ÖNORM CEN/TS ENTWURF VORNORM

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1 ENTWURF VORNORM ÖNORM CEN/TS Ausgabe: Normengruppe M Ident (IDT) mit prcen/ts 15280:2005 ICS ; Beurteilung der Korrosionswahrscheinlichkeit durch Wechselstrom an erdverlegten Rohrleitungen Anwendung für kathodisch geschützte Rohrleitungen Evaluation of a.c. corrosion likelihood of buried pipelines Application to cathodically protected pipelines Der Entwurf VORNORM ÖNORM CEN/TS besteht aus diesem nationalen Deckblatt sowie der offiziellen deutschsprachigen Fassung der prcen/ts 15280:2005. Hinweis: Aufgrund von Stellungnahmen kann die endgültige Fassung der ÖNORM vom vorliegenden Entwurf abweichen. STELLUNGNAHMEN (SCHRIFTLICH) BIS AN DAS ON. Medieninhaber und Hersteller: Österreichisches Normungsinstitut, 1020 Wien Copyright ON Alle Rechte vorbehalten; Nachdruck oder Vervielfältigung, Aufnahme auf oder in sonstige Medien oder Datenträger nur mit Zustimmung des ON gestattet! Verkauf von in- und ausländischen Normen und technischen Regelwerken durch: Österreichisches Normungsinstitut (ON), Heinestraße 38, 1020 Wien Tel.: (+43 1) , Fax: (+43 1) , sales@on-norm.at, Internet: Fortsetzung ENTWURF VORNORM ÖNORM CEN/TS Seite 2 und prcen/ts Seiten 1 bis 22 Fachnormenausschuss 117 Druckrohrleitungen aus Stahl lk/fv

2 Seite 2 ENTWURF VORNORM ÖNORM CEN/TS Erläuterungen zum Entwurf Der vom CEN/TC 219 ausgearbeitete Entwurf zu einer Europäischen Technischen Spezifikation CEN/TS wurde den CEN-Mitgliedern zur Abstimmung vorgelegt. Im Falle eines positiven Abstimmungsergebnisses im Sinne der CEN/CENELEC-Regeln wird dieser Entwurf zu einer CEN/TS führen. Wie alle Mitgliedsorganisationen des CEN ist das ON grundsätzlich verpflichtet, Europäische Technische Spezifikationen, die als neues Produkt Ersatz für die bisherigen Europäischen Vornormen sind, in geeigneter Weise verfügbar zu machen. Bis zu einer möglichen späteren Umwandlung einer CEN/TS in eine EN dürfen entgegenstehende nationale Normen in Gültigkeit bleiben. Das ON legt hiermit diesen Entwurf eines europäischen Normungsdokumentes der Öffentlichkeit zur Information und Stellungnahme als ÖNORM-Entwurf vor. Hinweise zum Einspruchsverfahren Einsprecher werden gebeten, ihre Stellungnahmen und Änderungsvorschläge in einer im Internet auf der ON-Homepage verfügbaren Tabelle (download unter ) zusammenzufassen, um deren Behandlung im zuständigen Fachnormenausschuss bzw. deren Weitergabe an CEN und ISO zu vereinfachen. Fachliche Einsprüche zu Europäischen Normen sollten in englischer Sprache erfolgen, da in den meisten Gremien die Einspruchsbehandlung in der vereinbarten Arbeitssprache Englisch durchgeführt wird. Redaktionelle Verbesserungsvorschläge zu deutschen Sprachfassungen sollten in Deutsch erfolgen. Die ausgefüllte Tabelle sollte an den zuständigen Referenten des Österreichischen Normungsinstitutes als (kurt.lesigang@on-norm.at) oder als Datei auf Diskette mit Angabe des verwendeten Programms oder Formates (WinWord, WordPerfect oder Rich Text Format) weitergeleitet werden. Durch dieses Verfahren wird eine übersichtliche Zusammenstellung aller Einsprüche, geordnet nach den jeweiligen Abschnitten, erleichtert. Es wird gebeten, die Schriftart Arial (9 p) zu verwenden, die Formate nicht zu ändern und Kommentare zu den einzelnen Abschnitten jeweils getrennt in eine Tabellenzeile einzutragen.

