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Internet è piena di informazioni sulla protezione dalla corrosione dei metalli, Noi della IN.CO. Edile ne diamo una panoramica a portata di tutti coloro che ci leggono e che ringraziamo per l’attenzione e per le numerose richieste inviatici di chiarimenti e suggerimenti.
Premessa
Le reti di metano sono costruite in acciaio. La tubazione, rivestita in materiale bituminoso o in polietilene, viene posata entro scavo ad una profondità tale da garantire altezze sopra la generatrice del tubo variabile da 60 cm a 90 cm. La tubazione, in sede di scavo, è circondata per spessori medi di 20 cm da materiale sabbioso a spigoli arrotondati (letto di posa) e posta a distanze non inferiori a 30 cm da altri sottoservizi.
Nonostante il rivestimento protettivo offerto dallo spessore di materiale isolante, bitume o polietilene che sia, la tubazione durante la sua vita a partire dal momento della posa è soggetta, sia durante la posa che dopo, e principalmente a seguito di successive attività di scavo, a subire danni meccanici che ne alterano il rivestimento protettivo portando il metallo a contatto con il terreno o con altre strutture metalliche.
Il terreno entro cui ha sede la tubazione, per la propria natura, è sede di processi chimici che attaccano il metallo proprio in corrispondenza dei punti dove questo è non isolato alterando il metallo sino a bucarlo.
Il fenomeno della corrosione del metallo è la causa principale delle perdite di gas e dei potenziali pericoli legati all’esplosività delle miscele di gas metano ed aria.
Le norme impongono la protezione catodica delle tubazioni in acciaio convoglianti gas metano. Le norme impongono il controllo in rete delle fughe di gas. Le reti di metano vanno protette e vigilate al fine di mantenerne integre le caratteristiche meccaniche nel tempo.
Attività di controllo
Durante la nostra attività di controllo rete, per conto delle società distributrici di gas metano, ci siamo confrontati più volte con l’attività di scavo delle tante imprese che hanno agito in vicinanza se non addirittura sulla verticale della tubazione in acciaio costituenti la rete metanifera. Le parti più interessate dall’azione, molte volte spregiudicata, dell’attività di scavo sono le “diramazioni stradali” che dalle tubazioni principali posti a lato strada si dipartono in direzione ortogonale all’asse stradale verso i marciapiedi terminando con i visibili tronchetti di colore nero (rivestimento bituminoso o in polietilene) con all’estremità il giunto dielettrico e successiva valvola di intercettazione con l’inconfondibile cappellotto protettivo giallo molte volte soggetto a furto dei soliti “collezionisti” di turno.
Non basta la visibilità dei tronchetti o il dissotterramento del nastro con l’indicazione “attenzione gas metano” o la presenza di materiale inerte che segnala l’esistenza di un precedente scavo e contemporanea presenza di un sotto-servizio a salvaguardare lo stesso. C’è sempre fretta e le imprese che scavano dicono sempre di conoscere bene le misure di sicurezza da mettere in atto in presenza di tubi gas.
Di fatto non è così !!!!!.
L’attività di controllo diventa un vera e propria attività di vigilanza che molte volte si trasforma in conflitto. Conseguenze sono le molte riparazioni dei rivestimenti a fronte di tutte quelle emerse dall’attività di vigilanza e delle poche denunciate dagli addetti ai lavori di scavo.
Entra così in gioco l’impianto di protezione catodica che se ben progettato è potenzialmente in grado di tamponare queste “falle” altrimenti proprio lì hanno inizio i fenomeni di corrosione galvanica della tubazione metallica costituente la rete.
Progettazione, esecuzione, gestione
La IN.CO. Edile negli anni ha maturato esperienza nello svolgimento sia dell’attività di gestione che di progettazione ed esecuzione degli impianti di protezione catodica delle reti di metano a seguito della loro costruzione. La progettazione parte già dall’attenzione posta dalle nostre maestranze nello stoccaggio e successiva posa della tubazione al fine di salvaguardarne il rivestimento protettivo (è impossibile proteggere dalla corrosione una tubazione senza rivestimento di protezione cioè senza protezione passiva). La continuità del rivestimento protettivo, nelle giunzioni saldate, è salvaguardato dall’uso delle tecniche a freddo previste dai più aggiornati capitolati tecnici con l’uso di materiali compatibili di prima qualità e con controllo successivo della misura di rigidità dielettrica della tubazione.
