Kathodischer Korrosionsschutz. KKS-Lösungen für Rohrleitungen mit ACOS CPS, ACOS 720 und WinKKS

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1 Kathodischer Korrosionsschutz KKS-Lösungen für Rohrleitungen mit ACOS CPS, ACOS 720 und WinKKS

2 KKS Kathodischer Korrosionsschutz Beim Bau von Rohrleitungen fallen enorme Investitionskosten an. Wenn eine Leitung durch Korrosion beschädigt wird, können extrem hohe Aufwendungen für Sach- und Umweltschäden sowie für Produktionsausfälle entstehen, im schlimmsten Fall können sogar Personenschäden verursacht werden. Schutzstation Kathodenanschluss (-) Die wirksamste Methode um dies zu verhindern und somit die Umwelt und Personen zu schützen, stellt der kathodische Korrosionsschutz dar. Die dadurch entstehenden Unterhaltungskosten für Rohrleitungen belaufen sich nur auf einen geringen Bruchteil der Kosten, die eine leck gewordene Leitung verursacht. Durch die Anwendung eines durchgängigen Konzepts des kathodischen Korrosionsschutzes (KKS) können diese weiter gesenkt werden. Anodenkabel (+) Schutzstrom + - Messstelle Der Lieferumfang der IDS GmbH umfasst die gesamte Produktkette, vom Kathodenschutzsystem ACOS CPS im Feld, bis hin zur Datenübertragung über das Kleinfernwirkgerät ACOS 720 zu dem Auswertungs- und Analysetool WinKKS. Geschützte Rohrleitung Bezugselektrode Was ist Korrosion? Korrosion, umgangssprachlich auch Rosten genannt, ist die Reaktion eines metallischen Werkstoffes mit seiner Umgebung, die eine messbare Veränderung des Werkstoffes bewirkt und zur Zerstörung des Werkstoffes führt. Über passiven Korrosionsschutz, den Überzug des Werkstoffs mit schützenden Materialien wie Polyethylen oder Bitumen, kann nur ein unzureichender Schutz gegen Korrosion gewährleistet werden. Was ist KKS? Der kathodische Korrosionsschutz (KKS) ist ein elektrochemisches Schutzverfahren, bei dem ein elektrischer Gleichstrom von den galvanischen Anoden, die meist aus Ferrosilicium, Graphit oder Magnetit bestehen, über das Erdreich zu den kritischen Bereichen der Rohrleitung fließt und in die beschädigten Stellen der Umhüllung eindringt. Durch diesen Schutzstrom erfolgt an der Metalloberfläche im Elektrolyten eine kathodische Polarisation: Die Metallionen können nicht aus der Metalloberfläche gelöst werden und somit kann keine Korrosion stattfinden. Die Stärke des für einen optimalen kathodischen Schutz notwendigen Stroms richtet sich nach dem Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Rohrleitung. Um den Schutzstrom stufenlos an alle Anforderungen anpassen zu können, werden daher regelbare Gleichrichter verwendet. Durch Korrosion beschädigtes Rohr Das Potential des Schutzobjektes wird über eine Bezugselektrode, die neben der Rohrleitung eingebaut wird, gemessen. Alle von der Schutzstation erfassten und gemessenen Werte werden dann über eine Fernwirkfunktionalität an ein Führungs- oder Leitsytem gesendet und dort analysiert. Mit den gesammelten und analysierten Daten können Rohrleitungszustände überwacht und Instandhaltungsmaßnahmen geplant werden.