3 TECHNISCHE SPEZIFIKATION TECHNICAL SPECIFICATION SPÉCIFICATION TECHNIQUE SCHLUSS-ENTWURF prcen/ts Juli 2005 ICS ; Deutsche Fassung Beurteilung der Korrosionswahrscheinlichkeit durch Wechselstrom an erdverlegten Rohrleitungen - Anwendung für kathodisch geschützte Rohrleitungen Evaluation of a.c. corrosion likelihood of buried pipelines - Application to cathodically protected pipelines Dieser Technische Spezifikation-Entwurf wird den CEN-Mitgliedern zur formellen Abstimmung vorgelegt. Er wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 219 erstellt. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern. Warnvermerk : Dieses Schriftstück hat noch nicht den Status einer Technischen Spezifikation. Es wird zur Prüfung und Stellungnahme vorgelegt. Es kann sich noch ohne Ankündigung ändern und darf nicht als Technischen Spezifikation in Bezug genommen werden. EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION Management-Zentrum: rue de Stassart, CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. B-1050 Brüssel Ref. Nr. prcen/ts 15280:2005 D

4 Inhalt Vorwort Anwendungsbereich Normative Verweisungen Begriffe Quellen für die Beeinflussung durch Wechselstrom Beschreibung der Wechselstromkorrosionserscheinungen Beurteilung der Korrosionswahrscheinlichkeit durch Wechselstrom Planungsbetrachtungen Interpretation der Daten, Grenzwerte und relevanten Aspekten Verringerungsmaßnahmen Überwachung Anhang A (informativ) Begutachtung der Korrosionsbedingungen mittels des elektrischen Widerstandsverfahrens Anhang B (informativ) Coulometrische Oxidation der durch Wechselstromkorrosion entstandenen Korrosionsprodukte Anhang C (informativ) Einfluss des Einschaltpotentials auf die Korrosionswahrscheinlichkeit durch Wechselstrom Detaillierte Demonstration der Gleichung (1) Literaturhinweise Seite Vorwort Dieses Dokument (prcen/ts 15280:2005) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 219 Kathodischer Korrosionsschutz erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird. Dieses Dokument ist derzeit zur formellen Abstimmung vorgelegt. Langzeitbeeinflussung durch Wechselstrom auf erdverlegte metallische Rohrleitungen kann infolge von Wechselstromfluss zwischen Boden und blankem Metall an unvermeidbaren Beschichtungsfehlern zu Korrosion an der Anlage führen. Die Wahrscheinlichkeit von Korrosion infolge von Wechselstrom ist an Rohrleitungen, die nicht kathodisch geschützt sind, größer. Um diese zu verringern ist es ratsam, die Anwendung von kathodischem Korrosionsschutz in Betracht zu ziehen und den derzeitigen Technischen Regelwerken zu folgen. Die Gefährdung und Sicherheit von Menschen, die in Berührung mit der Rohrleitung oder angeschlossenen Geräten kommen, Fehlfunktion von angeschlossenen Geräten und andere Schäden an der Rohrleitung oder angeschlossenen Geräten werden in den entsprechenden CENELEC Normen behandelt. Diese Technische Spezifikation bezieht sich auf EN und ersetzt deren Anhang A. 2

