APCE Notizie - 41 - ottobre 2010

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n. 41 - ottobre 2010

Periodico registrato presso il tribunale di Roma al n. 67 in data 17.02.98 - Spedizione in abbonamento postale 70% - Roma

www.apce.it

In questo numero Corrente Alternata PC dei boiler Matrici di Rischio Contatori Smart

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Le immagini

n° 41 - ottobre 2010

News

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eDITORIALe L’APCE intraprende un nuovo percorso

RICeRCA Una proposta di meccanismo della corrosione da corrente alternata

RICeRCA PC all'interno di boiler domestici

INGeGNeRIA Le matrici di rischio applicate alla PC

sPAZIO CIG Completato l’assetto normativo per i “nuovi materiali”

QUIZ Pronto per l’esame?

CORsI APCe

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CONGRESSO EUROCORR 2010 Dal 12 al 17 settembre 2010 si è svolto a Mosca, Russia, l’annuale congresso europeo EUROCORR 2010 a cui hanno partecipato oltre 700 delegati. Come di consueto, il congresso era organizzato per sessioni distinte e simultanee, ciascuna facente riferimento al relativo gruppo di lavoro della Federazione Europea di Corrosione.

Per informazioni sul programma e sul titolo delle memorie si può consultare il sito: www.eurocorr.org. La sessione di PC ha visto molti contributi, soprattutto di autori russi.

CORSO DI PROTEZIONE CATODICA NEL CALCESTRUZZO APCE in collaborazione con il Politecnico di Milano, gruppo PoliLaPP (Politecnico di Milano, Laboratorio di corrosione Pietro Pedeferri), terrà un corso sulla protezione catodica nel calcestruzzo armato secondo i requisiti della norma europea UNI EN 15257 per la certificazione degli addetti di protezione catodica, dall’11 al 16 aprile 2011, presso il Politecnico di Milano, Dipartimento CMIC “Giulio Natta”.

Il corso è organizzato con il supporto della società De Nora e sarà tenuto in lingua inglese. Al termine del corso sarà possibile sostenere gli esami per il conseguimento della certificazione europea di livello 2 nel settore calcestruzzo rilasciato dall’Organismo di certificazione CICPND. Per informazioni dettagliate, consultare il sito www.apce.it o il sito www.polilapp.chem.polimi.it, polilapp@chem.polimi.it.

MANIFESTAZIONI ORGANIZZATE DA AIM • Affidabilità ed ecoefficienza in componenti modificati superficialmente, Milano 28 ottobre 2010 • 33° Convegno Nazionale AIM, Università di Brescia, 10-12 novembre 2010 (programma http://www.aimnet.it/allpdf/33convAIM.pdf).

• IX edizione Giornate Nazionali sulla Corrosione e Protezione, 6-8 luglio 2011, Villa Mondragone, Monte Porzio Catone (info a pagina 6) • Rivestimenti e protezione dalla corrosione di tubi per impieghi nelle reti oil & gas (in via di definizione marzo/aprile 2011)

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CERTIFICAZIONE CICPND - LIVELLO 3 IN PROTEZIONE CATODICA SESSIONE D'ESAME n° 9 - Anno 2010

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Il CICPND - Centro Italiano di Certificazione per le Prove Non Distruttive e per i Processi Industriali ha stabilito di tenere presso la propria Sede di Legnano la nona Sessione d'Esame per la Certificazione CICPND di livello 3 in Protezione Catodica nel seguente settore di applicazione: “Strutture Metalliche Interrate (T)” Le prove, che saranno solo scritte, in conformità alla normativa UNI EN 15257 e al Regolamento CICPND n° 83 sulla Qualificazione e Certificazione del Personale addetto alla Protezione Catodica, avranno luogo dall’ 8 al 12 Novembre 2010 (il Calendario della Sessione sarà trasmesso al candidato in tempo utile).

La domanda per l'ammissione agli esami dovrà essere richiesta alla Segreteria CICPND. La Segreteria del CICPND è a disposizione per qualsiasi informazione, anche inerente alla sistemazione alberghiera (Tel.: 0331-545600, Fax: 0331-543030, E-mail: info@cicpnd.it).

NUOVA SEDE PER L’UFFICIO CORROSIONI ELETROLITICHE DI MILANO L’APCE trasferirà l’Ufficio Corrosioni Elettrolitiche di Milano presso la società A2A Reti Gas SpA. I riferimenti del sig. Davide Gentile sono: davide.gentile@apce.it

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PUBBLICATE LE NUOVE LINEE GUIDA APCE RIGUARDANTI LA PROTEZIONE CATODICA DELLA RETE IN ACCIAIO DI DISTRIBUZIONE DEL GAS Il 12 di ottobre, il CIG ha pubblicato le nuove edizioni delle linee guida elaborate dall’APCE che entrano in vigore il primo gennaio 2011.

Le linee guida richiamano le disposizioni legislative, la deliberazione AEEG e le norme attualmente in vigore per le reti in acciaio di distribuzione del gas.

