Utilización del PCRX para resolver problemas de capacitancia durante las pruebas CIS

Introducción
Las compañías de oleoductos utilizan la protección catódica para superar los problemas de corrosión externa. El interés de los propietarios por prolongar la vida útil del activo también incluye, por lo general, abordar cuestiones de seguridad, lo que a menudo se consigue mediante productos de desacoplamiento de estado sólido, como los fabricados por Dairyland Electrical Industries. Juntos, los sistemas de protección catódica y los desacopladores responden a las múltiples necesidades de prevención de la corrosión, aislamiento de la CP de otras estructuras y puesta a tierra de seguridad. Los desacopladores son una parte clave de los sistemas modernos de protección catódica en tuberías y otras estructuras protegidas, y mejoran el rendimiento del sistema de protección catódica y proporcionan las protecciones de seguridad necesarias.

Pruebas CIS Interferencias
La prevención de la corrosión se consigue eficazmente mediante sistemas de corriente impresa, y la eficacia del sistema está regulada en la mayoría de los principales sistemas de tuberías por las autoridades gubernamentales, como el Departamento de Transporte (DOT) de Estados Unidos. Este cumplimiento, así como el propio interés del propietario de la tubería, se comprueba mediante diversas mediciones, algunas de las cuales incluyen estudios de revestimiento y estudios de medición de potencial. Una de estas evaluaciones es el Estudio de Intervalos Cercanos (CIS, por sus siglas en inglés), que consiste en que el usuario enciende y apaga de forma sincronizada todas las fuentes de corriente, normalmente rectificadores, en periodos de tiempo determinados. Examinando los potenciales resultantes durante los periodos de encendido y apagado, el usuario puede determinar si se han cumplido los criterios de corrosión o si es necesaria una reparación en determinadas zonas.

Por seguridad y comodidad, los desacopladores permanecen conectados a la tubería mientras se realiza el CIS y, en algunos casos, el usuario puede ver resultados inesperados en el estudio de potencial. Las formas de onda que representan los potenciales de la tubería a lo largo del tiempo pueden mostrar un potencial que decae más lentamente durante el ciclo de apagado y, del mismo modo, una respuesta más lenta durante el ciclo de encendido cuando los interruptores GPS vuelven a encender los rectificadores. Por lo tanto, los valores de potencial absoluto basados en el tiempo resultantes durante el ciclo de apagado no serán los esperados y parecerán demasiado electronegativos. Dado que el cumplimiento de la protección catódica se basa en este tipo de mediciones, esto puede confundir al usuario y plantear dudas sobre el funcionamiento de su sistema.
Más información sobre el problema de las pruebas CIS en este vídeo

Capacitancia de los desacopladores
Las pruebas han demostrado que la capacitancia adicional, normalmente de los desacopladores pero también de las características del revestimiento, ralentiza la respuesta de los potenciales de las tuberías. Sin embargo, los desacopladores son dispositivos de seguridad esenciales y no pueden retirarse de la tubería en la mayoría de las condiciones. Por ejemplo, la capacitancia del desacoplador proporciona la baja impedancia necesaria para las frecuencias de corriente alterna que provocan la aparición de tensiones inducidas en las tuberías cercanas a líneas eléctricas adyacentes. Las normas de la industria, como las de la Asociación para la Protección y el Rendimiento de Materiales (AMPP), limitan la tensión permitida en las tuberías para la protección del personal y del público, y los desacopladores de Dairyland cumplen esa función.

A modo de perspectiva, los usuarios pueden plantearse por qué este es un problema que se observa en los últimos años y no tanto en el pasado. Hay varios factores que influyen. En primer lugar, la calidad del revestimiento de las tuberías ha mejorado notablemente, hasta el punto de que unos simples miliamperios de corriente CP pueden proteger muchos kilómetros de tuberías. Una tubería que puede ser fácilmente desplazada en voltaje con el propósito de protección catódica también puede ser fácilmente desplazada debido a cualquier otra fuente o efecto. La corriente continua parásita y la corriente alterna de frecuencia inducida son ejemplos de otras fuentes que pueden desplazar la tensión de las tuberías con bastante eficacia. En segundo lugar, el uso de desacopladores ha aumentado a medida que los usuarios aplican estos dispositivos para una mitigación eficaz de la CA, la protección contra rayos y fallos, y el aislamiento de CC de los sistemas de puesta a tierra. Esta capacitancia es aditiva a la capacitancia del revestimiento. Por último, a medida que el CIS se ha convertido en una técnica más consolidada y los usuarios observan las formas de onda resultantes, aumenta la concienciación sobre este efecto.