La progettazione continua con le indagini geologiche del terreno interessato dalla rete di metano. I principali dati di riferimento sono il ph, la resistività, la presenza di attività microbiologica, la presenza di correnti disperse. Dai dati relativi alla geometria della rete (superficie a contatto con il terreno), dalle caratteristiche di isolamento della tubazione, dalla geologia del terreno interessato i nostri tecnici mettono in atto le più accreditate teorie al fine di pervenire a più soluzioni sulla progettazione dell’impianto di protezione catodica. Fra le diverse soluzioni viene scelta poi quella più conveniente dal punto di vista tecnico-economico.
L’esperienza acquisita ci porta ad asserire che la soluzione messa in atto non è sempre quella definitiva in quanto il terreno nella sua estensione ha sempre caratteristiche poco o impossibili da conoscere. Solo dopo aver attivato l’impianto e attese alcuni settimane si può essere sicuri di aver progettato l’impianto per quella rete di metano che poi, durante la sua vita, deve essere attenzionata pena il rendere vano tutto il lavoro fatto prima.
L’impianto di protezione catodica normalmente progettato per reti di metano adotta il sistema a corrente impressa basata sull’alterazione del naturale potenziale elettrico del metallo costituente la tubazione. A seguito dell’imposizione, tramite alimentatore esterno in c.c., di una corrente anodica di opportuna intensità, nata dal collegamento alla tubazione del polo negativo dell’alimentatore con polo positivo collegato ad un anodo dispersore, la tubazione si porta ad un potenziale detto di protezione, di solito non maggiore di -0,85 V.
L’anodo dispersore composto da elementi di ferro-silicio in combinazione fra loro o titanio attivato è opportunamente dimensionato per assicurare la detta corrente anodica e viene immerso nel terreno in verticale o in orizzontale a distanze variabili da 100 m a 50 m dalla rete di metano. La corrente risultante imposta circola nel terreno entrando nella tubazione metallica proteggendola dalla corrosione che altrimenti avverrebbe per effetto di una circolazione di corrente di verso opposto ovvero che esce dalla tubazione proprio dove il metallo è scoperto (falle).
L’impianto di protezione catodica è in realtà un sistema di protezione catodica costituito da più impianti in base all’estensione della rete. L’attività elettrica di ogni impianto viene controllata tramite la misura dei potenziali della tubazione mediante opportuni punti di misura distribuiti lungo la rete visibili sotto forma di colonnine poste a lato strada composte da una asta tubolare in acciaio zincato con in testa una cassetta grigia in ghisa o altro materiale, apribile da apposito sportellino che permette l’accesso ai contatti per la misura del potenziale negativo della tubazione rispetto ad un elettrodo di riferimento al Cu/CuSO4 posto in scavo accanto alla tubazione.
La condizione di protezione è verificata con la misura del potenziale della struttura. Il valore del potenziale di protezione è fissato dalla normativa: nelle condizioni normali -0,85 V rispetto all’elettrodo rame/solfato di rame saturo (CSE), e -0,95 V in condizioni anaerobiche (che promuovono la corrosione da batteri solfato-riduttori). Le condizioni di protezione sono verificate se il potenziale misurato, al netto delle cadute ohmiche, detto anche potenziale “vero”, è uguale o inferiore a quello di protezione.
Se il potenziale vero è troppo negativo, in pratica inferiore a -1,10 V vs CSE, si hanno condizioni di sovraprotezione che possono provocare danni, quali il distacco del rivestimento e lo sviluppo di idrogeno con possibile infragilimento del materiale.
La misura del potenziale vero di una struttura interrata in tutti i suoi punti rappresenta il problema da risolvere: da essa dipende infatti la verifica della condizione di protezione o di sovraprotezione della struttura.
Situazioni di non protezione si possono verificare in seguito a:
- guasto dell’impianto di protezione;
- contatto con altra struttura metallica;
- invecchiamento del rivestimento;
- locale asportazione del rivestimento;
- giunto isolante in corto circuito;
- variazione del campo elettrico interferente.
Completano gli impianti i giunti dielettrici di linea, a sezionamento della rete, anch’essi individuabili da punti di misura e quelli posti a termine delle colonnine costituenti le diramazioni stradali.