• Linee guida - Protezione catodica della rete in acciaio di distribuzione del gas (quarta edizione) Le modifiche principali hanno riguardato i capitoli della conformità delle misure eseguite sia non in continuo sia in continuo per migliorarne l’esposizione e quindi consentire una più corretta interpretazione.

• Linee guida - Metodologia di valutazione dell’efficacia dei sistemi di protezione catodica di un impianto di distribuzione gas (terza edizione) Le variazioni riguardano l’indicazione della lunghezza in chilometri o frazione di chilometri della rete di acciaio dei sistemi di protezione catodica che è da arrotondare al terzo decimale e riferita al dato consolidato dell’anno di riferimento. Sono state migliorate alcune formule e perfezionate delle altre per calcolare correttamente l’indicatore di protezione catodica anche per i sistemi di limitata estensione.

• Linee guida - Redazione del rapporto annuale dello stato elettrico dei sistemi di protezione catodica dell’impianto di distribuzione gas (terza edizione) È stato introdotto il significato di sistema dotato di anodi galvanici e le relative informazioni da indicare nel rapporto stesso per fornire prova dell’affidabilità della gestione e conduzione di tali sistemi. Le altre modifiche riguardano la lunghezza della rete in acciaio dei sistemi di protezione catodica da indicare in metri e riferita al dato consolidato dell’anno di riferimento e la redazione del rapporto annuale dello stato elettrico che è da completare non oltre il trentuno luglio dell’anno successivo a quello di riferimento.

Le tre linee guida sono scaricabili gratuitamente dai siti internet CIG e APCE.

PoliLaPP LaERUDWRULR ´Pietro PHGHIHUULµ GL &RUURVLRQH GHL 0DWHULDOL 'LSDUWLPHQWR &0,& ´* 1DWWDµ GHO 3ROLWHFQLFR GL 0LODQR

Il laboratorio di corrosione PoliLaPP è specializzato nelle attività di: x

Failure analysis

x

Consulenza industriale

x

Prove di corrosione

x

Formazione

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offfre servizi e consulenza per PoliLaPP ha svolto e of importanti società del settore petrolifero, delle costruzioni e degli impianti industriali

e-mail: polilapp@chem.polimi.it tel. +39 022 399 3152 ² fax +39 022 399 3180 Responsabile: Prof. Ing. Luciano Lazzari (luciano.lazzari@polimi.it) Contatti Ing. Silvia Beretta (silvia.beretta@chem.polimi.it) Ing. Marco Ormellese (marco.ormellese@polimi.it)

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IX edizione - 1a

Coordinatore delle Giornate Gualtiero Gusmano - Università di Roma Tor Vergata Comitato Organizzatore F. Bassani - Associazione Italiana di Metallurgia M. Cornago - Presidente NACE Milano Italia Section R. Ferretto - Presidente AITIVA R. Fratesi - Presidente Centro Corrosione AIM G. Gusmano - Università di Roma Tor Vergata G. Montesperelli - Università di Roma Tor Vergata A. Troiano - Presidente APCE Comitato Scientifico C. Bartuli - Università di Roma La Sapienza E. Bemporad - Università di Roma 3 P.L. Bonora - Università di Trento F. Carassiti - Università di Roma 3 S. Cavalieri - Apce R. Cigna - Isproma L. Fedrizzi - Università di Udine R. Fratesi - Università Politecnica delle Marche G. Gabetta - ENI div. E&P G. Gusmano - Università di Roma Tor Vergata L. Lazzari - Politecnico di Milano F. Mazza - Università degli Studi di Milano

Presentazione di lavori scientifici Gli interessati a presentare memorie scientifiche dovranno inviare titolo, autori e sommario (circa 500 parole) entro il 17 dicembre 2010.

Scadenze Invio titoli e riassunti Notifica accettazione Invio dei testi completi

17 dicembre 2010 28 gennaio 2011 31 marzo 2011

Sede La manifestazione si terrà presso Villa Mondragone, che si trova tra il Comune di Frascati e quello di Monte Porzio Catone (al quale appartiene).

Per maggiori informazioni sulla sede, si invita a consultare il sito: http://www.villamondragone.it Frascati e Monte Porzio Catone Frascati è situata nell’area dei Castelli Romani a 320 m.s.l.m., vicino i comuni di Grottaferrata e di Roma.

L’economia della cittadina si basa prevalentemente sulla produzione del vino Frascati Doc, uno dei più rinomati e venduti vini dei Castelli Romani.

Il clima di Frascati è mite tutto l’anno, e proprio

G. Montesperelli - Università di Roma Tor Vergata T. Pastore - Università di Bergamo E. Proverbio - Università di Messina P.V. Scolari - Consulente S.P. Trasatti - Università degli Studi di Milano, NACE Milano Italia Section T. Valente - Università di Roma La Sapienza F. Zucchi - Università di Ferrara

eventi nazionali più importanti del settore.

