywania pomiarów i przesyłania ich do systemu nadrzędnego.
Zamontowane urządzenia umożliwiają zdalny odczyt parametrów pracy SOK, m.in.: napięcia i prądu wyjściowego oraz potencjału załączeniowego i wyłączeniowego w punkcie drenażu. Urządzenia umożliwiają także zdalne załączanie i wyłączanie SOK oraz synchroniczne taktowanie niezbędne przy wykonywaniu pomiarów. Na elektrodach symulujących zamontowanych przy stacjach drenażu realizowany jest synchroniczny pomiar potencjału
odłączeniowego.
W urządzeniach zostały zamontowane karty SIM dostarczone przez Zamawiającego i zostały one włączone do wykorzystywanego u Zamawiającego systemu telemetrii opartego na oprogramowaniu TelWinSCADA.