3 ACOS CPS Kathodische Schutzstation ACOS CPS 300 ACOS CPS 600 ACOS CPS x ( V, A) oder Schutzstrom V V, A oder 2x ( V, A) oder A V, A V, A; V, A Spannungsversorgung V eff / 50 Hz Wirkungsgrad 85% Abmessungen (H x B x T) 230 x 175 x 135 mm 230 x 350 x 270 mm Normen DIN EN , DIN EN 55022, DIN EN ,3, DIN EN Umgebungsbedingungen C Lösung von IDS Mit der kathodischen Schutzstation ACOS CPS, dem Fernwirk- und Automatisierungsgerät ACOS 720 und dem Führungssystem WinKKS stellt die IDS GmbH eine hochintegrative Systemlösung zur Verfügung, die sowohl die Anforderungen von Fernleitungsbetreibern als auch von Ortsnetzbetreibern erfüllt und die Einhaltung der geltenden Normen G 412 und GW 12 gewährleistet. Die Lebensdauer der Anlagen wird um ein Vielfaches gesteigert und somit die Versorgungssicherheit gewährleistet. Die vorgenommen Maßnahmen werden umfassend dokumentiert und archiviert. Die kathodische Schutzstation ACOS CPS zeichnet sich durch eine hohe Betriebssicherheit und eine vollständige Automatisierung der Prozesse aus. Aufbau Die Schutzstation verfügt über einen Zweiweggleichrichter mit einem stufenlos regulierbaren Leistungsteil sowie über eine entsprechende Messeinrichtung für die Überwachung der Funktion. Ein Vorteil dieses Gleichrichters ist, dass die Anoden ohne einen galvanisch bedingten Materialverlust über beinahe unendliche Standzeiten genutzt werden können. In die Bezugselektrode (Cu/CuSO 4 ) wurde ein Eingangsfilter integriert, der die Induktionswechselspannung entstört, eine galvanische Trennung bildet und die interne Resistenz erhöht. Der Eingang der Versorgungsspannung und der Spannungsausgang der Station sind gegen Überspannung geschützt. Die Status der Spannungen werden messtechnisch überwacht. Damit selbst bei einem Stromausfall ein fehlerfreier Betrieb gewärleistet werden kann, wird die Station mit zwei 12 V-Akkus, die je über eine Kapazität von 7,2 Amperstunden verfügen, geliefert. Der Energiebedarf des gesamten Rohrleitungsschutzes wird durch eine automatische Regulierung des Schutzpotentials und der Stromdichte stark reduziert. ACOS CPS ist gegen einen unberechtigten Zugriff gesichert. Steuerung Die Bedienung der Station kann entweder direkt vor Ort über das Bedienpanel oder aus der Ferne über das Fernwirkgerät ACOS 720 erfolgen. Eingestellt werden die Stationsparameter über die Sollwerte Ausgabestrom, Ausgabespannung, Schutzspannung und den Prozentsatz der Spannungsausgabe. Varianten Das System liegt in den Varianten ACOS CPS 300, ACOS CPS 600 und ACOS CPS 1200 vor, die über einen unterschiedlichen Schutzstrom-Bereich verfügen. So kann für jede Anforderung immer eine passende Station gewählt werden. Ausgabeparameter Die Messwerte Schutzpotential, Quellenausgabespannung und Quellenausgabestrom werden zyklisch oder ereignisorientiert erfasst.

4 ACOS Fernwirk- und Automatisierungsgerät Über das Fernwirk- und Automatisierungsgerät ACOS 720 erfolgt die Datenerfassung, Fernübertragung sowie Steuerung des kathodischen Korrosionsschutzes. ACOS 720 wird direkt auf einer 35mm DIN-Hutschiene montiert und ist mit vier digitalen Eingängen, vier digitalen Ausgängen sowie zwei analogen Eingängen und einem analogen Ausgang im Datenumfang so ausgelegt, dass typische Kleinanalagen überwacht, gesteuert und automatisiert werden können. Als Erweiterung können bis zu acht Kompakt-I/O-Module über einen 100 Mbit EtherCAT-Bus angeschlossen werden. Automatisierung Automatisierungsaufgaben werden mit der intergierten Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) gemäß IEC realisiert. Parametrierung ACOS 720 kann über das Engineeringtool ACOS ET lokal über einen USB- oder Netzwerkanschluss oder alternativ als Fernparametrierung über die Datenübertragungsinfrastruktur in Betrieb genommen werden. Die Programmierung der integrierten SPS erfolgt über CoDeSys V3. Optional können Parametrierung und Archivwerte auf einer microsd-card abgelegt werden. Dies ermöglicht den Austausch von defekten Geräten ohne die Zuhilfenahme von Parametrier-Werkzeugen. Kommunikation ACOS 720 verfügt über eine Netzwerkschnittstelle sowie zwei serielle RS232 Schnittstellen. Diese können sowohl für die Datenfernübertragung als auch für den Anschluss des örtlichen Bedienpanels genutzt werden. Optional steht ein internes GSM/GPRS- Modem zur Verfügung. Folgende Protokolle werden unterstützt: IEC Master/Slave IEC Client/Server IEC Master Modbus RTU Master/Slave Modbus TCP Client PPP-Protokoll Für eine gesicherte Datenfernübertragung steht OpenVPN zur Verfügung. Dabei kann das Fernwirkund Automatisierungsgerät ACOS 720 als OpenVPN- Client eine Verbindung zu einem OpenVPN-Server aufbauen. ACOS 720 Technische Daten Spannungsversorgung mit galvanischer Trennung 24 VDC / 15 Watt ± 20% 4 Digitale Eingänge Nennspannung 24 V DC ± 20 % gemeinsam gewurzelt 4 Digitale Ausgänge Nennspannung 24 VDC ± 20 % gemeinsam gewurzelt Ausführung als Transistorausgänge 2 Analoge Eingänge Eingangsbereich ± 25 ma 16 Bit 1 Analoger Ausgang Ausgangsstrom ± 20 ma 16 Bit Bürde < 450 Ω EtherCAT Busanschaltung für Erweiterung mit bis zu 8 Kompakt-IO-Modulen Kommunikationsschnittstellen 2 x RS232 1 x Ethernet Service-Schnittstelle Abmessungen (HxBxT) Mini USB-Buchse Typ B 183 x 132 x 46mm

