V máji 2019 vstúpilo do platnosti nové Technické pravidlo
plyn (ďalej len TPP) zamerané na aktívnu protikoróznu ochranu prepravných a distribučných
plynovodov. Spolu s TPP 920 03 „Pasívna protikorózna ochrana prepravných
plynovodov uložených v zemi“ zastrešuje v rámci TPP problematiku aktívnej a pasívnej protikoróznej
ochrany plynovodov.
Cieľom pri tvorbe pravidla bolo vytvoriť normatívny dokument, ktorý poskytne
plynárenským spoločnostiam, ale aj samotným pracovníkom v odvetví plynárenstva a
pridružených odboroch ucelený pohľad na problematiku aktívnej protikoróznej
ochrany (ďalej APKO), zjednoduší orientáciu v aktuálne platných technických
normách, ale aj doplní ďalšie potrebné pravidlá, postupy a požiadavky pri
projektovaní, výstavbe, prevádzke a údržbe zariadení APKO vyžadované praxou.
V TPP sa vymedzujú práva a povinnosti prevádzkovateľa, a to aj vo vzťahu k
tretím stranám, ktorých zariadenia môžu priamo alebo nepriamo ovplyvňovať alebo
byť ovplyvnené prevádzkou zariadení katódovej ochrany.
TPP možno aplikovať aj pri katódovej ochrane produktovodov a plynovodov
ostatných energetických spoločností. (Poznámka: Aktívna protikorózna ochrana v
zemi a vo vode uložených oceľových konštrukcií sa dosahuje tak, že chránená konštrukcia
je katódou. Preto pri takto aktívne chránených konštrukciách sa používa aj
pojem katódová ochrana.)
Predstavované TPP pozostáva z 12 častí. Úvodné časti, tak ako je pri
normatívnych dokumentoch zvykom, sú venované predmetu pravidla, termínom a
definíciám, značkám a skratkám a všeobecnému úvodu. Vzhľadom na obsah týchto
častí si ich dovolím v tomto článku preskočiť a upriamiť pozornosť na témy,
ktoré sú pre prax významnejšie.
Odborná spôsobilosť a kompetencie osôb V súčasnosti má katódová ochrana v
oblasti protikoróznej ochrany úložných zariadení významné postavenie. Na výkon
činností v tomto odbore je nevyhnutné, aby pracovníci mali určitú úroveň
teoretických a praktických znalostí. Túto skutočnosť podčiarkuje aj STN EN ISO
15257, ktorá definuje 5 úrovní spôsobilosti pracovníkov v oblasti katódovej
ochrany v až 4 aplikačných sektoroch. Oblasť nášho plynárenstva spadá pod
aplikačný sektor „kovové konštrukcie uložené na pevnine“. Akúkoľvek činnosť
súvisiacu s návrhom, projektovaním, výstavbou alebo nasledujúcou prevádzkou
musia vykonávať pracovníci s príslušnou úrovňou spôsobilosti v zmysle
tejto normy. V Prílohe A, ktorá je súčasťou TPP 920 04, je uvedený rámcový
rozsah oprávnených činností pre jednotlivé úrovne spôsobilosti.
Zodpovednosti prevádzkovateľa
Plynárenské spoločnosti zabezpečujú okrem samotnej prevádzky plynovodov aj prevádzku rôznych technologických zariadení, ku ktorým radíme tiež zariadenia APKO. Podmienkou funkčnej katódovej ochrany je ich vyhovujúci technický stav dosahovaný pravidelnou údržbou a kontrolou funkčnosti katódovej ochrany. Priamou zodpovednosťou prevádzkovateľa je, aby činnosti na týchto zariadeniach vykonávali kvalifikované osoby s adekvátnym technickým vybavením. Všetky pracovné postupy a harmonogram činností musí mať prevádzkovateľ vypracované.
Kritériá katódovej ochrany
Účinnosť katódovej ochrany sa posudzuje podľa zadefinovaných kritérií ochrany. Základným kritériom katódovej ochrany je potenciálové kritérium. Je to hodnota potenciálu na rozhraní kovu a elektrolytu (zem, voda), v ktorom je kov umiestnený, pri ktorom je rýchlosť koróznych procesov na technicky prijateľnej úrovni (0,01 mm.rok-1). V praxi sa najmä v minulosti zaužívalo potenciálové kritérium ochrany ocele na úrovni -0,85 V (potenciál na rozhraní ocele a pôdy meraný voči referenčnej elektróde Cu/CuSO4). Bolo však preukázané, že táto hodnota neplatí pre všetky typy prostredí a že úroveň ochrany tiež závisí od teploty. Pri hodnotení účinnosti katódovej ochrany sa musí teda prihliadať aj a tieto faktory a postupovať v súlade s STN EN 12954, resp. STN EN ISO 15589-1. Limitnou hodnotou je hodnota ochranného potenciálu -1,1 V. Posunom potenciálu ešte do zápornejších hodnôt sa už prejavujú negatívne účinky katódovej ochrany na kvalitu povlakov (krehnutie, zníženie adhézie) a zvyšuje sa riziko korózneho praskania.
