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APCE notizie_n55 tris_APCE dicembre 15/04/14 15:40 Pagina 1

procor


n° 55 - marzo 2014

PRINCIPIMonitoraggio della protezione catodica

15RICERCAEffetto dei picchi anodici sulle condizioni di protezione catodica

37APCE - CALENDARIO FORMAZIONE ED EVENTI 2014

21CASE STUDY

Monitoraggio della protezione catodica di pipeline sottomarinetramite tecnica del gradiente: metodologia e risultati

27WORKSHOPProtezione delle Reti idriche dalla Corrosione

31SPAZIO CIGLe nuove norme UNI per l’intercambiabilità dei gruppi di misura del gas

34ESERCIZI

NEWS 4EDITORIALE 7

9

APCE NOTIZIE Periodico trimestrale

Direttore responsabileVincenzo Mauro Cannizzo (Snam Rete Gas)

Promozione e sviluppoLucio Francesco Venturinic/o Snam Rete Gas S.p.A.Largo F. Rismondo, 835131 Padovatel. 049 8209246fax 049 [email protected]

Consulenza editoriale e impaginazioneMassimiliano Medei - [email protected] Marinella (RM)

StampaGIMAX - Santa Marinella (RM)Via Valdambrini, 22Tel. 0766 [email protected]

RedazionePoliLaPPc/o Dipartimento di Chimica Materiali eIngegneria Chimica “G. Natta”Politecnico di MilanoVia Mancinelli, 720131 MilanoTel. 022 399 3152Fax 022 399 [email protected]

Comitato di redazioneLuciano Lazzari (Politecnico di Milano)Marco Ormellese (Politecnico di Milano)MariaPia Pedeferri (Politecnico di Milano)Fabio Brugnetti (APCE-UCEMI)Lucio Francesco Venturini (Snam Rete Gas)

Comitato editorialeSergio Orsini (Snam Rete Gas)Umberto Lebruto (RFI)Alvaro Fumi (RFI)

Massimo Tiberi (GEA)Georgios Chlaputakis (Enel Rete Gas)Giuseppe Maiello (NAPOLETANAGAS)Paolo Del Gaudio (IRIDE)

Comitato scientificoFabio Bolzoni (Politecnico di Milano)Fabio Brugnetti (Snam Rete Gas)Vincenzo Mauro Cannizzo (Snam Rete Gas)Tiziana Cheldi (ENI E&P)Georgios Chlaputakis (Enel Rete Gas)Lorenzo Fedrizzi (Università di Udine)Romeo Fratesi (Univ. Politecnica delle

Marche)Alvaro Fumi (RFI)Luciano Lazzari (Politecnico di Milano)Tommaso Pastore (Università di Bergamo)Stefano Trasatti (NACE Italia, Università degli

Studi di Milano)

Le notizie e le opinioni negli articoli non impegnano laredazione ma esprimono soltanto quelle degli autori.


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CORSI DI PROTEZIONE CATODICA IN ACQUA DI MARE E NEL CALCESTRUZZO ARMATO

Visto il successo, anche nel 2014 saranno organizzati i corsi per la certificazionedel personale addetto alla protezione catodica di Livello 2 nel settori acqua dimare e calcestruzzo. Come tradizione, il corso dedicato alle opere in calcestruzzoarmato sarà svolto in lingua inglese, per rispondere alle richieste arrivate da varieparti d’Europa.Le date sono le seguenti:- Acqua di mare 23-27 giugno (con esame di certificazione il 28 giugno)- Calcestruzzo 14-18 luglio (con esame di certificazione il 19 luglio)

Per informazioni consultare il sito APCE (www.apce.it)o contattare la Segreteria dei Corsi ([email protected] – Ing. Silvia Beretta)

GIORNATE DI STUDIO “IL MONITORAGGIO DELLA PROTEZIONE CATODICA DI STRUTTUREINTERRATE”

Negli ultimi due anni APCE ha organizzato sul territorio italiano una serie di giornate di studio dedicate ai rivestimentie alla protezione catodica di strutture interrate. Le prossime giornate saranno dedicate al “monitoraggio della protezione catodica di strutture interrate”. Nel 2014sono previste due date: il 28 ottobre 2014 presso il Politecnico di Milano e il 27 novembre a Roma (sede da definire):durante la giornata saranno affrontati sia gli aspetti teorici -pratici legati all’esecuzione e all’interpretazione delle misuredi monitoraggio. Per informazioni contattare la segreteria APCE oppure PoliLaPP.

APCE PARTECIPA AL CONVEGNO ACQUA 2.0 – II EDIZIONE (ROMA, 27 MARZO 2014)

Continua la proficua collaborazione di APCE con Energia Media, iniziata lo scorso anno con il Workshop “Protezionedelle reti idriche dalla corrosione – valutazioni tecnico-economiche esperienze e prospettive” di Milano del 26 novem-bre 2013.Il prossimo 27 marzo 2014, infatti, APCE parteciperà – assicurando anche il proprio patrocinio all’evento – al primoincontro del percorso sul Settore Idrico che Energia Media ha in programma per il 2014. Un appuntamento per parlaredi reti, di economia, di politiche dell’acqua, di regolazione e di misurazione alla luce delle normative europee e dei nuoviaspetti regolatori in vigore.

Il convegno, dal titolo“Acqua 2.0 - II edizione TUTELA E VALORIZZAZIONE DEL PATRIMONIO IDRICO:

RIPARTE LA CIVILIZZAZIONE DEL PAESE”

che si terrà a Roma il 27 marzo 2014 presso il Centro Studi Americani – Via M. Caetani 32, si rivolge agli operatori delsettore acqua e a tutti coloro che sono interessati al tema, con l’obiettivo di creare un network di soggetti in grado diconfrontarsi periodicamente in maniera chiara e trasparente per far evolvere un settore cruciale per il Paese.APCE parteciperà al Convegno con un intervento istituzionale del proprio Presidente, l’ing. Vincenzo Mauro Cannizzo,con la relazione dal titolo “Il ruolo di APCE nella protezione dalla corrosione”, con l’obiettivo di sensibilizzare gli ope-ratori di settore sulle problematiche legate alla corrosione e sulla protezione/preservazione delle reti idriche metalli-che. Il programma del Convegno è consultabile sul sito www.industriaenergia.it – sezione Eventi Acqua 2.0. (per partecipareè obbligatorio registrarsi dal sito).Per altre informazioni : Segreteria Energia Media: tel. 02 78622540 – [email protected]

N E W S


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Dal 21 al 24 settembre 2014 si terrà il XII Convegno Nazionale AIMAT 2014 Lecce organizzato dall’Universitàdel Salento, http://www.aimat2014.unisalento.it Il convegno si propone di raccogliere i più recenti contributi scientifici prodotti dai gruppi di ricerca italiani ope-ranti nei diversi settori della Scienza e Tecnologia dei Materiali per l’Ingegneria. Il Comitato Organizzatore siattende contributi nell’ambito delle seguenti tematiche:1 - Biomateriali /Materiali per applicazioni biomedicali2 - Materiali polimerici3 - Materiali compositi4 - Materiali ceramici e vetri5 - Materiali leganti, malte e calcestruzzi6 - Materiali metallici e metallurgia7 - Materiali e ambiente8 - Materiali e beni culturali9 - Materiali porosi e nanostrutturati

E V E N T I


CICPND SERVIZI S.R.L.SOCIETA’ A RESPONSABILITÀLIMITATA CON UNICO SOCIO

Via C. Pisacane, 46 - 20025 Legnano (MI)Tel. +39 0331 545600 - Fax +39 0331 543030

PRS N° 012 CSGQ N° 064 A

Membro deli Accordi di Mutuo Riconoscimento EA e IAFSignatory of EA and IAF Recognition Agreement

CERTIFICAZIONE CICPND AL LIVELLO 3IN PROTEZIONE CATODICA

SESSIONE D'ESAME n° 13 - Anno 2014

CICPND SERVIZI SRL ha stabilito di tenere presso la propria Sede di Legnano laTredicesima Sessione d'Esame per la Certificazione CICPND al livello 3 inProtezione Catodica nel seguente settore di applicazione:

“Strutture Metalliche Interrate (T)”

Le prove, che saranno solo scritte, in conformità alla normativa UNI EN 15257 eal Regolamento CICPND SERVIZI SRL n° 83 sulla Qualificazione e Certificazionedel Personale addetto alla Protezione Catodica, avranno luogo dal 19 al 24Maggio 2014.

La domanda per l'ammissione agli esami dovrà essere richiesta a CICPND SER-VIZI SRL e inoltrata alla Segreteria entro e non oltre il 10 Aprile 2014.

La Segreteria di CICPND SERVIZI SRLè a disposizione per qualsiasi informazione,anche inerente alla sistemazione alberghiera

Tel. 0331 545 600 - Fax: 0331 543 030E-mail: [email protected]


L’EDITORIALEDI VINCENZO MAURO CANNIZZO

uesto numero di APCE NOTIZIE èdedicato al monitoraggio dellaprotezione catodica.Il monitoraggio dei parametridi protezione catodica è unodei settori in cui APCE

svolge la sua attività, promuovendo sia laricerca scientifica, sia lo sviluppo norma-

tivo. Infatti, in collaborazione con il

Politecnico di Milano, è stata portata a termine la prima parte di uno studio mira-to a dimostrare l’efficacia della protezione catodica di strutture metalliche interra-

te protette catodicamente, interferite da ferrovie e tranvie esercite in correntecontinua. La ricerca ha permesso di dimostrare, con prove sperimentali, l’ammissi-

bilità delle interferenze elettriche citate nelle Linee Guida APCE. Ricordiamo chetali documenti sono riconosciuti dall’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas e

sono quindi anche utilizzati per dimostrare l’efficacia della protezione catodica nellereti di trasporto distribuzione e stoccaggio del gas naturale.

Lo stesso studio è stato preso a riferimento come supporto tecnico nell’ambito delgruppo di lavoro incaricato della revisione del D.M. 23 febbraio 1971 N. 2445 (testo

modificato secondo il D.M. 10 Agosto 2004).Per quanto riguarda invece lo sviluppo normativo delle tematiche attinenti il moni-

toraggio, APCE è presente nei gruppi di lavoro UNI, apportando il proprio contribu-to all’aggiornamento della normativa internazionale ed europea, che vedrà nel pros-

simo futuro la revisione della norma UNI EN 13509 “PC - tecniche di misura”.Prosegue il nostro impegno nel settore delle reti idri-

che. Dopo il successo del workshop “Protezione dellereti idriche dalla corrosione”, tenutosi il 26 novembre

scorso presso il Politecnico di Milano, APCE ha dato ilsuo patrocinio ed interverrà al convegno “Acqua 2.0”

che si terrà a Roma il prossimo 27 marzo (per infowww.industriaenergia.it - sezione Eventi Acqua 2.0).

Buona lettura.

V. Mauro CannizzoPresidente APCE

Q


APCE Service S.r.l. - Società a Responsabilità Limitata con Socio Unico

Uffici di Amministrazione Unica e Segreteria

APCE SERVICE


Monitoraggiodella protezionecatodica

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PRINCIPI

l monitoraggio della protezione catodica comprende tutte le operazioni che hanno loscopo di verificare, in modo diretto o indiretto, il grado di protezione delle strutture.È bene tenere presente che la condizione di protezione (non-protezione; protezionecorretta; sovraprotezione) è legata alle condizioni che si instaurano localmente, comela densità di corrente e il potenziale locale, e non ai parametri globali come la correntetotale o il potenziale remoto.

Questa memoria è dedicata alla misura del potenziale di protezione, ed in particolare si affron-tano i seguenti temi: modalità di misura del potenziale, principali elettrodi di riferimento, signi-fica della lettura di potenziale, tecniche di eliminazione del contributo di caduta ohmica. Ovviamente il tema del monitoraggio della protezione catodica è molto più ampio; per maggioriinformazioni si rimanda al testo Protezione Catodica (di L. Lazzari, P. Pedeferri, M. Ormellese,Ed. PoliPress, Milano, 2006).