Il convegno, grazie alla consolidata collaborazione tra AIM, AITIVA, APCE e Nace Milano Italia Section, si propone quale occasione di confronto tra le esperienze universitarie e quelle del mondo industriale, con il fine di dibattere gli aspetti scientifici connessi ai meccanismi di corrosione, i progressi fatti nelle tecniche di studio, le soluzioni tecnologiche più avanzate in fatto di prevenzione e protezione. In un clima del tutto informale, ampio spazio sarà dato alla partecipazione dei giovani per valorizzarne ed incoraggiarne il lavoro di ricerca e di applicazione.

Aree tematiche principali • Corrosione negli ambienti naturali: acque, atmosfera, terreno • Corrosione negli impianti e nelle strutture industriali • Tecniche di studio e controllo dei fenomeni corrosivi • Corrosione e protezione delle armature nelle opere in c.a.

• Inibitori di corrosione • Protezione catodica • Rivestimenti e trattamenti superficiali • Case histories

Spazio aziende È previsto uno spazio per l’esposizione di apparecchiature, per la presentazione dei servizi e per la distribuzione di materiale promozionale.

Informazioni più dettagliate al riguardo sono disponibili presso la Segreteria AIM (info.aim@aimnet.it).

Presentazione La Giornate Nazionali della Corrosione, con questa nona edizione, si confermano come uno degli

Atti Gli atti del convegno saranno predisposti sotto forma di CD-rom e distribuiti agli iscritti all’inizio dei lavori.

per questo è una delle mete preferite dai turisti per passare qualche giorno in luoghi dalla bellezza incontaminata e con l’aria pulita, rimanendo comunque a pochi passi da Roma (dista poco più di 20 km.).

Le origini di Frascati sono antichissime, riferibili per lo più all’epoca romana, ma è solo a partire dal 1191 che vi fu un forte incremento demografico, causato dalla distruzione della vicina città di Tusculum. Dal XVI secolo Frascati è divenuto un luogo d’elite, in quanto le più importanti famiglie nobili della capitale (Colonna, Borgia, Farnese) scelsero la città per costruirvi le loro residenze extraurbane, che ancora oggi sono annoverate tra le più belle ed imponenti del periodo.

Frascati è ricordata anche per essere stato il primo comune dello stato pontificio ad avere un collegamento ferroviario con Roma (1857).

Anche Monte Porzio Catone offre interessanti itinerari turistici: le rovine della città etrusca di Tuscolo, ville storiche come Villa Mondragone, Villa Taverna - Parisi, Villa Lucidi, lo spettacolare Barco Borghese, il Museo del vino, il museo della città, l’eremo di Camaldoli, oltre alla splendida cornice naturale che circonda l’intera cittadina.

Premi per giovani ricercatori: Il Consorzio Interuniversitario per la Scienza e Tecnologia dei Materiali INSTM bandisce due premi riservati a studenti di dottorato o titolari di borsa o assegno Post Doc che abbiano conseguito il titolo da non più di due anni alla data di svolgimento del convegno: • 1 premio di € 500,00 per la migliore presentazione orale • 1 premio di € 350,00 per il miglior poster Per informazioni e candidature rivolgersi alla Segreteria AIM (info.aim@aimnet.it).

Segreteria organizzativa

AIM - Associazione Italiana di Metallurgia Piazzale Rodolfo Morandi 2 · 20121 Milano Mi tel. 02-76397770 / 02-76021132 fax. 02-76020551 e-mail: info.aim@aimnet.it sito internet: www.aimnet.it/gncorr2011.htm

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l’editoriale di alessandro troiano

L’APCE intraprende un nuovo percorso Cari soci e cari lettori, nel rinnovarvi i miei più cordiali saluti, desidero condividere con voi alcune mie riflessioni che ho maturato in questi primi mesi che mi hanno visto alla guida dell’Associazione.

Tra le prime domande che mi sono posto c’è sicuramente quella sul ruolo che APCE è tenuta a svolgere sia al suo interno che verso il mondo esterno. In particolare nei riguardi dei suoi soci ritengo che l’Associazione debba offrire dei “servizi” correlati alle loro reali esigenze, fra i quali i principali sono l’informazione, la formazione, la comunicazione, il supporto tecnico.

Servizi che l’Associazione in questi anni ha offerto, grazie all’ottimo lavoro svolto da chi l’ha guidata, ma che ritengo meritino un processo di adeguamento al contesto sociale, economico e tecnologico in continua evoluzione, secondo imprescindibili logiche di efficienza, attraverso il contributo di ciascuno di voi supportato nel contempo da quello di organismi esterni che possano agevolarne il percorso ed ampliarne i contenuti. Ed è in questo senso che ho ritenuto opportuno stringere la collaborazione con il Politecnico di Milano, iniziando un percorso di rivisitazione di alcuni degli strumenti attraverso i quali vengono erogati i servizi sopra richiamati, ovvero la rivista periodica e la documentazione formativa. A partire da questo numero, che per i meno attenti è il 41esimo, a testimonianza della piena maturità che “APCE notizie” ha oramai raggiunto, la redazione è condotta dal gruppo PoliLaPP del Politecnico di Milano. È intenzione della nuova redazione ampliare lo spettro dei contributi, soprattutto da parte degli operatori e delle società di PC e per questo ha già pensato alla programmazione dei prossimi cinque numeri, fino a dicembre 2011, in modo da consentire per tempo la preparazione di interventi.

