Protezione catodica e interferenza da corrente alternata: quali criteri adottare?

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Raffaela Randazzo
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1 Protezione catodica e interferenza da corrente alternata: quali criteri adottare? L. Lazzari, M. Ormellese, A. Brenna PoliLaPP - Laboratorio di Corrosione dei Materiali "Pietro Pedeferri" Politecnico di Milano

2 PC e correnti vaganti (DC & AC) PC di strutture interrate : E prot < V CSE Presenza di correnti vaganti DC i criteri di protezione sono condivisi e noti Presenza di correnti vaganti AC Esistono casi di corrosione da CA anche in presenza di potenziale di protezione -1,2 V CSE Mancanza di condivisione sui valori di potenziale di protezione e densità di corrente di protezione

3 Parametri efficaci Caduta di Tensione vs terra remota Resistività terreno Potenziale E ON Potenziale vero (E IR-free ) Densità di corrente alternata (superficie del difetto) Densità di corrente di protezione Rapporto i CA /i PC Densità di corrente alternata dipende dalla superficie del difetto, tensione remota e dalla resistività: V AC = i AC d ; i AC = I AC /S difetto

4 Norme di riferimento EN Cathodic protection of buried or immersed metallic structures EN Evaluation of AC corrosion likelihood of buried pipelines. Application to cathodically protected pipelines

5 EN Paragrafo 7 Valutazione del rischio di corrosione da corrente alternata Fattori Tensione alternata sulla struttura (AV) Potenziale di protezione ON Potenziale di protezione IR-free Densità di corrente di protezione, i DC Densità di corrente alternata interferente, i AC Rapporto i AC /i DC Velocità di corrosione residua

6 EN Paragrafo 8 Livelli di interferenza accettabili 1. Criteri in accordo con EN V AC < 15 V (V AC = i AC d) 3. i AC < 30 A/m 2 oppure 3. i AC > 30 A/m 2 + i prot < 1 A/m 2 L efficacia della mitigazione dell interferenza da CA può anche essere dimostrata mediante misure dirette di velocità di corrosione (V corr < 0,01 mm/anno) NB. Queste misure sono eseguite su un provino

7 Densità di corrente alternata (A/m 2 ) EN Criterio di interferenza 1000?? Unsafe ,001 0,01 0, Densità di corrente di protezione (A/m 2 )

8 EN Annex G Si riportano altri due criteri Potenziale ON Potenziale IR-free These criteria, though not widely used, have been successfully applied by some operators. They defined them thanks to field and/or laboratory experiments. They are included in this informative annex for the sake of completeness.

9 Potenziale ON scenario 1 HIGH cathodic protection level ordine di priorità di tre criteri applicabili Tensione alternata se E ON < 2,5 V CSE V AC < 4 V se V AC / ( E ON 1,2) < 3 V AC > 4 V Corrente alternata interferente i AC < 30 A/m 2 Corrente alternata interferente e corrente di protezione se i AC > 30 A/m 2 i AC / i DC < 3

10 Potenziale ON scenario 2 LOW cathodic protection level ordine di priorità di tre criteri applicabili Tensione alternata se E ON > 1,2 V CSE V AC < 15 V Corrente alternata interferente i AC < 30 A/m 2 Corrente alternata interferente e corrente di protezione se i AC > 30 A/m 2 i DC < 1 A/m 2

11 Densità di corrente alternata (A/m 2 ) EN Condizioni safe/unsafe (low CP level) Unsafe (high CP level) 1 0,001 0,01 0, Densità di corrente di protezione (A/m 2 )

12 Tensione alternata (V) (low CP level) EN Condizioni safe/unsafe 15 Unsafe 10 5 U E on AC (highcp level) -3,0-2,5-2,0-1,5-1,0-0,5 Potenziale ON (V CSE) -1,2-0,85

13 Criteri vs dati sperimentali

14 Criteri vs dati sperimentali PoliLaPP

15 E IR-free (V vs CSE) E IR-free vs i CA -0,85 V vcorr < 20 mm/y 20 mm/y < vcorr > 100 mm/y vcorr > 100 mm/y ,2 V safe PoliLaPP i AC (A/m 2 )

16 Potenziale IR-free HIGH cathodic protection level E IR-free < 1,2 V CSE i AC < 10 A/m 2 V AC < 4 V LOW cathodic protection level -0,85 V CSE < E IR-free < 1,2 V CSE i AC < 30 A/m 2 Se i AC > 30 A/m 2 V AC < 15 V NB rapporto i AC /i DC

17 Densità di corrente alternata (A/m 2 ) Unsafe Criterio di accettabilità interferenza Corrosione libera ,01 0, Densità di corrente di protezione (A/m 2 )

18 Densità di corrente alternata (A/m 2 ) Criterio di accettabilità interferenza Corrosione libera Protezione catodica 1000 Unsafe ,01 0, Densità di corrente di protezione (A/m 2 )

19 Criteri vs dati sperimentali Unsafe

20 Validazione con dati sperimentali Unsafe 30 PoliLaPP

21 EN vs PoliLaPP Unsafe 30 (highcp level) (low CP level)

22 Conclusioni I criteri riportati dalla norma EN (Evaluation of AC corrosion likelihood of buried pipelines. Application to cathodically protected pipelines) sono sufficientemente sicuri? In condizioni di PC normale, si direbbe di sì In condizioni di PC spinta, ci sono più pareri discordanti Un consiglio: escludere la possibilità di mantenere condizioni di netta e eccessiva sovraprotezione

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