Misura del potenziale di protezione

Il criterio universalmente impiegato per la verifica della protezione catodica di una struttura èbasato sulla misura del potenziale, eseguita secondo lo schema riportato in Figura 1.Il circuito di misura è costituito da:

- un voltmetro a elevata impedenza- un elettrodo di riferimento (a contatto con l’elettrolita, terreno, acque, calcestruzzo)

collegato al polo negativo- la struttura da monitorare, collegata al polo positivo.La misura del potenziale può essere affetta da errori che devono essere eliminati.

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Figura 1 - Misuradel potenziale distrutture interrate eoffshore

Q u e s t a m e m o r i a è i n p a r t e t r a t t a d a l l i b r o : L . L a z z a r i ,P. P e d e f e r r i , M . O r m e l l e s e P r o t e z i o n e C a t o d i c a ( E d .P o l i P r e s s , M i l a n o , 2 0 0 6 )

Marco OrmelleseLuciano Lazzari Politecnico di MilanoDipartimento di Chimica,Materiali e IngegneriaChimica “G. Natta”


Elettrodi di riferimento

In Tabella 1 sono elencati gli elettrodi di rife-rimento impiegati sia in laboratorio sia incampo, per la misura del potenziale. Gli elet-trodi maggiormente impiegati sono i seguenti.

Elettrodo CSEL’elettrodo rame/solfato di rame saturo(Cu/CuSO4 saturo) è usato per monitorarele strutture interrate o in calcestruzzo arma-to; negli altri ambienti invece si inquina facil-mente. Anche nei terreni si può inquinarequando è usato come elettrodo di riferimen-to fisso. Due sono le ragioni del possibileinquinamento: l’ingresso dei cloruri nellasoluzione di solfato di rame che provoca lapassivazione del rame per formazione diossicloruro di rame sulla superficie dell’elet-trodo, e l’ingresso di ioni calcio che fannoprecipitare il solfato di calcio nella soluzione,sottraendo ioni solfato.

Elettrodo AACL’elettrodo argento/argento cloruro(Ag/AgCl) è utilizzato per strutture che ope-rano a contatto con ambiente marino. È

costituito da un filo di Ag su cui è depositatoAgCl per via elettrolitica. Il potenziale d’elet-trodo dipende dalla concentrazione dei clo-ruri in soluzione e quindi il suo uso in acquesalmastre richiede una taratura.

Tabella 1 - Elettrodi di riferimento e valori dei potenziali (V vs SHE)

Tipo di elettrodo Reazione elettrodica Potenziale

[a 25°C (V vs SHE)]Impieghi / note

SCECalomelanoHg/Hg2Cl2; Cl-

Hg2Cl2+2e = 2Hg+2Cl-

E=0,267-0,059log a Cl-

(-0,65 mV/°C)KCl saturo E = 0,244

Usato in laboratorio e come elettro-do di riferimento campione per lataratura degli elettrodi impiegati incampo

SSEMercurio/Solfato mercuro-so Hg/Hg2SO4; SO4

2-

Hg2SO4+2e = Hg+ SO42-

E=0,615-0,0295log a SO42-

(K2SO4 saturo E=0,710)K2SO4 saturo E = 0,710 Usato in laboratorio

AAC

Argento/cloruro d’argentoAg/AgCl, Cl-

Di solito ottenuto per viaelettrolitica in una soluzione diNaCl

AgCl+e = Ag+Cl-

E=0,222-0,059log a Cl-

(-0,6 mV/°C)

0,1 M KCl E = 0,2881 M KCl E = 0,222Acqua di mare E = 0,250

È impiegato in acqua di mare anchecome elettrodo fisso, ma è poco sta-bile e sensibile all’inquinamento. Sono in commercio elettrodi conelettrolita per uso in laboratorio

CSE

Rame/solfato di rame(Cu/CuSO4; Cu2+)Elettrodo di rame in soluzionedi CuSO4 satura; il ponte sali-no è realizzato con settoporoso in legno o ceramico

Cu2++2e = CuE=0,340+0,029log aCu2+

CuSO4 sat. E = 0,318 Val. pratico E = 0,3

Usato soprattutto nei terreni. Facileda preparare, è anche molto stabile.La presenza di cloruri lo inquina: ne èperciò sconsigliato l’uso in acqua dimare. Usato anche come elettrodofisso nei terreni

ZN Zinco/acqua di mareZn2++2e = Zn(Reazione di corrosione)

E = -0,80È usato in acqua di mare come elet-trodo di riferimento fisso. È usatoanche nel terreno in apposito backfill

MN

Biossido di manganeseMnO2

Biossido MnO2 in KOH(elettrolita) a pH 13.

MnO2 + 2e = (MnO2)2- E = 0,35È usato nel calcestruzzo come elet-trodo di riferimento fisso

MMO

Ti attivatoTitanio ricoperto di ossidi dimetalli nobili, quali Iridio eRutenio, in calcestruzzo(pH e ossigeno costanti).

E = +0,20immerso in calcestruzzo

È usato nel calcestruzzo come elet-trodo di riferimento fisso. Richiedeun voltmetro con impedenza supe-riore a 10 GΩ


Impedenza del voltmetro

Durante la misura, l’elettrodo di riferimentodeve mantenere il suo potenziale costante.Poiché nel circuito di misura circola una pic-cola corrente (in genere, lato voltmetro,dall’elettrodo alla struttura) è possibile unapolarizzazione dell’elettrodo (in generecatodica). Per minimizzare questa corrente ilvoltmetro deve possedere una resistenzainterna (impedenza) molto elevata. Infatti, lacorrente che circola nel voltmetro è data dalrapporto tra la tensione ai capi dei morsetti(la differenza di potenziale tra struttura eelettrodo) e la resistenza del circuito che inpratica è l’impedenza del voltmetro. Se, per esempio, la superficie dell’elettrododi riferimento è di 10 cm2, la differenza dipotenziale è 1 V e il voltmetro ha una impe-denza of 1 MΩ, la densità di corrente scam-biata dall’elettrodo di riferimento è 1mA/m2, che è più piccola della densità di cor-rente di scambio dei metalli attivi, comerame, zinco e ferro, ma è di almeno un ordi-ne di grandezza superiore alla densità di cor-rente di passività del Ti attivato. Per l’elet-trodo MMO-Ti, soprattutto se di piccoledimensioni, l’impedenza del voltmetro deveessere di almeno 10 MΩ per evitare la suapolarizzazione.

Contributi nella misuradel potenziale

Il valore del potenziale misurato mentre cir-cola la corrente di protezione, potenziale-on, Eon, è funzione della posizione dell’elet-trodo di riferimento rispetto alla strutturaed è somma di tre contributi, come schema-tizzato in Figura 3:

Eq. (1) E ≡ Eon = Eeq + η + IR

dove Eeq è il potenziale di equilibrio del metallorispetto all’elettrodo di riferimento usato, η èla sovratensione e IR è la caduta ohmica, chedipende dalla distanza elettrodo di riferimento– struttura, dalla resistività dell’ambiente edalla corrente circolante.La somma (Eeq + η) è il potenziale vero, ilvalore che deve essere confrontano con i crie-ri di normativa per stabilire il livello di prote-zione. Esso è anche indicato come potenzia-le-off, Eoff, oppure potenziale IR-free,EIR-free, ed è esprimibile anche rispetto alpotenziale di libera corrosione, Ecorr:

Eq. (2)Eoff = Eon - IR = (Eeq + η) = (ψ + Ecorr)

dove ψ è il contributo di sovratensionerispetto al potenziale di libera corrosione,Ecorr.

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La letturadel poten-ziale oncontiene uncontributodi cadutaohmica chedeve esse-re eliminato

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Tabella 2 - Equivalenza pratica tra gli elettrodi di uso comune

Figura 2 - Elettrodi di riferimento usati in protezione catodica

SHE AAC SCE CSE ZN MN MMO

SHE 0 -250 -240 +300 +800 -350 -200

AAC +250 0 +10 +50 +1050 -100 +50

SCE +240 -10 0 +60 +1040 -110 +40

CSE +300 +50 +60 0 +1100 -50 +100

ZN -800 -1050 -1040 +1100 0 -1150 -1000

MN +350 +100 +110 -50 +1150 0 +150

MMO +200 -50 -40 -100 +1100 -150 0

Esempio: Valore vs CSE = valore misurato vs Riferimento usato + valore colonna CSE


Il termine di caduta ohmica IR, che comevedremo rende difficile la corretta interpre-tazione del potenziale-on, è esprimibilemediante la relazione:Eq. (2) IR = ρ i ddove ρ è la resistività dell’elettrolita, i è ladensità di corrente nell’elettrolita e d ladistanza tra struttura e elettrodo di riferi-mento. In Tabella 3 si riportano alcune formuleapprossimate utili per il calcolo del contribu-to di caduta ohmica.

Interpretazionedel potenziale on

Come detto il potenziale-on, Eon, contieneun contributo di caduta ohmica che rendedifficile la deduzione del potenziale-vero; èinfatti solo rispetto a quest’ultimo che si puòstabilire il grado di PC in accordo con glistandard internazionali.Se si dispone del solo valore del potenziale-on, è possibile solo fornire un’interpretazionesul grado di PC. Infatti, quando il potenziale-on è più negativo del potenziale di protezio-ne (-0,85 V CSE) si è certi che una correntecatodica arriva sulla struttura e questo gene-ra un sensibile effetto di protezione (in gene-

rale la riduzione della velocità di corrosioneè di almeno un ordine di grandezza rispettoalla velocità di libera corrosione).Per una corretta analisi del livello di prote-zione è opportuno eleminare il contributo dicaduta ohmica.

Tecniche per eliminarela caduta ohmica

La caduta ohmica si annulla quando:- la distanza, d, elettrodo-struttura è ridot-

ta a un valore minimo (elettrodo fissoe capillare di Luggin). In questo caso simisura in modo corretto il potenzialevero

- la corrente, i, che circola tra struttura eelettrodo è azzerata (tecnica on-off).In questo caso è bene essere moltoattenti sul significato della misura duran-te il periodo di off della corrente di pro-tezione.

Elettrodo di riferimento fisso Per ridurre la caduta ohmica si può installareun elettrodo di riferimento fisso, postomolto vicino alla tubazione, come mostratoin Figura 4. Occorre fare attenzione a due

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Figura 3 - Misura del potenziale di strutture e significato della misura

Condizioni Parametri Caduta ohmica

Tubazione nuda

φ diametro esterno tubazione (m)io densità di corrente di protezione di ferro nudo

(mA/m2)ρ resistività ambiente (Ωm)H interro (m)d distanza trasversale dalla tubazione (m)K fattore geometrico

Tubazione rivestita(nessun difetto)

i densità di corrente di protezione reale (mA/m2)t spessore del rivestimento (m)ρ’ resistività del rivestimento (Ωm)

Tubazione rivestita(con difetti) ξ efficienza del rivestimento

K = 0.5 a 1.5


limitazioni. In primis, la caduta ohmica non siannulla perché la distanza elettrodo-struttu-ra è sempre troppo grande, dell’ordine delledecine di centimetri. In secondo luogo, que-sto metodo è efficace per strutture nude, manon è affidabile per le strutture rivestite per-ché il potenziale misurato è quello del difet-to del rivestimento più vicino che potrebbeessere a distanza notevole, anche kilometri,perciò includendo un sensibile contributo dicaduta ohmica.

Capillare di LugginLa caduta ohmica può essere annullata utiliz-zando un tubo capillare (per esempio untubo di plastica di diametro 3-4 cm) fissato inverticale con una estremità in prossimitàdella tubazione, e la seconda affiorante sulterreno. Il tubo è riempito di terreno e lamisura si esegue posizionando l’elettrodi diriferimento nell’estremità superiore deltubo.Valgono le stesse limitazioni illustrate nelcaso precedente.

Sonda di potenzialePer strutture rivestite sono più adatte le sondedi potenziale costituite da una piastrina conelettrodo di riferimento incorporato, comeillustrato in Figura 5, e un ponte elettroliticotra elettrodo e piastrina.La piastrina è collegata alla struttura così daricevere la corrente di protezione. Poiché l’e-lettrodo si trova molto vicino alla piastrina eall’interno del dispositivo dove non circolacorrente, la misura del potenziale non contie-ne il contributo di caduta ohmica.Molte sonde commerciali incorporano unelettrodo di riferimento CSE, il cui limite è ladurata dell’elettrodo che non supera i cinqueanni di vita per due ragioni: si asciuga e si inqui-na per ingresso dei cloruri e del calcio. Spessoè anche segnalata la risalita capillare della solu-zione di solfato di rame lungo i cavi. Per ovvia-re questi inconvenienti, sono in commerciosonde di potenziale che utilizzano elettrodidiversi: AAC, ZN e MMO che garantisconomaggiore stabilità e durata dell’elettrodo.