Problemas de capacitancia del desacoplador
A menudo, los usuarios se preguntan cómo resolver este dilema. Existen algunas técnicas que pueden permitir al usuario compensar este efecto capacitivo y seguir obteniendo lecturas aceptables. Entre ellas se incluyen la captura del potencial más tarde en el periodo de ciclo apagado, la ampliación de las duraciones de los periodos de tiempo de encendido y apagado, el uso de cupones sin IR como medición independiente o, en algunos casos, la desconexión de los desacopladores (que requiere una revisión para realizarla con seguridad). Cada uno de estos enfoques tiene sus pros y sus contras en cuanto a precisión, comodidad y seguridad. Dado que los desacopladores son una parte normal de todo el sistema de protección catódica de tuberías, la intención es generalmente dejar el sistema intacto, ya que las fuentes de corriente se ciclan todas juntas para obtener un CIS aceptable. Se desaconsejan las modificaciones en el sistema de protección catódica cuando se trata de comprobar la eficacia del sistema instalado. Sin embargo, al final, se necesitan potenciales absolutos válidos para compararlos con los criterios industriales de conformidad. Dairyland se ha implicado a fondo en la investigación de las causas, efectos y posibles soluciones a este preocupante y desafiante problema.

PCRX - Rendimiento extremo del desacoplador
Miles de horas de investigación, desarrollo y pruebas sobre el terreno han dado como resultado una nueva innovación en la tecnología de desacopladores.

Basado en la historia de nuestra empresa de crear dispositivos de estado sólido robustos y fiables para responder a las necesidades exigentes de la industria energética, el PCRX realiza todas las funciones esperadas de seguridad y aislamiento del desacoplador de Dairyland, y añade sistemas sofisticados de estado sólido para proporcionar una respuesta CIS correcta. La compensación activa de capacitancia del PCRX lo hace virtualmente invisible a los cambios de potencial durante una inspección de intervalo cercano, y aún así logra la mitigación de la inducción de CA en estado estacionario, así como las esperas en anticipación de fallas de CA, rayos u otros eventos que requieran sujeción por sobretensión. Los usuarios que se han familiarizado con los desacopladores fiables de Dairyland disfrutarán de esas mismas características de aislamiento y seguridad, junto con la superación de los problemas de medición CIS en el nuevo PCRX.

Resultados de las pruebas de campo
El PCRX se sometió a pruebas exhaustivas durante varios años y en varias ubicaciones de tuberías. Como lugares de prueba para el PCRX se seleccionaron emplazamientos con desacopladores estándar que presentaban retrasos identificados por el usuario en la respuesta de la forma de onda CIS. La mayoría de los emplazamientos estudiados habían empleado los desacopladores para mitigar la inducción de CA de las líneas eléctricas cercanas. Los ingenieros de Dairyland pusieron en marcha los rectificadores en ese gasoducto o segmento, utilizando periodos típicos de encendido y apagado, y obtuvieron formas de onda "tal como se encontraron" con los desacopladores conectados. A continuación, se obtuvieron formas de onda con todos los desacopladores desconectados de la tubería, para compararlas. La desconexión se realizó de forma temporal siguiendo prácticas seguras y utilizando mediciones de tensión de CA para la verificación. Tras la desconexión, las formas de onda mostraron en general una gran mejora en el tiempo de respuesta, como era de esperar. A continuación, se conectó el PCRX en lugar de los desacopladores existentes y se volvieron a obtener formas de onda, lo que dio como resultado una respuesta que normalmente imitaría la de una tubería con los desacopladores desconectados. Las siguientes formas de onda del potencial de la tubería muestran un conjunto típico de estas tres condiciones de prueba. Obsérvese que la respuesta PCRX es básicamente la misma que con los desacopladores desconectados.

 

Las formas de onda que se muestran aquí proceden de un entorno desértico seco del suroeste de Estados Unidos. El segmento de tubería eléctricamente continuo con los desacopladores tenía 32 millas de longitud, 24" de diámetro y un revestimiento FBE de buena calidad. Un total de 8 desacopladores PCR existentes en este segmento fueron evaluados por los efectos capacitivos, produciendo los gráficos mostrados, ya que fueron comparados con el funcionamiento del PCRX. Se obtuvieron resultados precisos con el PCRX en 0,5 segundos, como se ve arriba.

Conclusión
Dairyland ha proporcionado una herramienta nueva y valiosa a la industria de protección catódica con la introducción del PCRX. Capaz de responder rápidamente a las fuentes de corriente cíclica, el PCRX permite realizar inspecciones eficientes a intervalos cortos, conservando todas las funciones de seguridad de aislamiento CP y protección contra sobretensión necesarias para las operaciones de tuberías. Añadiendo a la línea completa de tecnologías de aislamiento y puesta a tierra de Dairyland, el PCRX logra nuevas mejoras sustanciales buscadas por la industria durante años.

¿Quiere saber más? Descargue el documento completo utilizando el enlace de la derecha para un análisis en profundidad del rendimiento del PCRX.