5 1 Anwendungsbereich Diese Technische Spezifikation gilt für erdverlegte oder unterirdische bzw. unter Wasser befindliche metallische Anlagen, die kathodisch geschützt sind und durch Wechselstrom-Fahrleitungen und/oder Wechselstrom-Überlandleitungen beeinflusst werden. Bei Anwesenheit einer Wechselstrombeeinflussung sind die in EN 12954:2001, Tabelle 1, gegebenen Kriterien nicht ausreichend, um nachzuweisen, dass der Stahl gegen Korrosion geschützt ist. Diese Technische Spezifikation gibt Grenzwerte, Messverfahren und Information zum Umgang mit Langzeitwechselstromeinfluss und zur Beurteilung der Wahrscheinlichkeit von Korrosion durch Wechselstrom verursachten Korrosion an. Obwohl bereits kurze Beeinflussung Schäden an erdverlegten Rohrleitungen bewirken kann (z. B. Verschmelzung durch Lichtbogen), gilt diese Technische Spezifikation nicht für Kurzzeitbeeinflussung. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen). EN 13509:2003, Messverfahren für den kathodischen Korrosionsschutz 3 Begriffe Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Wechselstrom-Fahrleitungssystem elektrisches Wechselstromsystem der Bahn, d. h. elektrisch betriebene Züge und deren Stromzuführungsund -ableitungssystem ANMERKUNG Die Leitungen, die die Bahnunterstationen beliefern (3-Phasen-Leitungen oder manchmal, im Fall von 16 2 / 3 Hz-Systemen, 2-Phasenleitungen) sind Energieversorgungssysteme, und es wird empfohlen, diese zusammen mit dem Wechselstromfahrleitungssystem zu berücksichtigen. 3.2 System zum kathodischen Korrosionsschutz gesamte Installation, einschließlich aktiver und passiver Elemente, die kathodischen Korrosionsschutz (KKS) bietet (siehe EN 12954:2001, 3.2.9) ANMERKUNG Es enthält zum Beispiel Folgendes: Stationen zum KKS und entsprechendes Zubehör, wie Fernsteuerungssysteme, Entwässerungen, Isolationsverbinder, Widerstände, Dioden, Prüfpunkte, Erdungen, Wechselstromentladungs- sowie entkopplungssysteme usw. 3.3 elektrischer Zustand alle elektrischen Parameter, die die Bedingungen einer erdverlegten metallischen Anlage hinsichtlich ihrer Korrosions-/Schutzzustände charakterisieren. Der elektrische Zustand muss auf ein genau beschriebenes KKS-System und seine elektrische Konfiguration bezogen sein 3.4 Inkubationszeit Zeitraum bevor sich der Leckagenwiderstand des exponierten Metalls am Beschichtungsfehler, auf Grund der elektrochemischen Reaktionen, stabilisiert 3

6 3.5 sofortige Messung Ablesen der elektrisch Parameter durch einen Betreiber 3.6 Leckagenwiderstand örtlicher Widerstand des der Umgebung ausgesetzten Metalls zur Erde 3.7 Langzeitbeeinflussung durch Wechselstrom Beeinflussung einer Rohrleitung während normaler Betriebsbedingungen der Wechselstromsysteme (z. B. Fahrleitungssysteme oder Elektrizitätsleitungen) 3.8 Langzeitmessungen Messungen von elektrischen Parametern über mehr als eine Stunde durch einen Betreiber mit Ausrüstung, zur Datenspeicherung 3.9 elektrischer Vergleichszustand elektrischer Zustand, der bei späteren KKS-Messungen und Überprüfungen zur Sicherstellung der Schutzbedingungen als Vergleich genutzt wird 3.10 Fernüberwachung Überwachung des Zustandes der Betriebsausrüstung mittels Telekommunikationsmitteln 3.11 ausgewählter Prüfpunkt Prüfpunkt, der es durch Vergleich der gegenwärtigen und vergangenen, aufgezeichneten Parametern des elektrischen Vergleichszustandes erlaubt zu ermitteln, ob ein KKS-System noch seine Leistungsfähigkeit und Wirksamkeit beibehält 3.12 Kurzzeitbeeinflussung durch Wechselstrom Beeinflussung einer Rohrleitung während fehlerhaftem Betrieb von Wechselstrom-Fahrleitungssystemen oder Elektrizitätsleitungen 3.13 Kurzzeitmessungen Messungen elektrischer Parameter durch den Betreiber mittels eines Gerätes zur Datenspeicherung über eine Dauer von ungefähr 5 min 4 Quellen für die Beeinflussung durch Wechselstrom Die Hauptbeeinflussungsquellen für Wechselstrom an erdverlegte metallische Rohrleitungen sind: Freiland- und unterirdische Wechselstrom-Hochspannungsleitungen Wechselstrom-Fahrleitungssysteme (normalerweise mittels einer parallel verlaufenden 50 oder 16 2 / 3 Hz- Hochspannungsleitung gespeist). Langzeitbeeinflussung durch Wechselstrom auf eine erdverlegte Rohrleitung kann Korrosion infolge von Stromfluss zwischen dem Metall der Rohrleitung und dem umgebenden Boden verursachen. 4