Tecnica ON-OFFLa tecnica on-off si basa sul seguente fattosperimentale: quando si interrompe la cor-rente, il contributo di caduta ohmica siannulla in un tempo molto breve, dell’ordinedi 10-6 secondi, le sovratensioni di attivazio-ne, cioè quelle legate allo sviluppo di idroge-no, si annullano nell’ordine dei millisecondi,mentre quelle di concentrazione, cioè relati-ve alla riduzione di ossigeno, in tempi più lun-ghi, dell’ordine dei secondi e perfino ai giorni(Figura 6).

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Figura 4 - Elettrodo di riferimento fisso

Figura 5 - Sonda fissa con elettrodo di riferi-mento incorporato

Figura 6 - Esempio di registrazione del poten-ziale con tecnica on-off


La lettura del potenziale deve pertanto esse-re effettuata subito dopo l’apertura del cir-cuito, in un tempo inferiore a 0,1 s; solo in talcaso il valore letto è il potenziale-vero opotenziale-off.

La tecnica presenza alcune limitazioni che sidescrivono nel seguito.

Condizioni di sovraprotezione. È benericordare che in condizioni di sovraprotezio-ne il processo catodico prevalente è lo svi-luppo di idrogeno, i cui effetti di polarizzazio-ne si esauriscono dopo qualche millisecondodallo spegnimento della corrente. Pertanto sela lettura del potenziale è effettuata tra 0,1 e1 s dall’interruzione della corrente, è possibi-le registrare una depolarizzazione di 200 –300 mV, che comporta un grave errore nel-l’interpretazione della registrazione delpotenziale. Per ridurre al minimo tale erroredi lettura, è necessario utilizzare un acquisito-re ad alta velocità di campionamento, e legge-re il potenziale in un tempo inferiore a 0,1 s.

Strutture rivestite e correnti equaliz-zatrici. Se la tecnica on-off si applica a strut-ture rivestite e il rivestimento presenta difet-ti di diversa dimensione, insorgono due ordi-ni di problemi. Il primo deriva dal fatto che ilpotenziale della superficie di un difettodipende dalla sua dimensione, e più piccolo èil difetto, più negativo è il suo potenziale. Insecondo luogo, la presenza di difetti condiverse dimensioni produce l’insorgenza dicorrenti equalizzatrici tra i difetti piccoloverso quelli grandi (Figura 7) che tende aequilibrare i potenziali, per cui i difetti piùpiccoli si nobilitano e viceversa per quelli piùgrandi. Il potenziale-off che si registra è unasorta di media pesata dei potenziali di cia-scun difetto sulla rispettiva superficie:

Sonde ON/OFFIl maggiore svantaggio della tecnica on-off èla difficoltà di interpretazione del potenziale-off, Eoff, in relazione alle correnti equalizzatri-ci. Meglio ricorrere all’uso delle cosiddettesonde on-off, che simulano un difetto del rive-stimento di dimensione nota, in genere da 10a 100 cm2, come è schematizzato in Figura 8. La sonda è costituita da una piastrina diacciaio nudo di superficie nota, in genere da10 a 100 cm2, collegata alla tubazione. Si pos-sono misurare la corrente assorbita e ilpotenziale. Inoltre, senza interrompere laprotezione della tubazione, si può applicarela tecnica on-off alla sola piastrina, aprendo ilsuo collegamento elettrico alla tubazione.Questo dispositivo consente, quindi, di veri-ficare se un difetto di note dimensioni è inprotezione e di misurare la densità di cor-rente di protezione del difetto. Il limite diquesto dispositivo è che il potenziale-offcontiene un contributo di caduta ohmicadovuta alla corrente di protezione che con-tinua a fluire nel terreno.

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Figura 7 - Correnti equalizzatrici che si instau-rano dopo l’off della corrente di protezione

Figura 8 - Schema di sonda on-off

Le sondeON/OFFsimulano undifetto delrivestimentoe consento-no la verifi-ca dellecondizionidella P.C.


Effetto dei picchianodici sulle condi-zioni di protezione catodica

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RICERCA

icchi di potenziale

Nella rappresentazione o visualizzazione grafica delle misurazioni del poten-ziale on (Eon) delle strutture metalliche in protezione catodica (PC), eseguitecon strumenti registratori a carta e a microprocessore, portatili o stazionari

provenienti da un sistema di telesorveglianza, si rilevano talvolta degli incrementi e degli abbas-samenti, pressoché istantanei, del valore del potenziale-on, Eon, che può risultare più positivo opiù negativo del valore del potenziale di protezione (Eprot = -0,85 V CSE inteso come potenzialevero, cioè al netto delle cadute ohmiche). Queste momentanee variazioni del potenziale, misu-rate nell’arco delle ventiquattro ore, hanno di solito una durata massima inferiore al minuto.I picchi di possono essere originati da variazioni di tipo impulsivo delle correnti disperse daisistemi di trazione eserciti in corrente continua (tranvie e ferrovie), come ad esempio l’inser-zione o disinserzione dei motori di trazione per mezzo di dispositivi collegamento serie-paral-lelo, momenti di incrocio dei tram o treni su binari paralleli (corrente di valore doppio), piùbinari paralleli tra loro e percorsi contemporaneamente da più tram o treni sia sullo stessobinario sia su tutti i binari, eventi transitori che possono disturbare le condizioni ordinariedell’esercizio ferrotranviario, ecc.Possono inoltre essere causati da fluttuazioni istantanee della corrente erogata dagli alimenta-tori di PC per disturbi di breve durata intervenuti sulla rete elettrica di distribuzione, da feno-meni transitori indotti sulla struttura connessi a commutazioni, manovre o guasti sulle lineeelettriche ad alta e media tensione, da sovratensioni per perturbazioni atmosferiche.Allo stato attuale, il D.M. 23/02/1971 n. 2445 “Norme tecniche per gli attraversamenti e per iparallelismi di condotte e canali convoglianti liquidi e gas con ferrovie ed altre linee di traspor-to” sancisce che sono da considerarsi non accettabili picchi d’interferenza anodica che causanovariazioni di potenziale al di sopra del suddetto valore soglia. Tuttavia, sulla base di un’ampiacasistica da parte degli operatore del settore, è noto che a singoli picchi anodici, rilevati durantele registrazioni periodiche del potenziale, piuttosto di rado corrisponde un evento di corrosio-ne; lo stato di corretta protezione delle strutture sembra garantire la protezione anche durantei brevi transitori in cui si manifestano i cosiddetti picchi. Ne consegue come ai fini della inter-pretazione delle registrazioni dei potenziali sulle strutture e della applicazione di criteri di sicu-rezza sia necessario stabilire la reale pericolosità dei picchi d’interferenza registrati su una tuba-zione in PC, in relazione al livello di protezione, alla durata e all’intensità del picco.

PMarco OrmelleseLuciano Lazzari Andrea BrennaPolitecnico di MilanoDipartimento di Chimica,Materiali e IngegneriaChimica “G. Natta”

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Interpretazione dei picchi dipotenziale

I valori misurati del potenziale-on sono com-prensivi della caduta ohmica, IR, provocatadalle correnti che circolano nel terreno (cor-rente di protezione o corrente dispersa), chedipende dalla posizione dell’elettrodo di rife-rimento rispetto alla struttura monitorata. Si può in generale scrivere:

Eq. (1)

dove IR ha segno negativo se la corrente nelterreno circola in senso catodico, vale a diredal terreno verso la struttura, e segno posi-tivo in caso contrario, cioè quando la corren-te nel terreno circola in senso anodico, valea dire dalla struttura verso il terreno. Neconsegue che:

- Eon è più negativo di Eoff se la corrente ècatodica;

- Eon è più positivo di Eoff se la corrente èanodica.

Pertanto, le correnti disperse, che possonomodificare a valori più positivi il parametroEon e che quindi possono influenzare l’effica-cia della protezione catodica, sono quelledisperse dalla struttura verso il terreno. Lasola presenza di un gradiente anodico nelterreno senza scambio di corrente metallo-terreno, non provoca alcuna variazione delpotenziale Eoff e quindi non compromettel’efficacia della protezione catodica.Nei terreni a bassa resistività, la corrente diprotezione può provocare cadute di tensio-ne IR di decine di millivolt, mentre nei terre-ni ad alta resistività le cadute di tensionepossono assumere valori di alcuni volt evalori fino a qualche decina di volt per le cor-renti disperse.

Valutazione della pericolositàdei picchi di potenziale

Occorre partire dall’equazione (1), che legail potenziale misurato, Eon, la caduta ohmicanel terreno, IR, causata dalla circolazione dicorrente, e il potenziale vero, Eoff, della strut-tura. Le variazioni dei due termini, Eoff e IR,che determinano il valore del potenzialemisurato hanno andamenti temporali moltodiversi, e precisamente:

- IR varia istantaneamente come varia lacorrente circolante nel terreno;

- Eoff, potenziale vero della struttura, deter-minato dalla densità di corrente di prote-zione, e definito dalla somma del poten-ziale di equilibrio del metallo (ferro),costante, e dalla polarizzazione acquisita,variabile con la corrente (catodica o ano-dica) scambiata, varia molto lentamente.Infatti, mentre la variazione di correntepuò essere veloce, la variazione dellapolarizzazione è sempre lenta, se non len-

tissima, perché definita dalle modificazionichimiche all’interfaccia metallo-soluzione(alcalinità prodotta dalla PC, in condizionidi protezione, e concentrazione di ioniferro, in condizioni di corrosione). Neconsegue che Eoff varia sempre molto len-tamente, dell’ordine della decina disecondi e parallelamente la reazione chi-mica di corrosione all’interfaccia metallo-soluzione ha inizio con un ritardo dellostesso ordine di grandezza.

In realtà, occorrerebbe distinguere tra duesituazioni opposte:

- Struttura in libera corrosione o in insuffi-ciente PC, con picchi positivi (E > Ecorr)

- Struttura in PC con picchi isolati positivi(E > Eoff)

Nel primo caso, in pratica per le strutturein libera corrosione, la corrosione ha ini-zio contestualmente al verificarsi del piccoanodico e la sua velocità dipende dall’entitàdella polarizzazione (variazione positiva delpotenziale vero). In questo caso, la perdita di spessore (ossiala corrosione) è data da:

Eq. (2)

dove t è la durata del picco positivo e vcorr èla velocità di corrosione. La velocità di cor-rosione (µm/anno) è data dalla relazione (siveda il testo Protezione Catodica di Lazzari-Pedeferri-Ormellese pubblicato da Polipress,Milano 2006):

Eq. (3) (µm/anno)

dove icorr è la velocità di corrosione causatadalla corrente di interferenza, ψa (mV) è lasovratensione anodica (calcolata comesegue: ψa = E - Ecorr) e 30 mA/m2 è la velocitàdi libera corrosione in assenza di interferen-za (la pendenza anodica del ferro della rettadi Tafel è stata presa ba = 100 mV/decade).Poiché in pratica la densità di corrente ano-dica massima su una falla di un rivestimentoè dell’ordine di qualche A/m2 e la massimasovratensione anodica, ψa, è di circa di 200mV (due ordini di grandezza rispetto allecondizioni di libera corrosione), ne derivache la velocità di corrosione durante unpicco anodico è di circa 3 mm/anno. A que-sto valore corrisponde una perdita di spes-sore massima di circa 0.006 µm per ognipicco di potenziale-on anodico della duratadi un minuto. Come detto, questo calcolo èapplicabile solo nel caso di assenza di PC.Per le strutture in PC la situazione è diffe-rente. La corrente di protezione, infatti, pro-duce sulla superficie della struttura condizio-ni di alcalinità a causa della reazione catodicadi riduzione di ossigeno (o di sviluppo diidrogeno). Picchi anodici di qualche minutonon sono preoccupanti, poiché questotempo non è sufficiente dal punto di vistachimico per distruggere l’alcalinità e dare ini-

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zio alla reazione di dissoluzione del metallo.Se invece l’interferenza anodica ha una dura-ta maggiore, per esempio di 3600 s (1 h)anche continuativi, con interferenza che siripete ogni 24 h, è possibile che inizialmentel’interferenza neutralizzi l’alcalinità all’inter-faccia metallo-terreno, e in un secondomomento provochi un aumento del poten-ziale, fino a raggiungere anche il potenziale dilibera corrosione. Il tempo necessario perneutralizzazione l’alcalinità, con successivopossibile inizio di corrosione, dipende siadalla condizioni di PC che dall’intensità del-l’interferenza anodica.

