Para garantir o controle da corrosão de estruturas metálicas subterrâneas ou submersas, é essencial realizar testes funcionais periódicos e solucionar problemas dos sistemas de proteção catódica aplicados. A proteção catódica é uma técnica de controle de corrosão usada para mitigar a corrosão de estruturas metálicas subterrâneas ou submersas. Existem dois tipos de sistemas de proteção catódica: corrente impressa e ânodos galvânicos, que são selecionados de acordo com as propriedades e requisitos da estrutura protegida.
Os problemas em sistemas de proteção catódica e funcionais podem afetar a efetividade desses sistemas na prevenção da corrosão. Alguns dos problemas mais comuns incluem a deterioração dos ânodos, falha na conexão dos ânodos, problemas com a resistência elétrica do solo, corrosão de tubulações ou equipamentos e problemas com a fonte de alimentação de energia.
Quando um ou mais desses problemas ocorrem, a proteção catódica pode ser comprometida e a corrosão pode ocorrer mais rapidamente do que o esperado. É importante identificar e corrigir esses problemas o mais rápido possível para garantir que o sistema de proteção catódica esteja funcionando corretamente.
Para evitar problemas com sistemas de proteção catódica e funcionais, é importante realizar inspeções regulares, manter registros precisos de manutenção e substituir componentes desgastados ou corroídos. Além disso, o treinamento adequado dos técnicos responsáveis pela manutenção dos sistemas pode ajudar a garantir que os problemas sejam identificados e corrigidos de forma rápida e eficiente.
Para garantir o controle da corrosão de estruturas metálicas subterrâneas ou submersas, é essencial uma proteção catódica adequada. Portanto, testes funcionais periódicos e solução de problemas dos sistemas de proteção catódica aplicados são necessários para garantir o funcionamento adequado do sistema.
Teste de função versus solução de problemas
O teste funcional é o teste necessário para garantir o correto funcionamento de qualquer sistema. Nesse teste, são verificadas as principais funções do sistema ou de seus componentes e, caso haja algum problema, o sistema deve passar por uma solução de problemas. Uma lista de verificação abrangente e bem definida deve ser usada ao realizar testes.
A solução de problemas de qualquer sistema é a maneira de descobrir o mau funcionamento de qualquer componente, permitindo a manutenção de todos os componentes e o desenvolvimento de procedimentos para isso.
Testes funcionais de sistemas de proteção catódica
A função de um sistema de proteção catódica é polarizar a estrutura protegida a um determinado potencial que é mais negativo que seu nativo. Para garantir proteção catódica adequada para qualquer estrutura, o potencial polarizado (off potencial) da estrutura deve ser medido e comparado a um determinado critério, -850 mv para aço carbono vs. cobre/sulfato de cobre (Cu/CuSO4) eletrodo de referência. Os critérios de proteção catódica diferem de acordo com o tipo de metal e a resistividade do solo. (Leitura relacionada: Técnicas práticas para medir o potencial de proteção catódica.)
As ferramentas necessárias para medir o potencial da estrutura protegida são:
- Um voltímetro DC com alta resistência interna
- Eletrodo de referência de cobre/sulfato de cobre
- fios condutores
A medição do potencial da estrutura protegida pode ser realizada da seguinte forma:
- Localize o eletrodo de referência o mais próximo possível da estrutura protegida para minimizar a queda de IR para o solo.
- Conecte o fio condutor entre o eletrodo de referência e o terminal negativo do voltímetro DC.
- Conecte o fio condutor entre a estrutura protegida e o terminal positivo do voltímetro DC.
- Desconecte instantaneamente a fonte de alimentação do sistema de proteção catódica por meio de uma chave de corrente e meça o potencial da estrutura protegida.
Se o potencial medido for mais positivo que -850 mv para aço carbono, há um mau funcionamento no sistema de proteção catódica. Portanto, é necessário solucionar problemas do sistema de proteção catódica.
Solução de problemas de um sistema de proteção catódica
A solução de problemas de um sistema de proteção catódica deve ser realizada para cada componente do sistema, incluindo:
- Uma fonte de energia para proteção catódica de corrente impressa
- cabos dc
- chão
- estrutura protegida
Figura 3. Uma estação de proteção catódica. (Fonte: Svetlana Shimkovich/Dreamstime.com)
Solução de problemas do retificador do transformador
Embora existam vários tipos de fontes de energia, como geradores termoelétricos, energia solar, geradores eólicos, geradores a motor, baterias ou células de combustível, um transformador retificador é a fonte de energia mais comum usada para aplicações de proteção catódica.