Contestualmente, per arricchire la rivista con preziosi contenuti dal mondo accademico e della ricerca, è in itinere il suo riconoscimento dal punto di vista scientifico. Per raggiungere questo risultato è necessario nominare un comitato scientifico in rappresentanza dei vari attori della PC, dal mondo accademico, a quello della ricerca, agli operatori secondo le diverse attività. Invito pertanto i nostri lettori a proporre candidature e autocandidature, in modo da nominare il comitato scientifico per il prossimo numero di marzo 2011.

D’ora in poi sarebbe cosa gradita che i contributi arrivassero in modo più spontaneo e per favorire questo processo, i prossimi numeri saranno proposti con un carattere tematico, sia per meglio programmare gli interventi sia per consentire ai futuri autori e collaboratori di pianificare a loro volta la preparazione degli stessi. Per quanto riguarda la formazione, è stato affidato al PoliLaPP il compito di rivisitare la documentazione utilizzata da APCE per l’espletamento dei corsi formativi, semplificandone i contenuti e rendendola più facilmente accessibile. Lo stesso gruppo di lavoro inoltre sta lavorando all’elaborazione di test di auto-valutazione che saranno successivamente messi in rete sul sito web dell’Associazione e che consentiranno a tutti gli operatori di verificare dalla propria postazione di lavoro le conoscenze formative acquisite, ai fini anche dell’eventuale esame di certificazione. E’ mia ferma intenzione proseguire nel prossimo futuro in questo processo innovativo toccando anche i restanti due temi della comunicazione e del supporto tecnico. Ma di questo vi parlerò in seguito quando avremo modo di raccogliere idee e contributi di tutti.

Buon lavoro a tutti.

Alessandro Troiano Nuovo segretario APCE L’ing. A. Troiano, Presidente dell’APCE, ha designato il dott.Vincenzo Fiore (tel. 051 4140816, email: vincenzo.fiore@apce.it) nell’incarico di Segretario dell’Associazione subentrando al p.e.

Sergio Cavalieri che ha lasciato anche l’incarico di responsabile dell’Ufficio Corrosioni Elettrolitiche di Roma per rientrare nell’organico della società Italgas. L’Ufficio Corrosioni Elettrolitiche (UCE) di Roma termina la sua funzione e attività.

La redazione ringrazia Cavalieri per il lavoro svolto formulando gli auguri di buona continuazione nel lavoro.

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r i c e r c a

Una proposta di meccanismo della corrosione da corrente alternata La memoria riassume i risultati e la loro interpretazione ottenuta con una tecnica elettrochimica nota come voltammetria in corrente alternata (voltammetria-ca) per lo studio delle reazioni che hanno luogo ai diversi potenziali a cui è portato un elettrodo in presenza di un segnale alternato. L’interesse nell’applicazione della tecnica consiste nel fatto che essa riproduce in laboratorio le condizioni reali di sovrapposizione dello stato di protezione catodica (PC) e della corrente alternata. I risultati hanno permesso di formulare un meccanismo di interpretazione del fenomeno.

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Andrea Brenna, Veronica Bueno, Marco Ormellese

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Politecnico di Milano Dipartimento CMIC G. Natta Via Mancinelli, 7 20131 Milano

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e linee elettriche aeree ad alta tensione e la linea ferroviaria Alta Velocità – Alta Capacità possono provocare interferenze sulle condotte metalliche interrate con possibili conseguenze riguardanti sia la corrosione sia i limiti previsti per la sicurezza elettrica. Lo studio dell’influenza della corrente alternata sulla corrosione e sulla gestione degli impianti di protezione catodica ha avuto un impulso negli ultimi 30 anni per i frequenti casi di parallelismo tra le condotte interrate e i sistemi elettrici alimentati in corrente alternata. I problemi sono più accentuati in presenza di rivestimenti altamente isolanti (per esempio, polietilene e polipropilene) perché la corrente che si scambia localmente in corrispondenza dei difetti o delle porosità del rivestimento può aumentare considerevolmente e raggiungere i valori di soglia proposti.

Attualmente le specifiche tecniche [1, 2] definiscono le condizioni critiche d’insorgenza della corrosione da interferenza da corrente alternata sulla base di un criterio che fissa un valore di soglia di 30 A/m2 per la densità della corrente alternata.

Nell’ambito di un programma di ricerca multisponsor, sono state svolte prove di laboratorio per definire i criteri di protezione da adottare in presenza di corrente alternata [3]. Da queste prove è emerso che la densità di corrente alternata non è il solo parametro sufficiente per stimare il rischio di corrosione: in condizioni di protezione catodica, diventano importanti infatti anche il valore del potenziale di protezione e del rapporto tra la densità di corrente alternata interferente e la densità di corrente di protezione [4].