Prove di laboratorio

Sono state effettuate presso PoliLaPP –Laboratorio di Corrosione dei Materiali “PietroPedeferri” – delle prove di laboratorio atte averificare gli effetti di picchi anodici d’inter-ferenza sulla corrosione delle tubazioni inacciaio al carbonio interrate in protezionecatodica. Le prove sono state realizzate su campioniin acciaio al carbonio di superficieesposta 1 cm2, simulante un difetto nelrivestimento (Figura 1).I provini sono stati posti all’interno di unacella da 1 L contenente sabbia e una solu-zione simulante un terreno saturo abassa resistività. La soluzione di prova ècosì composta: 1 g/L Na2SO4 (che corrispon-de a circa 700 mg/L di ioni solfato), 0.2 g/LNaCl (che corrisponde a circa 100 mg/L dicloruri). La resistività del terreno è 15 Ω·m.Le prove sono state condotte a due livellidi PC:

• densità di corrente 0.03 A/m2, compatibi-le con il livello minimo di protezione(potenziale di protezione -1.0 V CSE);

• densità di corrente 2.0 A/m2, simulante lecondizioni di sovraprotezione cherappresentano lo stato effettivo del livel-lo di protezione dell’acciaio in corrispon-denza dei difetti presenti nel rivestimen-to (potenziale di protezione -1.3 V CSE).

La misura del potenziale di protezioneè stata effettuata con un elettrodo di riferi-mento CSE mediante l’utilizzo di un capillaredi Luggin per eliminare i contributi di cadutaohmica. Sono stati applicati tre livelli di densità dicorrente anodica d’interferenza (i):

• i = 0.1 A/m2

• i = 1.0 A/m2

• i = 10 A/m2

Ogni picco giornaliero d’interferenza anodi-ca ha durata 3600 s.La durata delle prove è 2 mesi, al termine deiquali è stata calcolata la velocità di corrosio-ne dei provini mediante misura della perditadi massa.

Monitoraggio del potenziale

Il potenziale di protezione dei provini èstato misurato quotidianamente prima diapplicare la corrente anodica d’interferenza.I provini protetti con 0.3 A/m2 mostrano unpotenziale di protezione compreso tra -1.0e -1.1 V CSE, mentre i provini protetti con2.0 A/m2 mostrano dei potenziali di prote-zione tra -1.2 e -1.3 V CSE. Il potenziale è stato anche misurato duranteil picco d’interferenza giornaliera (3600s/giorno) mediante un datalogger in grado diregistrare una misura ogni 2 secondi. InFigura 3-4 si mostrano alcuni andamenti delpotenziale dei provini sottoposti ai tre livellid’interferenza. Si osserva, soprattutto per leinterferenze a densità di corrente maggioree per i provini in sovraprotezione catodica,un aumento del potenziale di protezione,fino ad anche +1.0 V CSE, che si esauriscenell’arco di 20 minuti. Quindi il potenzialetende a dimnuire.

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Figura 1 - Provino d’acciaio e porta-campione

Figura 2 - Cella di prova: provino, tubo di Luggine controelettrodo


Interpretazionedella lettura di potenziale

Valori di potenziale così elevati durante i pic-chi anodici possono essere giustificati consi-derando gli effetti sul comportamento anodi-co del metallo da parte dell’alcalinità prodot-ta dalle reazioni che avvengono sull’acciaio inPC. Più precisamente, le reazioni catodicheche avvengono sull’acciaio in protezione(riduzione di ossigeno e/o sviluppo di idroge-no) promuovono un aumento di pH nellasoluzione a contatto con l’acciaio, secondo lereazioni:

riduzione di ossigeno

sviluppo di idrogeno

L’ambiente alcalino ha un riconosciuto effet-to benefico sul metallo in quanto promuovela formazione di un ossido di passività (ofilm di passività) protettivo. L’aumento di pHè tanto maggiore quanto più grande è ladensità di corrente di protezione, ovveroquanto più negativo è il potenziale di prote-zione. Misure di pH condotte in precedentitest sperimentali hanno mostrato che il pHpuò raggiungere valori compresi tra 11 e 13,a seconda della densità di corrente di prote-zione applicata. Tale valore dipende anchedalle condizioni fluidodinamiche e di diffu-sione delle specie ioniche formate nell’elet-trolita a contatto con il metallo.Occorre sottolineare che l’interruzionedella PC a causa della corrente d’interferen-za non annulla istantaneamente l’alcalinitàprecedentemente formata che viene inparte mantenuta conferendo al metallo uncomportamento di tipo passivo. In altreparole, l’alcalinità residua permette di man-tenere sull’acciaio condizioni di passivitàanche dopo l’interruzione della correntecatodica. In generale, in condizioni di passività si regi-strano variazioni di potenziale significative(dell’ordine del Volt) se il materiale scambiacorrente in senso anodico poiché l’ossidooffre maggiore resistenza allo scambio dicorrente. Viceversa, in assenza del film dipassività e a parità di corrente anodicascambiata, le variazioni di potenziale sonopiù contenute.Ciò significa che, al contrario di quantoaccade con un metallo attivo, una significati-va variazione del potenziale in senso anodi-co non necessariamente corrisponde a ele-vate velocità di corrosione per un materialein condizioni di passività come l’acciaio inPC.Tornando agli andamenti del potenziale, inpresenza di 10 A/m2 anodici si registra unsignificativo aumento di potenziale, dovutocome detto alle condizioni di passivitàinstaurate durante il precedente periodo diPC. Il potenziale raggiunge valori che supe-rano il potenziale della reazione di dissocia-zione dell’acqua che porta allo sviluppo diossigeno e alla produzione di acidità, secon-do la reazione:

dissociazione dell’acqua con sviluppo di ossigeno

A pH neutro il potenziale d’equilibrio di que-sta reazione è +0.5 V CSE e diminuisce di 60mV per ogni aumento di un’unità di pH. Ne

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Figura 3 - Monitoraggio del potenziale durantel’interferenza anodica per i provini polarizzati a-1.0 V CSE

Figura 4 - – Monitoraggio del potenziale durantel’interferenza anodica per i provini polarizzati a-1.3 V CSE


consegue che l’acidità prodotta dalla reazio-ne che avviene sul metallo tende nel tempoa neutralizzare l’alcalinità prodotta dalla PCcon un indebolimento graduale della passi-vità e la diminuzione del potenziale.In sintesi, l’alcalinità prodotta dalle reazioniche avvengono sull’acciaio in PC promuovecondizioni di passività che permangonoanche dopo l’interruzione della protezioneper un tempo limitato. L’alcalinità residuatende ad annullarsi nel tempo a causa deiprocessi anodici che avvengono durante l’in-terferenza.

Misure di velocitàdi corrosione

La Figura 5 riporta i valori di velocità di cor-rosione misurata sperimentalmente per iprovini polarizzati a -1.0 V CSE e sottopostia interferenza anodica per 3600 s/giornocon densità di corrente di 0.1, 1 e 10 A/m2. Èproposto il confronto con la velocità di cor-rosione stechiometrica calcolata mediante lalegge di Faraday. I valori vanno così interpre-tati: la velocità di corrosione teorica espri-me la massa di ferro corrosa per unità disuperficie durante ogni picco d’interferenza(un picco al giorno). La velocità di corrosio-ne sperimentale è calcolata partendo dallaperdita di massa misurata per unità di super-ficie e dividendo per il numero di picchi (odi giorni).Si osserva una buona corrispondenza tra ivalori di velocità di corrosione teorici equelli ricavati sperimentalmente. In partico-lare, la velocità di corrosione sperimentalemisurata sui provini interferiti con 1 e 10A/m2 anodici è confrontabile con quella pre-vista dalla legge di Faraday. Analogamente al caso precedente, la Figure6 riporta la velocità di corrosione per i pro-vini polarizzati catodicamente a -1.3 V CSE.Si osserva che, in presenza di 10 A/m2, lavelocità di corrosione misurata sperimental-mente (283 µm/anno) è sensibilmente infe-riore a quella attesa dal calcolo teorico (483µm/anno). In aggiunta, il suddetto valoresperimentale è minore di quello misuratoper il provino polarizzato a -1.0 V CSE (aparità di condizioni d’interferenza). Questo può essere interpretato dal fattoche interviene il contributo benefico dell’al-calinità che si sviluppa nella soluzione a con-tatto con il campione di acciaio protettocatodicamente. L’aumento di pH è infattitanto maggiore quanto più grande è la den-sità di corrente di protezione, ovvero quan-to più negativo è il potenziale di protezione.La minore velocità di corrosione sul provinopolarizzato a -1.3 V CSE può essere pertan-to spiegata considerando il forte contributodell’alcalinità sviluppata durante le 23 ore diPC precedenti il picco d’interferenza.

Nel momento in cui questo contributo sva-nisce, l’acciaio inizia a corrodersi alla velo-cità di corrosione attesa e calcolata con lalegge di Faraday. In prima analisi, è possibilestimare che, essendo la velocità di corrosio-ne sperimentale circa il 60% di quella teori-ca, il contributo dell’alcalinità tenderebbe asvanire in circa 20-30 minuti a partire dall’i-nizio dell’interferenza.Questo comportamento non è stato osser-vato in presenza di 0.1 e 1 A/m2 d’interferen-za. Le velocità di corrosione sperimentalisono confrontabili con quelle teoriche,anche se inferiori a quelle misurate in pre-senza di 10 A/m2 di interferenza.

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Figura 5 - Confronto tra la velocità di penetrazio-ne sperimentale e teorica al variare della densitàdi corrente d’interferenza per i provini in protezio-ne catodica a -1.0 V CSE

Figura 6 - Confronto tra la velocità di penetrazio-ne sperimentale e teorica al variare della densitàdi corrente d’interferenza per i provini in protezio-ne catodica a -1.3 V CSE


TELEMAGNETICA

Conclusioni

In base a quanto esposto, è ragionevole pen-sare che picchi anodici della durata massimadi 600 secondi continuativi non provochinocorrosione dell’acciaio in protezione catodi-ca poiché questo tempo non è sufficiente adare inizio alla reazione di dissoluzione delmetallo.Sulle tubazioni d’acciaio in protezione cato-dica possono essere pertanto ammesse delle

interferenze anodiche per un totale di 3600s al giorno, purché l’interferenza non sia con-tinuativa e che ogni picco d’interferenza nonsuperi la durata di 600 secondi. Il tempo chedeve intercorrere tra due picchi positivi nondovrebbe essere inferiore alla durata mediadi ciascun picco, assumendo che i tempi diproduzione delle condizioni di protezione(stato di PC) e i tempi di distruzione dellestesse (picco anodico) si equivalgano.

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Monitoraggio della prote-zione catodica di pipeli-ne sottomarine tramite tecnica delgradiente: metodologia e risultati

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CASE STUDY

l trasporto di idrocarburi mediante condotte sottomarine richiede da parte deglioperatori del settore una gestione che persegua l’obiettivo non solo di assicurarel’operabilità degli asset, ma anche la loro sicurezza e il rispetto dell’ambiente. Inquest’ottica sono stati sviluppati piani e attività mirate a garantire l’integrità dellelinee, con un approccio basato sull’analisi e la gestione del rischio, attraverso ilmonitoraggio delle linee e la pianificazione di campagne ispettive. In tale ambito si

colloca anche il monitoraggio della protezione catodica, finalizzato a valutare l’integrità dalpunto di vista della corrosione esterna. Le condotte sottomarine presentano alcune specifichedifficoltà per l’esecuzione dei rilievi del profilo di potenziale, legate non solo alla necessità diricorrere a operazioni subacquee, ma anche all’impossibilità del contatto elettrico con la strut-tura ove questa è rivestita e in molti casi all’interramento nel fondale marino. Questi limiti sonotuttavia superati con la tecnica dell’elettrodo remoto, che, attraverso la misura delle caduteohmiche, permette di verificare le condizioni di protezione e di individuare difetti del rivesti-mento. Sono qui descritti i principi di questa tecnica di ispezione, di cui sono illustrate, sullabase di esperienze di campo, l’applicazione sia al caso delle condotte interrate sia al caso diposa sopra il fondale.