Os principais componentes de um transformador retificador são:
- Uma caixa ou painel retificador
- Circuito CA: terminais CA, disjuntor CA, fusível CA e proteção contra surtos CA
- Transformador
- Circuito retificador: ponte de onda completa, fusíveis CC, proteção contra surtos CC e terminais de saída CC
- DC Amperímetro e Voltímetro com Shunt
Normalmente, a fonte de problemas em transformadores retificadores pode estar no circuito CA, no circuito CC ou no circuito de retificação. Para determinar a origem do problema no retificador do transformador, a saída CC deve ser medida com um multímetro portátil. Em caso de problemas, a saída CC do transformador retificador pode ser uma das seguintes:
Tensão normal, corrente zero
Nesse caso, o problema está no circuito CC externo ao retificador, que são cabos CC, positivos ou negativos, ou ânodos (os próprios ânodos ou kits de emenda).
0-2 tensão, corrente zero
Nesse caso, o problema está na alimentação CA ou no circuito retificador.
0,5 tensão normal, 0,5 corrente normal
Nesse caso, o problema está na alimentação CA ou nos próprios diodos.
Observe que a tensão normal é considerada quase 15% da tensão do lado secundário no caso de uma fonte de alimentação monofásica.
Solução de problemas de cabo DC
Os condutores DC são usados para a conexão entre os terminais de saída DC do retificador do transformador e ambos os ânodos, o condutor positivo, bem como a estrutura protegida, o condutor negativo. A fonte de problemas nos cabos DC é a sua descontinuidade, que pode ser devida a esforços mecânicos no solo em que estão enterrados. Como mencionado acima, os condutores CC devem ser verificados medindo sua resistência com um voltímetro CA onde a tensão de saída do retificador do transformador esteja na faixa normal e não haja corrente de saída.
Se um fio positivo é a fonte do problema, sua resistência é muito alta, enquanto a resistência do fio negativo é igual à soma da resistência do fio de teste e a resistência do fio negativo.
Se o cabo negativo for a fonte do problema, sua resistência é muito alta, enquanto a resistência do cabo positivo é igual à soma da resistência do cabo de teste e a resistência do cabo positivo.
Solução de problemas de leitos subterrâneos
Os leitos de aterramento consistem em um ou mais ânodos conectados ao cabo positivo principal por meio de kits de emenda ou caixas de junção de ânodo. A fonte de problemas em leitos de solo pode estar na cauda do ânodo, na conexão do ânodo ou nos próprios ânodos.
Normalmente, a resistência dos ânodos aumenta com o tempo devido à corrosão e sua interação com o solo, onde uma camada gasosa passiva pode se formar em sua superfície, como é o caso dos ânodos de ferro fundido com alto teor de silício em solos ricos em cloro. A resistência dos ânodos também pode ser devida à secura do solo, que é anulada no entorno dos ânodos por um preenchimento carbonáceo.
Figura 4. Camada moída do ânodo de poço profundo.
As bases de aterramento devem ser verificadas quando a tensão de saída do retificador do transformador estiver normal, quando não houver corrente e quando a condição dos cabos CC positivo e negativo for boa. Em caso de problemas, a resistência da base é muito alta. Após a determinação da resistência do solo, o valor medido deve ser comparado com o valor de projeto e valores previamente registrados.
Solução de problemas de uma estrutura protegida
Quando a tensão e a corrente de saída do transformador são normais, mas os critérios de proteção catódica não são alcançados na estrutura protegida, a origem do problema pode ser a deterioração anormal do revestimento, correntes parasitas CC, blindagens, curtos-circuitos nas tampas dos trilhos e cruzamentos ou um curto-circuito. em isolamento elétrico. (Para obter mais informações, consulte Corrosão por correntes parasitas e medidas preventivas.)
Para avaliar a condição do revestimento ou a eficiência do revestimento, pesquisas de campo devem ser realizadas ao longo da rota da tubulação. Isso pode incluir uma pesquisa de Pearson ou uma pesquisa de gradiente de tensão CC. Reparos de tapume podem ser feitos, se necessário. (Leitura relacionada: Os benefícios de relatórios oportunos e eficazes ao conduzir pesquisas de intervalo de fechamento de dutos.)
A blindagem de proteção catódica pode ser devida à presença de blocos de concreto ao longo do percurso da tubulação. Devido a esses bloqueios, a corrente de proteção catódica não pode atingir a superfície da estrutura protegida de forma eficiente e, como resultado, os critérios de proteção catódica não são atendidos. Neste caso, é imperativo remover esses blocos, se disponíveis, mas se não, devem ser usados ânodos galvânicos para garantir um sistema de proteção catódica adequado.
A corrente de proteção catódica deve ser medida antes e depois de qualquer tubo cladeado para determinar se há uma ruptura entre o cano principal e o tubo cladeado.
Os kits de isolamento também podem ser testados quanto a faltas e reparos ou substituições. As investigações de interferência DC devem ser realizadas ao longo da rota do duto para que os problemas de correntes parasitas também possam ser determinados. (Para obter mais informações sobre correntes parasitas, leia Corrosão induzida por CA de tubos enterrados.)
A inspeção periódica dos sistemas de proteção catódica deve ser realizada de acordo com determinados procedimentos e cronogramas. Todos os dados de inspeção devem ser registrados e usados para auxiliar na solução de problemas.