Zariadenia APKO, technické požiadavky na aktívne a pasívne komponenty
Na Slovensku sa na aktívnu protikoróznu ochranu plynovodov
používajú najmä stanice s vonkajším zdrojom ochranného prúdu, známe pod
označením stanice katódovej ochrany a v menšej miere tam, kde je to opodstatnené,
sa lokálne využíva aj ochrana galvanickými anódami. Na zmiernenie negatívnych
účinkov bludných prúdov sa v blízkosti jednosmerných trakčných sústav používajú
polarizované drenáže a v menšej miere zosilnené drenáže tiež označované ako
saturáže. K doplnkovým zariadeniam radíme rôzne typy meracích a prepojovacích
objektov. Všeobecné zásady a aplikácia katódovej ochrany sa vykonáva podľa STN
EN 12954 a STN EN15589-1.
Na ochranu galvanickými anódami sú v
TPP 920 04 definované podmienky, za akých je tento systém ochrany použiteľný.
Predovšetkým sú to úseky potrubí, na ktorých by použitie ochrany vonkajším
zdrojom prúdu bolo neekonomické alebo z nejakých technických dôvodov nemožné.
Zároveň však sa musia brať do úvahy aj ďalšie faktory, ktoré môžu ovplyvniť
funkčnosť takejto ochrany. Musí sa zohľadniť aj merný odpor prostredia a kvalita
ochranného povlaku.
Katódová ochrana vonkajším zdrojom prúdu je u nás najviac používaný spôsob katódovej ochrany. Do TPP 920 04 boli k tejto problematike, okrem iných, zapracované ustanovenia, ktoré stanovujú:
• minimálnu projektovanú životnosť anódového uzemnenia, ktorá bola stanovená na 20 rokov. Obvykle sa táto životnosť bežne prekračuje, súčasné platné technické normy však jej dĺžku nedefinujú (odsek 8.2.10);
• odsek 8.2.11 vychádza z našich dlhoročných skúseností pri navrhovaní anódových uzemnení a ustanovenie sa týka vhodnosti pôdnych podmienok (merný odpor prostredia, hladina spodnej vody, tvar a rozloženie chránenej konštrukcie) na umiestnenie anódy. Z hľadiska merného odporu pôdy sú na anódové uzemnenia najvhodnejšie homogénne prostredia s merným odporom menším ako 80 Ω.m. V prostrediach, kde je hodnota merného odporu pôdy väčšia ako 80 Ω.m a zároveň menšia ako 150 Ω.m sa musia použiť konštrukčné riešenia, ktoré eliminujú nižšiu vodivosť prostredia. Pôdy s merným odporom väčším ako 150 Ω.m sú na umiestnenie anódového uzemnenia nevhodné;
• odsek 8.2.12 upozorňuje na možné negatívne vplyvy prúdového poľa v okolí anódového uzemnenia, ktoré môže negatívne ovplyvňovať blízke kovové konštrukcie, ale aj výstuž v železobetóne alebo ochranné uzemnenia. Túto skutočnosť by si mali uvedomiť najmä pracovníci, ktorí vydávajú stanoviská k stavebným povoleniam;
• v odseku 8.2.13 sú zadefinované minimálne vzdialenosti anódového uzemnenia:
– minimálne 150 m, pre ktorýkoľvek okraj anódového uzemnenia od oceľového plynovodu – SKAO vybudovaná na VTL plynovode,
– minimálne 40 m, pre ktorýkoľvek okraj anódového uzemnenia od oceľového plynovodu – SKAO vybudovaná na STL/NTL plynovode,
– minimálne 40 m, pre ktorýkoľvek okraj anódového uzemnenia od kovového úložného zariadenia cudzieho prevádzkovateľa alebo železobetónových základov stavieb. Rovnaká vzdialenosť platí aj pre povoľovanie umiestnenia cudzích objektov/zariadení v blízkosti existujúceho anódového uzemnenia SKAO.
Tým sú jasne dané podmienky pre povoľovanie výstavby v okolí anódových uzemnení.