Monitoraggio delle condotte sottomarine e integrate

La rete delle condotte sottomarine per il trasporto di idrocarburi si articola nel mondo peruna lunghezza complessiva, al 2010, di oltre 170.000 km, di cui oltre 145.000 km sono posatead una profondità inferiore a 300 m e 23.000 km ad una profondità compresa tra 300 m e 1.500m [1].Quasi la metà delle condotte sono collocate in Nord America (circa 48.000 km) e nel Mare delNord (36.000 km), mentre, per quanto riguarda il bacino del Mediterraneo, la rete si estendeper oltre 5.000 km, posata per oltre la metà dei casi ad una profondità compresa tra 15 e 500m.Il 75% delle linee dell’area del Mediterraneo è stato installato negli ultimi due decenni. Per farfronte alla crescente domanda energetica, nei prossimi anni saranno completati nuovi sistemi digasdotti e oleodotti (Galsi, TAP, IGI, South Stream). Considerando le costruzioni del 2013 ed iprogetti attualmente pianificati per i prossimi anni, si hanno circa ulteriori 11.000 km previstinell’area europea, ed oltre 96.000 km a livello globale [2].L’ampliamento della rete di distribuzione ha portato anche allo sviluppo di un complesso siste-

I P. Marcassoli,A. BonettiCescor srlVia Maniago 1220134 Milano

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L ’ a r t i c o l o s e g u e n t e è i n a m p i a p a r t e b a s a t o s u l l a v o r od i B . B a z z o n i , F. B e l l o n i , A . B o n e t t i e F. D u r a n t i( C e s c o r ) , p r e s e n t a t o a l l e G i o r n a t e N a z i o n a l i s u l l aC o r r o s i o n e e P r o t e z i o n e d e l l ’ A I M d e l 2 0 1 1 .


ma di gestione delle condotte, atto a garan-tirne l’integrità per l’intera vita di esercizio(pipeline integrity management) per assicurareil trasporto delle risorse energetiche in con-dizioni di sicurezza, prevenendo possibilidanni, in buona parte attribuibili alla corro-sione interna ed esterna [3], che avrebberoun notevole impatto economico ed ambien-tale.

La gestione dell’integrità interessa tutte lefasi di vita della condotta sottomarina, par-tendo dalla sua progettazione fino alladismissione, con un approccio basato sull’a-nalisi e la gestione del rischio. All’internodelle attività periodiche di monitoraggiodelle linee si collocano le ispezioni di prote-zione catodica, con gli obiettivi primari di:

− determinare lo stato di protezione della

linea dalla corrosione esterna (esposizio-ne ad acqua di mare/fango marino);

− valutare lo stato di integrità e la vita resi-dua del sistema di protezione catodica, inassociazione con i risultati di un esamevisivo;

− definire lo stato di integrità della linea e delsuo rivestimento, consentendo la pianifica-zione mirata di interventi di ripristino.

Protezione catodicadelle condotte sottomarine

Le linee offshore sono esposte, dal punto divista della corrosione esterna, ad un ambien-te particolarmente aggressivo come l’acquadi mare ed il fango marino. In queste condi-zioni, la protezione dalla corrosione si attuageneralmente con la combinazione di unrivestimento protettivo, con la funzione diridurre la superficie di metallo nudo esposta,e di un sistema di protezione catodica adanodi galvanici, che agisce in corrispondenzadi difetti del rivestimento [4]. Gli anodi galvanici, spesso in forma di brac-ciali (Fig. 2), sono costituiti da leghe di allumi-nio oppure di zinco e sono uniformementedistribuiti lungo la tubazione, con spaziaturenell’ordine di poche centinaia di metri (laspaziatura massima è di 300 m [4]).

Così come avviene per le condotte interrateonshore, lo stato di protezione è monitoratoattraverso l’acquisizione del profilo di poten-ziale lungo la linea. Tuttavia, rispetto alle lineea terra, le condotte sottomarine presentanoalcune specifiche difficoltà per l’esecuzionedelle misure, dovute a:

• impossibilità del contatto elettrico con lastruttura per la presenza di rivestimentoe la mancanza di punti di misura;

• possibile interramento della condotta nelfondale marino.

Queste criticità, che si aggiungono alle diffi-coltà legate alla necessità di operare anche aprofondità elevate, sono state superateattraverso la tecnica dell’elettrodo remoto(“Remote Electrode Survey”) [4].

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Figura 1 - distribuzione per profondità e posi-zione geografica delle condotte sottomarine, riferi-ta al 2010

Figura 2 - anodi a bracciale per la protezionecatodica di una condotta sottomarina, prima dellaposa in mare.


Tecnica dell’elettrodo remoto

La tecnica dell’elettrodo remoto prevede l’u-tilizzo di tre elettrodi di riferimento, denomi-nati “remote”, “tip” e “field”. Gli elettrodi tip

e field sono montati a una distanza fissa (adesempio 0.5 m) in una sonda portaelettrodidotata di punta metallica per la misura delpotenziale mediante contatto elettrico diret-to. La sonda è installata su un ROV (RemotelyOperated Vehicle) in moto lungo la condottada ispezionare, mentre l’elettrodo remoto,fissato all’imbarcazione di comando e acqui-sizione, è mantenuto in una posizione suffi-cientemente distante dalla tubazione, almenoa 30 m, dove il potenziale si può ritenere noninfluenzato dal campo elettrico tra gli anodigalvanici e la superficie catodica costituitadalla condotta, e in approssimazione costan-te. La Fig. 3 mostra alcuni componenti delsistema di monitoraggio e la sonda installatasu un ROV.Il profilo del potenziale è ottenuto combi-nando il profilo delle cadute ohmiche, dovutealla circolazione di corrente tra anodi e cato-di, con il potenziale della tubazione misuratoin corrispondenza dei suoi punti accessibili

(anodi, flange, ecc.) [5].Il potenziale della tubazione in un genericopunto di coordinata x, ovvero Ex, è dato da:

(1)

dove Ea è il potenziale dell’anodo misuratocon elettrodo di riferimento tip mediantecontatto elettrico sull’anodo stesso, ΔVa lacaduta ohmica sull’anodo misurata tra l’elet-trodo remoto e quello locale (tip), ΔVx lacaduta ohmica laterale, tra l’elettrodo tip alladistanza x lungo la tubazione e quello remote.Il termine Ea - ΔVa ha il significato di poten-ziale remoto, considerato costante.La Fig. 4 illustra un esempio di ricostruzionedel potenziale di una condotta sottomarina.La misura di contatto del potenziale di unanodo galvanico accessibile della condotta(Pos. 1) è effettuata mediante l’elettrodo diriferimento posizionato in prossimità dell’a-nodo. Il contatto con l’anodo viene realizza-to mediante il puntale metallico. Nello stesso

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La tecnicadell’elettro-do remotoprevedel’utilizzo ditre elettro-di di riferi-mento

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Figura 3 - Componenti del sistema di monitoraggio e sonda installata su ROV

Figura 4 - Ricostruzione del profilo di potenzialedi una condotta sottomarina con tecnica dell’elet-trodo remoto. Tutti i potenziali sono riferiti all’elet-trodo Ag/AgCl.


istante è acquisito il potenziale dell’anodorispetto all’elettrodo remoto.In assenza di contatto diretto, i potenziali deipunti intermedi tra gli anodi a bracciale sonoricavati come di seguito esemplificato:

I potenziali a valle dell’anodo successivosono poi ricostruiti in modo analogo.Contestualmente all’acquisizione del profilodi potenziale, è acquisito il profilo della den-sità di corrente di protezione, ricavato come:

(2)

dove IRloc è la caduta ohmica tra gli elettroditip e field, ρ la resistività dell’acqua di mare ed la distanza tra tip e field.Il profilo della densità di corrente consentedi ottenere le seguenti informazioni:

− corrente erogata dagli anodi, necessariaper la stima della vita residua degli stessianodi;

− individuare l’eventuale presenza di difettinel rivestimento.

L’interpretazione del profilo di gradiente èstata approfondita anche attraverso l’impie-go della modellazione agli elementi finiti(FEM), per la valutazione della correlazionetra caduta ohmica laterale e dimensione deidifetti del coating e stima della minimadimensione rilevabile dei difetti [6].

Risultati

La tecnica dell’elettrodo remoto può essereapplicata sia nel caso di strutture posate sulfondale marino sia nel caso di strutture

interrate. A titolo di esempio, si riportano iprofili relativi a questi due casi. La Tabella 2riporta i dati delle condotte.La Fig. 5 riporta i profili di potenziale e densitàdi corrente ottenuti: sulla base del profilo dipotenziale, in entrambi i casi, per le strutturesi rilevano condizioni di protezione, conpotenziali inferiori a -800 mV vs Ag / AgCl [4].Il profilo di densità di corrente mostra la pre-senza di picchi anodici in corrispondenza deglianodi e l’assenza di picchi catodici, quindi l’as-senza di difetti significativi nel rivestimento (ilsegno dei picchi dipende dal collegamentodegli elettrodi tip e field al voltmetro). La posi-zione degli anodi è evidente anche nel profilodi potenziale, ove in corrispondenza deglianodi si rileva un picco di circa 1 mV, chedenota un’elevata efficienza del rivestimento.Come si può apprezzare dai grafici, la tecnicae la strumentazione adottate consentono dimisurare cadute ohmiche dell’ordine del deci-mo di mV, che, nel caso del profilo di densità dicorrente si traducono in densità di correntinell’ordine di 0,5 mA/m2. Attraverso la legge diFaraday, è stato poi possibile effettuare la stimadella vita residua del sistema di protezionecatodica sulla base della densità di corrente; inentrambi i casi la vita residua è risultata supe-riore alla vita di progetto delle linee.

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Posizione Ea vs REM [V] EREM vs TIP [V] Ex (Ea vs TIP agli anodi ) [V]

1 -1,025 Mis. -0,025 Mis. -1,050 Mis.

2 “ Cost. da Pos. 1 +0,015 Mis. -1,025 + 0,002 = -1,023 Calc.

3 “ Cost. da Pos. 1 +0,095 Mis. -1,025 + 0,010 = -1,015 Calc.

Mis.: Misurata; Calc.: Calcolata

Tabella 2 - caratteristiche di una condotta sotto-marina non interrata e di una interrata

Parametro Condotta non interrata Condotta interrata

Lunghezza [m] 33.428 95.278

Profondità max [m] 53 7

Interramento [m] - 1,0÷1,8

Diametro [“] 20 28

Rivestimento 3mm polietilene triplo strato 2,5 mm epossidico + polipropilene

Appesantimento gunite gunite

Anno 1996 2006

Resistività acqua [Ωm] 0,2 1,0

Mat. anodo Lega Al-In-Zn Lega Al-In-Zn

Lunghezza anodo [m] 0,700 0,525

Spessore anodo [mm] 40 80

Peso netto anodo [kg] 105 265


CONCLUSIONI

Le ispezioni di protezione catodica offshoreconsentono di valutare l’integrità delle condot-te sottomarine dal punto di vista della corrosio-ne esterna. Esse presentano alcune specifichedifficoltà, dovute anche all’impossibilità di avereun contatto diretto se non in pochi punti, e alpossibile interramento della condotta. Questecriticità sono comunque superate attraverso ilmetodo dell’elettrodo remoto, che permettesia di ricavare il profilo di potenziale della con-

dotta, che il profilo di densità di corrente. I risul-tati mostrati, acquisiti nel corso di campagneispettive di condotte sottomarine interrate oposate sul fondale, dimostrano che la metodo-logia di indagine è efficiente ed affidabile perdeterminare lo stato di protezione, la presenzadi difetti nel rivestimento e la vita residua delsistema di protezione catodica e, più in genera-le, per contribuire a definire lo stato di integritàdella struttura, consentendo la pianificazionemirata di interventi che si possono renderenecessari nel corso della vita operativa.