La Figura 1, già nota ai lettori di APCE notizie [5] mostra il “diagramma del rischio di corrosione” nelle diverse situazioni studiate in laboratorio: il rischio di corrosione è considerato basso se la velocità di corrosione residua è inferiore a 20 μm/y (aree verdi), elevato se invece la velocità di corrosione residua è superiore a 100 μm/y (aree rosse). Si nota che in condizioni di sovraprotezione catodica (potenziali più negativi di -1.2 V CSE) il rischio di corrosione è elevato anche a basse densità di corrente alternata interferente, dell’ordine dei 10 A/m2. È bene ricordare che in assenza di corrente alternata le condizioni di sovraprotezione non innescano attacchi di corrosione intesa come perdita di massa, mentre possono indurre fenomeni di stress corrosion cracking per infragilimento da idrogeno sui materiali suscettibili.

Non risulta ancora chiarito il meccanismo con cui la corrente alternata influenza i fenomeni di corrosione, soprattutto in presenza di condizioni di protezione catodica in cui è opinione comune che si instaurano condizioni termodinamiche di immunità. È evidente che questa “anomala” corrosione che si manifesta in condizioni di PC richiede un convincente meccanismo interpretativo. L’ipotesi qui formulata è che l’interferenza da corrente alternata (in condizioni di sovraprotezione catodica) indebolisca il film passivo, causandone la rottura, rendendo possibile la corrosione anfotera a pH alcalino con dissoluzione del ferro e formazio-

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c o r r e n t e alternata stimola corrosione strutture, sovraprotezione catodica la

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ne di ione ferrito. Infatti, la PC instaura sulla superficie del metallo condizioni di pH alcalino che portano normalmente l’acciaio al carbonio a lavorare in condizioni di passività, ma in condizioni di sovraprotezione (densità di corrente di protezione superiori a 1 A/m2) si possono misurare valori di pH fino a 13, cioè al limite dell’area di corrosione anfotera in cui è possibile la dissoluzione del ferro in totale assenza di ossigeno (Figura 2).

La tecnica voltammetria-ca Per avvalorare questa ipotesi di dissoluzione anfotera del ferro è necessario individuare quali reazioni di corrosione possono aver luogo nelle condizioni di sovraprotezione catodica in presenza di corrente alternata.

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A questo scopo sono state effettuate prove in ambiente alcalino utilizzando una tecnica elettrochimica nota come voltammetria in corrente alternata (voltammetria-ca; ac-voltammetry).

Questa tecnica applica un segnale elettrico continuo di protezione catodica all’acciaio e un segnale alternato di tipo sinusoidale sovrapposto (Figura 3), permettendo di simulare le condizioni di interferenza delle tubazioni interrate. La risposta, il voltammogramma, consente di individuare le reazioni che avvengono nell’intervallo di potenziale scelto in corrispondenza dei picchi di corrente alternata scambiata dall’elettrodo (Figura 4).

Questa corrente, detta faradica, è proporzionale alla concentrazione della specie attiva in soluzione e costituisce quindi un parametro utilizzabile anche per un’analisi quantitativa.

Le prove sono state effettuate su provini di acciaio al carbonio in soluzione basica 1 M di NaOH (pH 14) per simulare le condizioni locali in cui si trova l’acciaio in sovraprotezione catodica. A ciascun provino è stata applicata una scansione di potenziale continuo da -2.05 V SCE fino a -0.7 V SCE. Questo intervallo di potenziale è stato scelto per studiare l’effetto dell’interferenza di un segnale alternato sulle reazioni che, ad alto pH, potrebbero avvenire in protezione catodica in presenza di corrente alternata.

In condizioni di sovraprotezione catodica, la CA provoca la rottura del film passivo, favorendo l'innesco della corrosione alcalina del ferro

Risultati La Figura 5 mostra a titolo d’esempio il voltammogramma di un elettrodo di acciaio al carbonio sottoposto a un voltaggio sinusoida-

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Figura 1: “Diagramma del rischio” da prove di laboratorio

Figura 2: Diagramma di Pourbaix del ferro, con indicate le aree di corrosione, immunità e passività

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Figura 3: Scansione di potenziale (INPUT)

Figura 5: CA-voltammogramma con ampiezza 5 mV e frequenza 50 Hz

le di ampiezza 5 mV e frequenza 50 Hz, con scansione del potenziale da -2.05 V SCE a 0.70 V SCE, in cui si riconoscono tre picchi: • Picco I: nell’intervallo di potenziale compreso tra -1.3 e -1.05 V SCE • Picco II: nell’intervallo di potenziale compreso tra -1.05 e -0.85 V SCE • Picco III: nell’intervallo di potenziale compreso tra -0.85 e -0.7 V SCE I picchi permettono di individuare dal diagramma di Pourbaix del ferro [6] le corrispondenti reazioni. Il Picco I potrebbe essere associato a otto possibili reazioni che coinvolgono il ferro metallico, i suoi ossidi e idrossidi, a seconda della loro stabilità chimica ed elettrochimica. Il Picco II invece cade