7 Dieser Stromfluss hängt von der Wechselspannung ab, deren Amplitude auf verschiedenen Parametern wie: Konfiguration der Phasenleiter und Abschirmdrähte der Wechselstromleitung; Abstand zwischen Wechselstromelektrizitäts-/-fahrleitungssystem und Rohrleitung; zwischen den Wechselstromelektrizitäts-/-fahrleitungsphasenleitern fließender Strom; mittlerer Beschichtungswiderstand der Rohrleitung [Ω m²]; Beschichtungsdicke; Bodenwiderstand bezogen ist. 5 Beschreibung der Wechselstromkorrosionserscheinungen Der kathodische Korrosionsschutz von Rohrleitungen zwingt den Strom durch die, an Fehlern in der Beschichtung, mit dem Boden kontaktierten Metalloberfläche in die Rohrleitung einzudringen. Dieser Strom verhindert das Stattfinden von Korrosionsprozessen. Die Korrosionsreaktion ist mit dem aus der Metalloberfläche austretenden Strom verbunden. Wenn eine Wechselspannung an einer kathodisch geschützten Rohrleitung anliegt, so wird der Strom an Fehlern in der Beschichtung durch die Metalloberfläche fließen. Dieser Strom hängt von der Impedanz des Systems ab. Während der positiven Hälfte der Welle der Wechselspannung wird der Strom die Metalloberfläche verlassen, wenn die Wechselspannung ausreichend groß ist. Der die Metalloberfläche verlassende Strom kann eine Aufladung der Doppelschichtkapazität, Oxidation von Wasserstoff und reduzierten Oxidationsprodukten sowie die Oxidation der Rohrleitung bewirken. Bis der die Metalloberfläche verlassende Strom durch einige nicht korrosive Prozesse verbraucht ist, sind höhere Spannungen als zwischen 4 und 10 V erforderlich, um einen signifikanten Korrosionsangriff an der Rohrleitung zu bewirken. Verschiedene Parameter beeinflussen zusätzlich diesen Prozess, wie Leckagenwiderstand der Fehlstelle, Bodenzusammensetzung, Grad des kathodischen Korrosionsschutzes usw. Die stattfindenden Prozesse sind in Bild 1 (a) schematisch dargestellt. Während der positiven Hälfte der Welle wird das blanke Metall oxidiert, was die Bildung einer Passivschicht bewirkt. Dies erfolgt durch den Strom, der aus der Metalloberfläche austritt. Während der negativen Hälfte der Welle, wenn der Strom in die Metalloberfläche eindringt, wird diese Passivschicht zu Eisenhydroxid reduziert. Im folgenden anodischen Zyklus wächst eine neue Passivschicht. Durch die Reduktion der Passivschicht steigt die Menge an Eisenhydroxid an. D. h. jeder Wechselstromzyklus bewirkt etwas Oxidation des Metalls. Über eine lange Zeit kann dies in bedeutendem Metallverlust resultieren. Zum Vergleich ist die Situation ohne Wechselstrombeeinflussung in Bild 1 (b) dargestellt. In diesem Fall wird kein Metallverlust beobachtet, weil der Strom stets in die Metalloberfläche eindringt. 5