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Figura 5 - Profili di potenziale edensità di corrente per: a) condot-ta sottomarina non interrata; b)condotta interrata nel fondalemarino

RIFERIMENTI

[1] Database Infield System Limited, Dicembre 2010.[2] Worldwide Pipeline Construction: Crude, products plans push 2013 construction

sharply higher, online, 2013.[3] D. Powell, CORROSION 2008, Paper N. 08135, Houston, TX, NACE International.[4] ISO 155889-2, Petroleum and Natural Gas Industries – Cathodic Protection of

Pipeline Transportation Systems – Part 2: Offshore Pipelines, 2012.[5] J. Britton, CORROSION 1992, Paper N. 422, Houston, TX, NACE International.[6] P. Marcassoli, A. Bonetti, L. Lazzari, M. Ormellese Modeling of Potential Distribution of

Subsea Pipeline Under CP by Finite Element Method, NACE Corrosion 2013,Orlando, Florida, U.S.A., March 2013

[7] L. Lazzari, P. Pedeferri, M. Ormellese, Protezione catodica, PoliPress (Milano), 2006


Contacts: EUROCORR 2014

ASSOCIAZIONE ITALIANA

DI METALLURGIA

P.le R. Morandi, 220121 Milano, Italy

phone +39 0276021132fax +39 0276020551

e-mail: [email protected]

European Federation of Corrosion

Event nr. 364

EUROCORR 2014EUROPEANCORROSIONCONGRESS

8-12 September 2014

Pisa · Italy

www.eurocorr2014.org

14

-mail: eue

phone +39 0276021132

ASSOCI

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[email protected] rocor-mail: eufax +39 0276020551

phone +39 0276021132taly I, oilanM20121

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AIM - Associazione Italiana di Metallurgia invites you to join EUROCORR 2014in Pisa. AIM has in fact been designated by the EFC (European Federation ofCorrosion) as the organizer of the EUROCORR 2014 which will be held inPisa, Italy, from 8 to 12 September 2014. The Congress will be staged atthe Palazzo dei Congressi located a few steps away from the historical citycenter. The city of Pisa plays host to treasures of priceless value, making it oneof Italy’s most important cities of art: Piazza dei Miracoli, with its world-famousLeaning Tower, is the hub of the prized artistic and architecturalofferings.Following the prestigious tradition of the previous congresses of theseries, for EUROCORR 2014, AIM intends to build on the past success and toreconfirm the European Corrosion Congress as the premier forum in the fieldof corrosion science and engineering. Scope of the Congress is to foster thetransfer of information and experiences among delegates with academic andindustrial backgrounds and to yield information on recent developments inall areas of corrosion protection. The main theme of EUROCORR 2014 will be“Improving materials durability: from cultural heritage to industrial

applications” and it will aim at asserting the critical role of corrosion science,technology and engineering in extending the life of materials. The scientificprogram will comprise plenary meetings, keynote lectures, workshops andoral and poster presentations articulated into sessions based around thethemes of the 19 EFC Working Par-ties. The Congress will be accompaniedby an exhibition situated within the Palazzo dei Congressi at whichcompanies, institutes and other concerns dealing with corrosion preventionwill have a unique opportunity to showcase products and services.Finally, theCongress will offer a rich social program designed to give delegates

pleasurable opportunities to meet informally and to enjoy the very attractive city of Pisa and the charmedsurrounding region of Tuscany, offering many important tourist destinations. The EUROCORR LocalOrganizing Committee and the Congress Chairmen Lorenzo Fedrizzi and Luciano Lazzari invite perspectiveauthors to submit contributions and look forward to welcoming EUROCORR 2014 in Pisa.Important deadlines:

Submission of abstracts:

January 13, 2014

Notification of acceptance to authors: March 31, 2014

Submission of full manuscripts:

May 30, 2014

INVITATIONFOR

EUROCORR2014


Protezione delleReti idrichedalla Corrosione

WORKSHOP

APCE“Associazione per la protezione dalle corrosioni elet-trolitiche”, in data 26/11/13 ha erogato il 1° workshop“Protezione delle Reti Idriche dalla Corrosione”.

L’evento, organizzato in collaborazione con PoliLaPP Politecnico di Milano ed Energia media,sponsorizzato dalle Società “Tecnosystem Group”, “Procor Protezione Catodica”,“Telemagnetica”, “Silca di Bari” con il patrocinio di “UNI”, “FederUtility”, “AIM AssociazioneItaliana Metallurgia”, ha avuto pieno successo con oltre 90 partecipanti ai lavori.

Svolgimento dei Lavori

Nella presente memoria sono elencante le tematiche esposte e coordinate in mattinata da Prof.L. Lazzari (PoliLaPP) e nel pomeriggio dal Dott. E. Martinelli (Energiamedia). Il download dellepresentazioni è attivo nelle news del sito www.apce.it.

Fabio Brugnetti APCE-UCE-MI

di

in collaborazione con

valutazioni tecnico-economiche esperienze e prospettive26 novembre 2013 - Aula Castigliano

Politecnico di Milano - Piazza Leonardo da Vinci, 32 - 20133 Milano - Edificio 5 (piano terra)

Protezione delle Reti Idrichedalla Corrosione

organizza il Workshop

Va lu taz i on i t ecn i co - economiche , esper i enze e p rospet t i ve


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APCE haorganizzatoil primoworkshop“Protezionedelle retiidrichedalla corro-sione”

09.30 – 09.50 Apertura dei lavori:V.M. Cannizzo (Presidente APCE(sostituito dal Segretario APCE

Dott. L. Venturini)E’ illustrata la struttura di APCE, gli scopi, ilruolo nella normativa a livello nazionale edeuropeo e le attività contingenti che vedo-no APCE in stretta collaborazione con ilMinistero delle Infrastrutture e deiTrasporti e con RFI per la modifica del D.M.“NORME TECNICHE PER GLI ATTRAVER-SAMENTI E PER I PARALLELISMI DI CON-DOTTE E CANALI CONVOGLIANTILIQUIDI E GAS CON FERROVIE EDALTRE LINEE DI TRASPORTO”.Si evidenzia l’impegno sempre crescente diAPCE nell’assicurare la divulgazione del-l’informazione tecnica sulla la protezionecatodica attraverso giornate studio e con-vegni e l’impegno nella formazione prope-deutica alla certificazione del personaleaddetto alla protezione catodica secondoUNI EN 15257.

09.50 – 10.20 Il servizio idrico erelativi scenari

(Ing. S. Bosetti – Direttore GeneraleFondazione EnergyLab)

La tematica trattata ha permesso ai pre-senti ai lavori di ricevere le informazionisulla configurazione della rete idrica inItalia quindi sui criteri di scelta dei mate-riali impiegati nel passato e nella realtàodierna per la realizzazione della filieradell’acqua.In relazione alla configurazione della reteidrica è stato illustrato il contesto norma-tivo per la gestione del “Servizio IdricoIntegrato” con la relativa determinazionedegli Ambiti Territoriali Ottimali “ATO”.In tale contesto è stato illustrato anche ilruolo di AEEG per la regolazione e il con-trollo dei servizi idrici con la stima degliinvestimenti necessari nei prossimi 30anni.

10.20 – 10.40 Intervento UNI(Ing. Giorgio Re)

Ben coordinato il contenuto della presenta-zione tenuta dall’Ing. Re che ha permesso dimettere in evidenza l’importanza dell’aggior-namento normativo in relazione al contestoalla realtà delle reti idriche. La trasparenza e il consenso tecnico chestanno alla base del processo normativo èindispensabile per portare valore aggiunto almondo industriale in tutte le sue applicazioni,nei processi, nei servizi e nei prodotti.Viene illustrato il ruolo di UNI e le relazionicon i gruppi di lavoro europei, internazionalie con APCE.

11.10 – 11.30 La corrosione “esterna”delle reti idriche metalliche

(Prof. M. Ormellese – PoliLaPP)Con questa presentazione, il Prof.Ormellese sposta l’attenzione del work-shop sugli aspetti tecnici legati ai fenomenidi corrosione che possono accadere sullereti idriche metalliche.Viene illustrato il fenomeno della corrosioneelettrochimica dei metalli a contatto con ilterreno che comprende, corrosione genera-lizzata, corrosione batterica, corrosione peraerazione differenziale e contatti galvanici.La relazione tra il singolo fenomeno elettro-chimico e la tipologia / morfologia di corro-sione riscontrabile sui metalli ha suscitatomolto interessi nei partecipanti ai lavori.


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11.30 – 12.00 I metodi di protezionedelle tubazioni interrate

(F. Brugnetti – APCE)

A seguire F. Brugnetti illustra come si appli-ca la protezione catodica per mitigare erendere trascurabile i fenomeni di corrosio-ne elettrolitica che possono interessare lasuperficie esterna di una struttura metallicaa contatto con il terreno.Per assicurare l’integrità delle strutturemetalliche interrate il tipo di protezione ècostituito da due provvedimenti tra loro inte-ragenti e complementari: l’applicazione di unrivestimento isolante e l’attuazione della pro-tezione catodica (PC) con anodi galvanici ocon impianti a corrente impressa.I criteri di attuazione della protezione catodi-ca vengono illustrati sempre in riferimentoalla normativa internazionale, europea e ita-liana vigente, focalizzando l’attenzione sui cri-teri che risultano tecnicamente applicabili allarealtà impiantistica della rete idrica in Italia.

12.00 – 12.20 Valutazione tecnico-economica dei metodi di protezione

(Prof. L. Lazzari – PoliLaPP)Di fondamentale importanza l’esposizionedal Prof. Lazzari che dimostra l’affidabilitàdella protezione catodica come tecnicaimpiegata per mitigare il fenomeno dellacorrosione elettrolitica delle strutture

metalliche interrate.Per ottenere un sistema efficace in massimasicurezza l’impiego dei rivestimenti non deveescludere la parte elettrochimica e viceversa,quindi la presenza di un guasto “perforazionedell’acciaio” è attribuibile alla mancanza diuno o di entrambe gli elementi.L’affidabilità della protezione catodica è unbene economico che assicura un beneficio esi realizza in sede di progettazione e, neltempo, con il monitoraggio dei parametrielettrici della protezione attuata.Dall’analisi dello studio presentato si evinceche il costo di una struttura in acciaio chesi corrode in 25 anni è pari al doppio delcosto della messa in opera e manutenzionedella protezione catodica, quindi il bilancioenergetico dimostra la convenienza che laprotezione catodica restituisce.

12.20 – 12.40 Protezioni delle retiidriche dalla corrosione

(C.d.I Consulenze di Ingegneria)Si conclude con questa tematica la parte teo-rica sui benefici che si ottengono nel proteg-gere le strutture metalliche interrate.Nella fattispecie la presentazione focalizzal’importanza che può avere la protezionecatodica nel limitare i danni da corrosioneche inevitabilmente possono contaminarele acque potabili.

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itLa normati-va interna-zionale èorientataad incre-mentare laqualità deiservizi

Data la percentuale di perdita delle reti idri-che la gestione delle infrastrutture deveconsiderare le pressioni di esercizio inmodo tale che la pressione interna sia sem-pre maggiore di quella esterna, questo perrendere trascurabili i fenomeni di contami-nazione dell’acqua trasportata che potreb-be venire a contatto con l’ambiente circo-stante le condotte.

14.00 – 14.30 Formazione eCertificazione

(a cura APCE – F. Brugnetti)Terminata la pausa pranzo, prima di darespazio alle esperienze di campo legate almondo idrico, F. Brugnetti illustra i criteri diformazione e certificazione del personaleaddetto alla protezione catodica.La normativa internazionale è orientata adincrementare la qualità dei servizi, tant’èche nel mondo del trasporto e distribuzio-ne del gas naturale, la richiesta di operatoridi protezione catodica certificati secondo icriteri europei EN 15257 è crescente.APCE è riconosciuta come Centro diFormazione ai sensi della norma EN 15257,vengono quindi illustrati i requisiti minimidella norma.