Figura 4: CA-voltammogramma (OUTPUT)

in corrispondenza di un valore di potenziale al quale può avvenire una sola reazione, quella che coinvolge l’ossido ferroso FeO con formazione dello ione ferrito HFeO2con dissoluzione e corrosione del metallo secondo la reazione chimica: FeO + H2O = HFeO2- + H+ Questa reazione di corrosione del metallo avviene, a pH 14, nell’intervallo di potenziale compreso tra -1.14 e -0.94 V SCE. Infine il Picco III, compreso tra -0.85 e -0.70 V SCE, può essere associato alle reazioni corrispondenti alla formazione di Fe2O3 e Fe(OH)3. In conclusione, queste reazioni giustificano la corrosione del ferro anche a potenziali di protezione catodica se è presente un segnale alternato d’interferenza. Al termine delle prove di voltammetria-ca, è stata svolta un’analisi di diffrattometria di raggi X dell’ossido superficiale formatosi sull’acciaio. Gli ossidi trovati dall’analisi sono magnetite (Fe3O4) e l’ossido ferroso FeO. La presenza di questi due ossidi sulla superficie dell’acciaio può essere giustificata dalle reazioni trovate in corrispondenza dei picchi del voltammogramma: la magnetite può formarsi al potenziale di -1.15 V SCE e l’ossido ferroso al potenziale di -1.11 V SCE, entrambi in corrispondenza del Picco I del voltammogramma.

Conclusioni In conclusione, pensiamo che sia stato individuato un meccanismo di corrosione che spiega l’”anomala” corrosione che avviene in condizioni di PC quando è presente un segnale alternato, ma siamo pure consapevoli che sono necessarie altre indagini sperimentali per una definitiva conferma.

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Bibliografia

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[1] UNI CEN/TS 15280, “Evaluation of AC corrosion likelihood of buried pipelines – Application to cathodically protected pipelines”, UNI CEN, 2007.

[2] NACE 35110, “AC Corrosion State-of-the-Art: Corrosion Rate, Mechanism, and Mitigation Requirements - Item No. 24242”, Houston, TX: NACE - NACE International, 2010.

[3] F. Bolzoni, S. Goidanich, L. Lazzari, M. Ormellese, “Laboratory test results of AC interference on polarized steel”, CORROSION/03, paper no.

03704, Houston, TX: NACE, 2003.

[4] L. Lazzari, M. Ormellese, A. Brenna, L. Trinca, “Cathodic protection criteria in the presence of AC interference”, Eurocorr/09, F-Nice, paper no.

8137, 2009.

[5] L. Lazzari, M. Ormellese, P. Pedeferri, Effetto della corrente alternata sulle strutture metalliche interrate in protezione catodica, notizie APCE, n. 35, dicembre, pag. 14-20, 2008 [6] M. Pourbaix, “Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions”, NACE - National Association of Corrosion Engineers, 1974.

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r i c e r c a

Protezione catodica all’interno di boiler domestici* La durabilità dei boiler elettrici ad uso domestico, con serbatoio in acciaio smaltato, aumenta significativamente se è applicata la protezione catodica con anodi galvanici di magnesio. La memoria illustra i risultati ottenuti in laboratorio su un boiler con capacità di 100 litri, con due tipi di anodi di magnesio, posto in condizioni di servizio (temperatura 20°C e 60°C) con due tipologie di acque aventi conducibilità specifica 50 μS/cm e 500 μS/cm. Sei sonde, appositamente predisposte, hanno permesso di verificare l’efficacia della protezione catodica tramite misure di corrente e di potenziale nei punti critici del serbatoio, come le zone di saldatura circonferenziale. I risultati hanno mostrato una non significativa differenza tra i due anodi e l’influenza della conducibilità dell’acqua.

di

T. Bellezze R. Fratesi N. Ruffini Dipartimento di Fisica e Ingegneria dei Materiali e del Territorio, Università Politecnica delle Marche, Via Brecce Bianche, 60131 Ancona.

A. Mancini Laboratorio ARISTON Thermo Group, Via Pascoli 1, 60044, Fabriano (AN).

L’

impiego della protezione catodica delle strutture metalliche è piuttosto recente ma, data la sua efficacia, è previsto su larga scala, in relazione a tali strutture e agli ambienti corrosivi [1]. La corrente necessaria a polarizzare catodicamente una data struttura metallica può essere fornita direttamente da una sorgente esterna (metodo a corrente impressa) mediante l’impiego di un “anodo inerte” o mediante l’opportuno accoppiamento elettrico con metalli meno nobili della struttura da proteggere (anodi galvanici) [2, 3, 4]. La corrente e il potenziale di protezione dipendono sia dal materiale che dall’ambiente in cui esso si trova [1, 2]. Le soluzioni pratiche applicate possono essere le più varie e la scelta finale è generalmente dettata da fattori ingegneristici ed economici [2, 4].