5 WinKKS Führungssystem für den kathodischen Korrosionsschutz Übersicht Überwachungsmessreihen Überwachungsmessreihe Fernüberwachungsmessungen Neben den Daten der Kathodischen Schutzstation, die über ACOS 720 übertragen werden, fallen bei der Ausführung der notwendigen Tätigkeiten im KKS weitere enorme Datenmengen aus unterschiedlichen Softwaresystemen und anderen Messungen an, die zudem langjährig zum Nachweis des KKS zu archivieren sind. Mit dem innovativen Informationssystem zur Dokumentation und Analyse von Bestands- und Bewegungsdaten WinKKS können Stammdaten zu Rohrleitungsnetzen, KKS-Anlagen und Messstellen zentral verwaltet werden. Mit WinKKS steht eine homogene Plattform zur Verfügung, mit der eine auf den vollständigen Daten beruhende KKS Analyse erstellt und die Prozesse optimiert werden können: Die Pflegehoheit lässt sich auf Attributebene konfigurieren, die enge Anbindung garantiert verlässliche Analysegrundlagen. Dokumentenverwaltung Weiterhin unterstützt Sie die integrierte Dokumentenverwaltung bei der Bereitstellung von Informationen. So sind Sie immer umfassend über den Zustand Ihrer Betriebsmittel informiert und können diese Informationen zur effizienten Planung von Messungen und Instandhaltungsmaßnahmen inklusive Terminrevisionen verwenden. Topologie-Editor Die aktuellen Stammdaten können an Messsysteme weitergegeben werden. Auswertung der Messung WinKKS stellt für sämtliche Messmethoden Funktionen zur optimalen Auswertung zur Verfügung, von der Darstellung von Potenzialplänen und anderen Messdiagrammen über Messprotokolle und Statistiken hin zur automatischen Erkennung von Grenzwertüberschreitungen. Diese Auswertungen können für bestimmte Bereiche oder komplette Messungen ausgedruckt werden. Bei der grafischen Darstellung über den Rohrleitungsverlauf kann beliebig gescrollt werden, man ist nicht auf eine seitenweise Darstellung beschränkt. Integration in GIS und SAP R/3 WinKKS lässt sich problemlos an Ihr Geoinformations- (GIS/ NIS) oder Instandhaltungssystem anbinden ganz gleich, von welchem Hersteller. Ermöglicht wird dies durch intelligente, individuell konfigurierbare CORBA- und XML-Schnittstellen. Die Integration von SAP R/3 PM ist auf der Prozessebene über den Business Connector, auf der Benutzerebene durch das WinKKS Business Package für das SAP Enterprise Portal möglich.

6 WinKKS Führungssystem für den kathodischen Korrosionsschutz Durch die direkte Einbindung in Ihre Basisanwendungen ist WinKKS damit universell einsetzbar. Neben dem Zeitvorsprung ergeben sich für Sie damit deutliche Kostenvorteile. Topologie-Editor Der Topologie-Editor dient speziell der Erfassung, Pflege, Navigation und grafischen Ansicht der Daten und ist aufgrund seiner schlanken Struktur besonders für den mobilen Einsatz geeignet. Er bietet zwei unterschiedliche Sichten an, eine topologische und eine schematische. So können neben den lagerichtigen Darstellungen der Objekte mit hinterlegten Raster- oder Vektordaten Schemapläne zur Orientierung verwendet werden. Mobile Datenerfassung Ein mobiler Außendiensteinsatz im Offline-Betrieb sowie eine automatische Synchronisation der Daten im Online-Betrieb ist gewährleistet: Messdaten aus einem mobilen Datensystem können ebenso wie Daten aus unterschiedlichen Fernüberwachungssystemen weiterverarbeitet werden. Die relevanten Stammdaten werden in WinKKS gepflegt und, wenn notwendig, an die mobile Datenerfassung oder Fernüberwachung weitergeleitet. Hier erfasste Daten wiederum werden automatisch oder auf Anforderung von WinKKS abgerufen. "KKS im Rohrgraben" durch WinKKS keine Vision mehr, sondern Realität. Skalierbarkeit von WinKKS Für WinKKS stehen Client-/Server-Produkte genauso wie eine preiswerte Standalone-Version zur Verfügung. Zentrale Aufgabenstellungen Schneller Überblick durch Zusammenführung und Archivierung aller KKS-relevanten Informationen Optimierte Planung von KKS-Systemen Vereinfachte Planung und Terminverfolgung für Instandhaltungsaktivitäten Schneller Zugriff auf Dokumente und Messungen Vergleichbarkeit verschiedener Messmethoden Auswertungen von Abweichungen und Fehlern Direkte Verknüpfung zwischen Netztopologie und KKS-Daten Homogene Datenbank ohne Redundanzen IDS GmbH Nobelstraße 18 D Ettlingen Telefon Telefax Internet Technische Änderungen vorbehalten