14.30 – 15.00 Esperienze di campo -Protezione catodica

di un acquedotto sottomarino(Ing. F. Fontanot – ACEGAS-APS)

L’Ing. Fontanot illustra un prestigioso pro-getto relativo a una condotta idrica sotto-marina varata nel golfo di Trieste nel 1971.La condotta realizzata in acciaio X52 spes-sore 14 mm lunghezza 18 km è stata rivesti-ta con rivestimento bituminoso e appesan-tita con calcestruzzo armato.La presentazione ha messo in risalto le pro-blematiche realizzative e di varo della strut-tura e come, in tale contesto, sono stateimpiegate risorse per assicurare la qualitàdel rivestimento isolante.La condotta, a termine varo, è stata protettacatodicamente con sistema a correnteimpressa e il monitoraggio dei parametrielettrici è tutt’ora assicurato.A dimostrazione dell’efficacia delle soluzio-ni tecniche adottate, dopo oltre 40 anni, lastruttura risulta integra ed in esercizio.

15.00 – 15.30 Esperienze di campo -Impianto di protezione catodica sulla

rete acquedottistica di Milano(Ing. M. Ghia – Metropolitana

Milanese)

L’Ing. Ghia ha illustrato la complessa strut-tura della rete idrica di Milano, mettendo inevidenza i criteri di progettazione adottati apartire dall’800 fino ad arrivare ai giorninostri con le valutazioni tecniche applicatealle condotte metalliche sottoposte alleinterferenze elettriche provocate dalla retetranviaria elettrificata.La messa in protezione catodica di alcuneporzioni di rete è risultato il metodo neces-sario e indispensabile per garantire la conti-nuità del servizio della rete idrica.

15.30 – 16.30 Tavola rotondae conclusioni

La giornata di studio ha suscitato un elevatointeresse nei partecipanti ai lavori, gli inter-venti tecnici sono stati molteplici e hannocontribuito ad arricchirne il contenuto tec-nico.

APCE si impegna a proporre il secondoevento nel 2015 per dare seguito alletematiche presentate e per aggiornarcisulle prospettive future di questo settoretecnico.

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ulla questione della telelettura dei gruppi di misura del gas (G.d.m.), ormai intesinel volgo tecnico come “gas smart meters”, sono state consumate molte tastie-re di computer (i romantici fiumi d’inchiostro del passato ormai non si versanopiù…). Nondimeno la questione è fortemente attuale e ormai, è risaputo, lo svi-luppo della tecnologia di specie, fa espresso riferimento alle specifiche tecnichedi specie elaborate dal Comitato Italiano Gas - CIG e pubblicate dall’UNI.

Stiamo ovviamente riferendoci alla celeberrima serie normativa UNI TS 11291, che si arricchi-sce di una nuova “costola” denominata UNI TS 11291-11, dedicata all’intercambiabilità deigruppi di misura “intelligenti”.Prima però di dare alcune informazioni sulle nuove specifiche tecniche, è opportuno fare qual-che passo indietro, ripercorrendo, a beneficio del lettore, alcune fasi salienti della vicenda “gassmart meters”.Con l’ormai arcinota Delibera ARG/gas 155/08 (oggi abrogata e sostituita, in quanto integratanelle Direttive, ai sensi della deliberazione 573/2013/R/gas e dalla deliberazione 27 dicembre2013 631/2013/r/gas), l’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) ha dato mandato al CIGper lo sviluppo dei documenti normativi, relativi a prodotti e sistemi che soddisfino i requisitiriportati nella Delibera stessa, e in particolare facilitino l’interoperabilità dei G.d.m. e relativicomponenti della rete di comunicazione, per quanto applicabile.Nella prima fase del susseguente sviluppo normativo, sono state elaborate le UNI TS 11291,parti da 1 a 10.Conformi allo specifico dettato normativo, sono i dispositivi che già attualmente equipaggianoi G.d.m di tipo industriale, al servizio di utenze di consumo di fascia alta ed intermedia. Il cro-noprogramma dell’AEEG, prevede infatti, l’installazione dei G.d.m. con suddivisione articolatasulle fasce di consumo. Si è partiti dalla fascia più alta (industriale) e si arriverà al completamento del programma d’in-stallazione con la sostituzione dei G.d.m. della fascia più bassa, quelli in esercizio nel mercatoresidenziale, secondo una tempistica accuratamente definita che arriverà fin oltre il 2018. Nella seconda fase di azione normativa, il CIG ha costituito una Task Force, a cui sono statichiamati a far parte esperti provenienti dall’industria, supportati dagli stakeholder nelle fasi dicondivisione delle scelte tecniche. L’obiettivo fissato era il completamento dei requisiti tecnici delle UNI TS 11291 per consentirel’intercambiabilità dei G.d.m. per gli usi residenziali.Quando si discute di “interoperabilità” e di “intercambiabilità”, grande è la confusione tra i nonaddetti ai lavori.Vediamo di fare un minimo di chiarezza in merito, ricorrendo alle definizioni specifiche tradottedal rapporto tecnico” CEN/CLC/ETSI/TR 50572 “Functional reference architecture for communi-

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Le nuove norme UNIper l’intercambiabilitàdei gruppi di misura del gas(Gas smart meters)

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cations in smart metering systems”. Il riferimento è d’obbligo in quanto il manda-to M441 “Open architecture for utility metersinvolving communication protocols enabling inte-roperability”, sullo smart metering, che preve-de disposizioni in merito all’architettura fun-zionale ed all’uso di protocolli di comunica-zione approvati in ambito europeo, è allabase della cosiddetta “architettura CIG”. Le definizioni in parola:

• interoperabilità: capacità di un sistemadi scambiare dati con altri sistemi di dif-ferenti tipi e/o provenienti da differentifabbricanti

• intercambiabilità: capacità di sostitui-re un dispositivo (un G.d.m.) con unaltro, senza ridurre le funzionalità origi-nali e senza malfunzionamenti o perditadi efficienza del sistema complessivo.

Come si può intendere dalle definizioni, allanuova parte denominata UNI TS 11291-11,dedicata all’intercambiabilità nel massmarket è demandato un “affinamento” ulte-riore rispetto alle precedenti parti del com-pendio normativo (UNI TS 11291-1 fino aUNI TS 11291-10). Esso si sostanzia nellapossibilità di poter sostituire, scambiandoliin campo, dispositivi di diversi fabbricanti(G.d.m. e componenti di rete, es. i concen-tratori) senza perdita di funzionalità.Una delle motivazioni principali della neces-sità dell’intercambiabilità, è legata ai passaggidi concessione, in occasione dei quali tra leaziende di distribuzione avviene uno scam-bio di impianti per acquisizione/cessione,con il conseguente rimescolamento dellapopolazione dei contatori telegestiti.Un’altra motivazione è da riferirsi al tipo dicomunicazione scelta, ovvero quella radio a169 MHz, che per natura si propaga a lunghedistanze dando luogo ad aree di ricoperturada parte di diversi concentratori. Andiamo a enumerare le specifiche tecniche

di cui stiamo trattando:UNI TS 11291-11 Parte 1 - Sistemi di misu-razione del gas - Dispositivi di misurazionedel gas su base oraria-Parte11-1:Generalità UNI TS 11291-11 Parte 2 - Sistemi di misu-razione del gas: Modello dati UNI TS 11291-11 Parte 3 - Sistemi di misu-razione del gas: Profilo di comunicazione suinterfaccia locale UNI TS 11291-11 Parte 4 - Sistemi di misura-zione del gas: Profilo di comunicazione PM1UNI TS 11291-11 Parte 5 - Sistemi di misu-razione del gas: Profilo di comunicazione PP3La specifica opera di normazione non siconclude però con queste pubblicazioni.La parte 11-6:Specifiche di test di certifica-zione di conformità è in avanzata fase di ela-borazione e presto verrà pubblicato ancheun rapporto tecnico (UNI TR) sulle evolu-zioni e servizi aggiuntivi sul profilo di comu-nicazione PM 1.E’ in fase di pubblicazione il documentoUNI/TS 11291-3 Appendice B – “Sistemi dimisura del gas - Dispositivi di misura del gassu base oraria - Parte 3: Protocollo CTR -Appendice B - Oggetti specifici per apparec-chi ci classe A2 e A1”.Crediamo inoltre che sia opportuno ricor-dare che queste specifiche tecniche nasconodal mandato di AEEG e come tali, sianocogenti per l’ attuazione delle deliberazionisuccitate. Infine, è ambizione del CIG proporre tuttoil compendio normativo UNI TS 11291 alivello CEN, per contribuire ai lavori incorso sui tavoli europei, offrendo soluzioniche potranno essere mutuate nel più vastoquadro europeo e riproposte anche peraltre necessità di misurazione, quale adesempio quella dell’acqua. E’ insomma unagrande opportunità di primeggiare ancorauna volta in Europa, in un momento noncerto felice per il nostro Paese.


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Esercizi risolti…

Durante l’interro di una tubazione nell’apposita trincea, alcune zolle di argilla rimangono,erroneamente, a contatto con la tubazione dove è presente un graffio nel rivestimento (sipuò anche parlare di sfortunata coincidenza!). Spiegare perché e dove si instaura la corro-sione per aerazione differenziale? Stimare e giustificare una velocità di corrosione.

L’argilla a causa della sua composizione è satura di acqua, per cui non permette la diffusione di ossigeno.Per questo motivo, sotto la zolla di argilla si determina la zona anodica mentre l’area catodica è la super-ficie circostante. Per ironia, il letto di posa che è prescritto di materiale fine ma drenante è molto per-meabile all’ossigeno, per cui la macrocoppia è molto attiva.

ESERCIZI

a cura di

PoliLaPPLaboratorio di Corrosione deiMateriali "Pietro Pedeferri" Politecnico di Milano

Continua la rubrica dedicata alla risoluzione di esercizi numerici di corrosione e pro-tezione catodica, alla discussione dei criteri di protezione e alla presentazione dialcuni casi pratici di corrosione. Di seguito troverete la soluzione ai due esercizi proposti nel numero 54 e due nuoviesercizi non risolti… Se siete incuriositi dall’esercizio e volete proporre una soluzione, scrivete a [email protected]. Sarete immediatamente contattati …

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Secondo lo schema di calcolo riportato illustra in APCE notizie 53, riducendo la dimensionedel difetto a pochi cm2, pur considerando una resistività elevata (per esempio, 100 Ωm) lavelocità di corrosione (in µm/anno) è all’incirca 300 volte il diametro della tubazione (in m).In un metanodotto di diametro 1 m, la velocità è di qualche centinaio di µm/anno.

Supponendo di non effettuare alcuna manutenzione al rivestimento di una tubazione, di quan-to aumenta in 10 anni di esercizio la densità di corrente di protezione a causa del degradonaturale del rivestimento?

La risposta a questa domanda è duplice perché comporta la distinzione tra: il valore utilizzato in sede di pro-gettazione e il degrado effettivo durante l’esercizio. La normativa prevede un tasso annuo di degrado chedipende dall’ambiente e dal tipo di rivestimento; di solito si utilizza una regola empirica del tipo: efficienzainiziale minima del 99,9 % e una diminuzione dell’efficienza di massimo 0,5 % per anno. Per cui dopo 10 anni,l’efficienza del rivestimento è stimata di: 99,9 – 10 x 0,5 = 94,9 %.Questa valutazione è molto cautelativa, per cui spesso si considera un rateo di degrado del rivestimento di0,1 % per anno, per cui l’efficienza dopo 10 anni diventa: 99,9 – 10 x 0,1 = 98,9 %. La gestione pratica della PC fornisce dei dati molto più ottimistici (e per fortuna) che sono ricavati dall’an-damento della corrente di protezione necessaria per il mantenimento del potenziale di protezione. In primoluogo è doveroso sottolineare che la corrente di protezione iniziale è il risultato di un’efficienza molto piùalta di 99,9%, per esempio 99,99%. Partendo da valori di corrente molto bassi (anche inferiori a un cente-simo della densità di corrente protezione dell’acciaio nudo, che corrisponde alla densità di corrente limitedi diffusione dell’ossigeno) in dieci anni si ha un aumento della corrente intorno all’uno o due percento, con-fermando la stima sopra riportata di un rateo di degrado annuo di circa 0,1%.