Nel caso specifico dei boiler di uso domestico con serbatoi smaltati, la protezione catodica con anodi galvanici di magnesio è generalmente considerata la soluzione più idonea per aumentarne la durabilità ed è preferita a quella a corrente impressa con anodi di titanio attivato [4]. La protezione catodica evita, in presenza di difetti nel rivestimento, l’instaurarsi in questi punti del processo di dissoluzione anodica. Affinché tale protezione sia efficace, la tipologia ed il corretto posizionamento dell’anodo sono fondamentali per avere la giusta erogazione di corrente necessaria a proteggere il serbatoio in tutte le sue parti e per raggiungere nel più breve tempo possibile il potenziale di protezione in corrispondenza di eventuali difetti [3, 4].

Il potenziale di protezione dell’acciaio in acqua è compreso nell’intervallo -0,8 ÷ -0,9V SCE, in funzione della temperatura, ma la corrente di protezione varia sia in funzione delle dimensioni dei difetti, sia in funzione della conducibilità dell’acqua e del suo potere incrostante e, quindi, della sua possibilità o meno di formare in tempi rapidi uno strato calcareo di protezione in corrispondenza del difetto stesso [4]. Alla corrente di protezione è inoltre strettamente legato il consumo nel tempo dell’anodo di magnesio e, quindi, più in generale, l’efficacia della protezione della struttura.

Dati i numerosi fattori che la influenzano, scopo del presente lavoro è stato quindi verificare l’efficacia della protezione catodica impiegata in un boiler commerciale per acqua sani*Questo articolo è tratto dalla memoria degli stessi autori “Indagine sull’efficacia di un sistema di protezione catodica ad anodi di magnesio all’interno di boiler domestici” presentata alle Giornate Nazionali di Corrosione e Protezione, VIII edizione, Udine 24-26 giugno 2009, alla quale si rimanda per approfondimenti.

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Modalità sperimentale I boiler usati per le prove sperimentali sono stati attrezzati come mostrato in Fig. 1. Gli anodi, le cui caratteristiche sono riportate in Tabella1, venivano montati sulla flangia porta-resistenza elettrica, utilizzata come elemento riscaldante dell’acqua. Tale flangia era isolata dal serbatoio da una guarnizione, al fine di registrare separatamente le correnti parziali relative a queste due parti metalliche. Come indicato nella Fig. 1 sulla parete del serbatoio era installato un elettrodo commerciale Ag/AgCl (+207 mV vs NHE), capace di lavorare alle alte temperature, impiegato per le misure di potenziale di libera corrosione sia del serbatoio che della flangia porta-resistenza riscaldante. Sempre sulla parete del serbatoio erano installate 6 sonde costituite da un tappo di gomma a forma di tronco di cono in cui sono stati infilati un sottile tondino di titanio attivato (φ = 2 mm) ed un chiodo di acciaio al carbonio (φ = 3 mm), i quali all’interno del boiler funzionavano rispettivamente da pseudo-elettrodo di riferimento locale e da “difetto simulato”/“sonda di corrente”.

Considerato che gli elettrodi di titanio attivato non sono dei veri e propri elettrodi di riferimento, sul serbatoio sono stati ricavati altri due fori nella parte superiore per misurare il loro potenziale rispetto all’elettrodo di riferimento SCE munito di un lungo capil-

lare che permetteva di raggiungere tutti i punti dove sono state posizionate le sonde ed in modo da tenere il “corpo” di questo elettrodo (Hg/Hg2Cl2) al di fuori del serbatoio, a temperatura ambiente. Alla fine, tutti i potenziali monitorati rispetto agli elettrodi di titanio attivato sono stati corretti in modo che fossero riportati rispetto all’elettrodo SCE. Dato il tipo di sonde installate sulla parete del boiler, le prove sono state eseguite a pressione atmosferica.

L’acqua con cui riempire il serbatoio è stata preparata con acqua demineralizzata prodotta in laboratorio (1-2 μS/cm a T 20-25 °C), aggiungendo quantità note di KCl per raggiungere una conducibilità specifica di 50 μS/cm per una prima sessione di prova ed una conducibilità di 500 μS/cm per una seconda sessione di prova.

Le misure in continuo di corrente e potenziale delle varie parti metalliche che formano il serbatoio e di quelle in corrispondenza delle sonde sono state possibili grazie al loro collegamento a un quadro elettrico, da cui partivano altri cavi multipolari collegati ad una unità di acquisizione multicanale Agilent Tecnology Mod. 34970A con due moduli multiplexer mod. 34901; questa unità, a sua volta, era interfacciata a un personal computer tramite la porta RS-232.

Con questa strumentazione è stato possibile eseguire tutte le misure necessarie per la sperimentazione, utili pertanto a stabilire l’efficacia della protezione catodica determinata dall’anodo di magnesio. Inoltre, sul quadro elettrico è stato installato un interruttore ON/OFF per la protezione catodica, che nelle normali condizioni di prova era in posizione ON, mentre ogni giorno veniva commutato sulla posizione OFF per circa 30’ in modo da verificare l’effetto di polarizzazione prodotto dall’anodo.