Pri znižovaní vplyvu bludných prúdov z jednosmerných prúdových sústav sa postupuje v zmysle STN EN 50162. V ustanoveniach uvádzaných v TPP k tejto problematike sa jasne definuje, že samotná drenážna ochrana nezabezpečuje plnohodnotnú katódovú ochranu, ale len znižuje negatívny vplyv bludných prúdov na potrubie. Tým, že polarizovaná drenáž sa galvanicky pripája na spätné koľajové vedenie, musí podmienky pripojenia schváliť príslušný správca, resp. prevádzkovateľ trakčnej sústavy. Pred inštaláciou drenážnej ochrany by sa mali zhodnotiť a uprednostniť iné technické prostriedky na obmedzenie vplyvu bludných prúdov. Spôsob ochrany pred účinkami bludných prúdov pri elektrifikácii sa musí riešiť v rámci projektu elektrifikácie a v súčinnosti s prevádzkovateľmi dotknutých úložných zariadení.
Meracie a prepojovacie objekty sú doplnkovými zariadeniami APKO, ktoré sú určené na rôzne typy prúdových, potenciálových meraní, plnia však aj iné funkcie (napr. pri eliminácii interferenčných vplyvov a pod.). Ich vzájomná vzdialenosť v extraviláne by nemala byť väčšia ako 3 km, v intraviláne je to 1 km. Na merania sa smú používať aj neuzemnené časti plynovodov.
Návrh a projektovanie zariadení APKO, ich výstavba a uvedenie do prevádzky
Základom návrhu
spôsobu APKO je korózny prieskum vykonaný kvalifikovanou osobou. Pre
jednotlivé typy zariadení je v Prílohe B uvedený požadovaný rozsah prieskumu. Z
korózneho prieskumu sa vypracuje záverečná správa a odovzdá sa projektantovi,
ktorý projektovú dokumentáciu vypracuje. Optimálne je, ak je projektant
certifikovaný v zmysle STN EN ISO 15257 (minimálna úroveň 4). Ak takouto osobou
nie je, potom projektant vypracuje projekt v súčinnosti s certifikovanou osobou.
V takomto prípade certifikovaná osoba preberá zodpovednosť za technické
riešenie APKO a musí byť uvedená v projektovej dokumentácii.
Výstavbu zariadení APKO smú
vykonávať len organizácie s príslušnými oprávneniami. Budúci prevádzkovateľ je
oprávnený v ktorejkoľvek fáze výstavby kontrolovať kvalitu a postup prác. Z TPP
vyplýva aj povinnosť pre zhotoviteľa stavby prizvať osobu poverenú budúcim
užívateľom na kontrolu významných častí zariadenia APKO. Takáto osoba je pri
zistení nedostatkov oprávnená zastaviť stavbu a vyzvať zhotoviteľa na ich odstránenie.
Uvedenie zariadenia
do trvalej prevádzky je podmienené úspešným ukončením komplexných skúšok. Rozsah
komplexných skúšok bližšie opisuje Príloha C. Pri stavbách jednoduchšieho
charakteru obvykle postačuje vykonanie komplexných skúšok. Pri zložitejších, je
zariadenie vhodné prevádzkovať v režime overovacej prevádzky (3 až 6 mesiacov).
Počas nej sa vykonávajú merania častejšie a priebežne sa optimalizuje
nastavenie systému ochrany.
Zariadenie v režime trvalej prevádzky sa môže vypnúť (okrem poruchových stavov)
len na nevyhnutný čas, a to len so súhlasom prevádzkovateľa tohto
zariadenia.
Pravidlá pri prevádzke spoločnej katódovej ochrany
Špecifickým prípadom je spoločná katódová ochrana úložných zariadení dvoch alebo viacerých prevádzkovateľov, pričom vlastníkom zariadení APKO je jeden z prevádzkovateľov. Typickým príkladom je južný potrubný koridor, v ktorom je okrem prepravných plynovodov vedený aj Medzištátny plynovod Bratstvo a tranzitný ropovod Družba. Pravidlá zadefinované v tejto časti TPP určujú práva a povinnosti zúčastnených prevádzkovateľov tak, aby cielene nedochádzalo k poškodzovaniu úložných zariadení. Je tu napríklad definovaná povinnosť udržiavať zariadenia APKO vo funkčnom stave, informačná (oznamovacia) povinnosť a pod.
Vonkajšia inšpekcia
V rámci tejto časti TPP určuje odporúčaný rozsah vonkajšej inšpekcie. Tento rozsah bol zadefinovaný na základe dlhoročných praktických skúseností a je nastavený tak, aby prevádzkovateľ v rámci vykonanej inšpekcie dostal čo najkomplexnejší obraz o úložnom zariadení (stav pasívnej a aktívnej ochrany, technický stav zariadení APKO, výška krytia, vplyv bludných prúdov atď.).