… e da risolvere !!!• Presso una stazione ferroviaria è stato effettuato il monitoraggio del potenziale di alcune puntaz-

ze in acciaio al carbonio della rete di terra. Durante la circolazione dei treni (15 ore al giorno) siregistrano in alcune zone della stazione degli aumenti medi del potenziale di 200-400 mV e inaltri casi una diminuzione massima del potenziale di 100 mV. Calcolate la variazione della velocitàdi corrosione delle puntazze. (Suggerimento. La velocità di libera corrosione dell’acciaio al carbo-nio è 50 mA/m2 in assenza di interferenza).

• Il rischio di corrosione per interferenza da correnti vaganti è maggiore per tubazioni che corronoperpendicolarmente a un binario, oppure quelle poste parallelamente? Perché?


La redazione informa

ASSOCIAZIONE PER LA PROTEZIONE DALLE CORROSIONI ELETTROLITICHE

Il prossimo numero di APCE notiziesaranno dedicato

N. 56 – Giugno 2014, Interferenze elettriche.

Istruzioni per gli autori

Gli articoli inviati alla redazione devono preferibil-mente rispettare la seguente struttura:- Titolo - Autori con affiliazione (completa) - Sommario (o abstract)- Titolazione dei paragrafi principali, per esempio:

• Introduzione• Condizioni sperimentali (o dati di progetto)• Risultati• Discussione• Conclusioni

- Ringraziamenti (eventuali)- Riferimenti (bibliografici o fonti di altra natura, peresempio siti web)

Manoscritti, fotografie e materiale grafico inviati allaredazione non saranno in ogni caso restituiti.

Nota

Le notizie e le opinioni contenute negli articoli nonimpegnano la redazione ed esprimono quelle degliautori.

n. 39 - dicembre 2009

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4AEEG

Progetto semplificazione

Delibera per il trasporto

del gas naturale

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Intervista Ing. C. Pillon

ACEGAS APS

Spazio CIG

La responsabilità giuridica

parte seconda

pg.

22

Spazio CIG

Vietato il “fai da te”

pg.

25pg.

8Recenti attivazioni delle lineeferroviare AV/AC italiane

pg.

42010Forum Italiano Sicurezza Gas

Interferenza da correntealternata: prove sul campo

pg.

15

n. 40 - giugno 2010w w w . a p c e . i t

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Spazio CIGCompletato l’assetto normativo

per i nuovi materiali

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PROTEZIONE CATODICARiferimenti Normativi

PROTEZIONE CATODICARiflessioni sui dato AEEG

pg.

24

CERTIFICAZIONE DEL PERSONALE

Le regole nella protezione catodica

n. 34 - settembre 2008w w w. a p c e . i t

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CALENDARIO FORMAZIONEED EVENTI 2014

www.apce.it

Accosiazione per la Protezione dalle Corrosioni Elettrolitiche

Insieme per la sicurezza e la qualitàdelle strutture metalliche

T1 • 25° Corso UNI EN 15257 - CORPORATE EDITION AD HOC SRG17-21 febbraio 2014 Sede dell’evento: NapoliObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore TModalità di Iscrizione: CORPORATE EDITION - CLOSED

T1 • 26° Corso UNI EN 15257 3-7 marzo 2014 Sede dell’evento: PratoObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore TModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

R1-2 • 1° Corso addestramento per rivestimenti UNI EN 1525717-19 marzo 2014 Sede dell’evento: Cortemaggiore/FiorenzuolaObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale Modalità di Iscrizione: iscrizione on-line

R1-2 • ESAMI DI RICERTIFICAZIONE UNI EN 1525713 marzo 2014 Sede dell’evento: Cortemaggiore/FiorenzuolaModalità di Iscrizione: vedi organismo di certificazione

T2 • 23° Corso UNI EN 1525724-28 marzo 2014 Sede dell’evento: PratoObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore TModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

corso COMPLETO

corso COMPLETO

Costo Soci APCE (IVA esclusa) € 1.300,00Costo non Soci APCE (IVA esclusa) € 1.600,00iscrizioni BLOCCATE

NOVITÀ 2014


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T1-2 • 18° Corso di Aggiornamento UNI EN 15257 22-23 aprile 2014 Sede dell’evento: Politecnico MilanoObiettivo: Corso destinato al rinnovo del Certificato o alla ricertificazioneModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

T1-2 • ESAME DI RICERTIFICAZIONE UNI EN 1525724 aprile 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoModalità di Iscrizione: vedi organismo di certificazione

T1 • 27° Corso UNI EN 15257 5-9 maggio 2014 Sede dell’evento: Marghera (VE)Obiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore TModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

T2 • 24° Corso UNI EN 152579-13 giugno 2014 Sede dell’evento: Marghera (VE)Obiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore T Modalità di Iscrizione: iscrizione on-line

• ESAME DI CERTIFICAZIONE UNI EN 1525716-18 giugno 2014 Sede dell’evento: Marghera (VE)Modalità di Iscrizione: vedi organismo di certificazione

M2 • Corso UNI EN 15257 PC IN ACQUA DI MARE23-27 giugno 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore M Modalità di Iscrizione: iscrizione on-line

M2 • ESAMI DI RICERTIFICAZIONE UNI EN 1525728 giugno 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoModalità di Iscrizione: vedi organismo di certificazione

C2 • Corso UNI EN 15257 PC concrete14-18 luglio 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore CModalità di Iscrizione: vedi organismo di certificazione

C2 • ESAMI DI RICERTIFICAZIONE UNI EN 1525718 luglio 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoModalità di Iscrizione: vedi organismo di certificazione

T1 • 28° Corso UNI EN 15257 1-5 settembre 2014 Sede dell’evento: PerugiaObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personaleModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

T3 • Corso UNI EN 1525729 settembre 1 ottobre 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale LIV3Modalità di Iscrizione: iscrizione on-line

Costo Soci APCE (IVA esclusa) € 1.300,00Costo non Soci APCE (IVA esclusa) € 1.600,00iscrizioni aperte

corso COMPLETO

corso COMPLETO

Costo Soci APCE (IVA esclusa) € 1.400,00Costo non Soci APCE (IVA esclusa) € 1.700,00Da organizzare

Costo Soci APCE (IVA esclusa) € 1.400,00Costo non Soci APCE (IVA esclusa) € 1.700,00Da organizzare

corso COMPLETO

NOVITÀ 2014


T1 • 29° Corso UNI EN 152576-10 ottobre 2014 Sede dell’evento: PerugiaObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore TModalità di Iscrizione: iscrizione on-line



• Giornata di Studio28 ottobre 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoObiettivo: Protezione Catodica - MonitoraggioModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

T2 • 26° Corso UNI EN 15257 - ad hoc SRG3-7 novembre 2014 Sede dell’evento: NapoliObiettivo: Corso destinato alla certificazione del personale - Settore TModalità di Iscrizione: CORPORATE EDITION - CLOSED

T1-2 • 19° Corso di aggiornamento UNI EN 1525717-18 novembre 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoObiettivo: Corso destinato al rinnovo del Certificato o alla ricertificazioneModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

T1-2 • ESAMI DI RICERTIFICAZIONE UNI EN 1525719 novembre 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

T1-2 • ESAMI DI CERTIFICAZIONE UNI EN 1525720-21 novembre 2014 Sede dell’evento: Politecnico di MilanoModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

• Giornata Studio27 novembre 2014 Sede dell’evento: RomaObiettivo: Protezione Catodica - MonitoraggioModalità di Iscrizione: iscrizione on-line

APCE Service S.r.l. - Formazione e ConsulenzaDirezione e coordinamento di APCE Associazione per la Protezione dalle Corrosioni ElettroliticheSede Legalec/o Studio CommercialistiViale Gozzadini,11 - 40124 BolognaUffici di Amministrazione Unica e Segreteria APCE Service S.r.lc/o Snam Rete Gas S.p.A.Largo F. Rismondo, 835131 PadovaTel. +39 049 8209111 Fax +39 049 8209331E-mail [email protected]

APCESede Legalec/o ItalgasVia del Commercio, 1100154 Roma

Uffici di Presidenzae Segreteria APCEc/o Snam Rete Gas S.p.A.Largo F. Rismondo, 835131 Padova Tel. 049 82209111Fax 049 8209331E-mail: [email protected]

Da organizzare





Da organizzare


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DESCRIZIONEIl corso di Protezione Catodica in Acqua di Mare è uncorso intensivo di 5 giorni focalizzato sulle problemati-che legate alla corrosione e protezione di opere por-tuali e strutture a mare.Il corso affronterà sia temi generali, quali la corrosionein acqua di mare, i sistemi di protezione (cicli di pittura-zione e protezione catodica), la normativa e la sicurezza,sia temi specifici quali la progettazione della protezionecatodica, il collaudo, l’attuazione, le condizioni di eser-cizio e il monitoraggio.Il corso prevede lezioni, discussioni in classe e espe-rienze pratiche in laboratorio, che prepara no i parteci-panti all’esame di certificazione in conformità allanorma UNI EN 15257.

PROGRAMMA DEL CORSO

Materiali metallici e strutture per acqua mare

Acciaio al carbonioAcciai inossidabiliLeghe di rame e leghe di nichelStrutture in calcestruzzo armato

Principi di corrosione

Corrosione da ossigenoCorrosione da batteriTipiche forme di corrosione

Sistemi di prevenzione

Scelta dei materialiUtilizzo di rivestimentiProtezione catodica

PROTEZIONECATODICAIN ACQUADI MARE

POLITECNICO DI MILANO

in collaborazione con

Corso per la certificazioneLivello 2

UNI EN 15257

23 - 27GIUGNO2014c/o Politecnico di Milano

Dipartimento di Chimica,

Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”

Via Mancinelli 7 - 20131 Milano

Le iscrizioni devono essere effettuate on line sul sito:http://www.apce.it/modulo-iscrizione-corsi/

PoliLaPP


are

APCEandPOLITECNICO DI MILANO (PoliLaPP)Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering “Giulio Natta” (CMIC)in cooperation withDE NORA

ASSOCIAZIONE PER LA PROTEZIONE DALLE CORROSIONI ELETTROLITICHE

POL I TECNICO DIMILANO

for EN Certification according to EN 15257, Level 2 Concrete

MILAN, ITALY, JULY 14 -18, 2014at

Politecnico di Milano, Dept. CMIC “Giulio Natta”, Via Mancinelli, 7 – 20131 Milan, Italy

3RD EDITION

DESCRIPTIONThe Cathodic Protection inConcrete Course is anintensive 5-day course thatfocuses on the principles andprocedures for CP inconcrete. The coursediscusses the design factors,CP set-up, commissioning,monitoring and operatingprocedures. Topics of thecourse are in compliance withEN 12696 and NACERP0290. The course involveslectures and in-classdiscussion and practice.

PROGRAM OFTHE COURSEIntroductionAim of the course and plan-ningMetallic materials used in

concreteProperties of concrete (outli-ne)Metallic material used inreinforced and pre-stressedconcrete structuresCorrosion of reinforce-ment in concreteCarbonation-induced corro-sionChloride-induced corrosionElectrochemical aspectsPrevention of corrosion inconcreteConcrete qualityAdditional protectionmethodsElectrochemical techniquesCP in concretePrinciples and types of CPsystems in concretePreliminary investigationsConcrete visual inspection

Measurement of concreteparameters Measurement of potential andpotential mappingCP DesignSelection of the CP systemPreparation of the designspecification Reporting and issuing oftechnical documentsfor the CP designCP Set upCP system components.Anode. Feeding systems.Cables. Junction box. Powersupplies.Monitoring system: selectionof reference electrodesOperating of CP SystemsWeldingElectrical continuity checkExecution of electricalmeasurements

Data reportingCP Testing andCommissioningInitial energisingInitial performanceassessment and adjustingPreparation of the reportCP MonitoringReference electrodes inconcreteIntervals and proceduresMeasurements: potential,potential decay, voltagePreparation of the technicalreportMaintenance of CPsystemsIntervals and proceduresVerification of the efficiency ofcomponents of the CP systemsSystem review and technicalreport

CATHODICPROTECTIONIN CONCRETE


.01.2012- Spedizione in abbonamento postale 70% - Roma … · 2017. 12. 7. · n. 55 - marzo 2014...

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