Figura 1: Rappresentazione schematica del boiler con tutti i suoi componenti, comprese le 6 sonde installate sulla parete del serbatoio. R rappresenta l’elettrodo commerciale ad Ag/AgCl sempre installato sulla parete.

La PC con anodi galvanici è la soluzione più idonea per aumentare la durabilità dei boiler

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taria in diverse condizioni operative (due tipologie di anodo galvanico, due temperature di lavoro e due tipologie di acqua a diversa conducibilità). A tale scopo è stata appositamente realizzata una stazione di monitoraggio multicanale capace di fornire in continuo sia i valori dei potenziali, sia le correnti parziali relative alla flangia porta-resistenza elettrica e al serbatoio del boiler. Per poter meglio studiare il comportamento del sistema di protezione, in presenza di difetti nel rivestimento smaltato, sono state realizzate inoltre sei sonde, posizionate nelle zone del serbatoio più soggette a tali difetti, costituite da un sottile tondino di acciaio (sonda di corrente simulante il difetto) accoppiato ad un filo di titanio attivato (sonda di potenziale per la misura locale del potenziale del difetto). Quest’ultima soluzione è fondamentale per verificare la reale efficacia della protezione catodica applicata al sistema perché il grado di protezione è strettamente legato alle condizioni che si instaurano localmente e, quindi, nel caso specifico, al potenziale e alla corrente parziale del difetto, valori spesso non direttamente riconducibili a parametri globali quali il potenziale o la corrente parziale del serbatoio [4].

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Tabella 1. Caratteristiche geometriche e di composizione chimica dei due anodi testati.

Anodo L Mg Zn Al Si Mn φ

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L'efficacia della PC è stata valutata con prove ON-OFF

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mm

mm

%

%

%

%

%

A

25

180

96,8

2,5

-

0,1

0,6

B

21

230

88,3

3,9

7,3

0,3

0,2

Ogni prova aveva la durata di 2-3 giorni e veniva condotta in modo da effettuare un monitoraggio iniziale alla temperatura ambiente intorno ai 20°C per circa 1 ora, sia a protezione catodica OFF sia a protezione catodica ON e naturalmente con la resistenza riscaldante non alimentata. Trascorso questo periodo, la resistenza veniva alimentata per iniziare il riscaldamento con il termostato posizionato al massimo che corrisponde ad una temperatura di 60°C. Nel monitoraggio sono state incluse anche delle termocoppie di tipo K posizionate rispettivamente in corrispondenza della sonda termostatica e sulla parete del serbatoio, di cui una nella parte superiore e un’altra nella parte inferiore. Nella continuazione della prova, il termostato veniva mantenuto al massimo determinando così dei cicli termici tra 60°C (a cui la resistenza si spegneva) e 55°C (a cui la resistenza si attivava nuovamente).

Alla fine di ogni prova, tutti i dati acquisiti venivano salvati ed elaborati nella forma di istogrammi potenziale e corrente in funzione della combinazione degli “eventi” verificatesi nel corso della prova: protezione catodica ON/OFF; resistenza riscaldante

ON/OFF; temperatura ambiente (20-25°C) – temperatura “alta” (55-60°C). Queste rappresentazioni hanno consentito di studiare in modo più agevole l’efficacia dei due anodi impiegati, facendo anche il confronto tra le prestazioni fornite da entrambi.

Risultati e discussione Dai risultati ottenuti con l’acqua a conducibilità particolarmente bassa (Fig. 2), si può concludere che la protezione catodica offerta dai due anodi di magnesio non è stata particolarmente efficace. Essa può ridurre il fenomeno corrosivo a cui possono andare soggette eventuali discontinuità dello smalto vetroso in corrispondenza delle saldature circonferenziali, senza però la garanzia di aver annullato il rischio di corrosione.

Un’efficacia della protezione catodica leggermente migliore si è notata con l’impiego dell’anodo A, sebbene in modo non tanto significativo. In ogni caso, acque di questo tipo rappresentano un fattore critico per il sistema di produzione di acqua sanitaria stu-

Figura 2: Potenziali medi relativi alle 6 sonde di corrente in acciaio (Fe), misurate in corrispondenza degli eventi illustrati in basso: in grigio anodo ON; in rosso resistenza ON. Sono posti a confronto i valori determinati per i due anodi (A,B), alle due temperature di prova con l’acqua a conducibilità di 50 μS/cm.

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diato. Ben diverso è ciò che si riscontra con l’acqua a conducibilità specifica 10 volte superiore (500 μS/cm) come si può notare nella Fig. 3. La protezione catodica è efficace sia a bassa che ad alta temperatura e, in particolare, entrambi gli anodi offrono una protezione catodica pressoché completa portando quasi tutte le sonde in condizioni di immunità termodinamica.

All’attivazione della resistenza riscaldante, le sonde restano protette, con potenziale che permane a valori di immunità nonostante si sia rilevata una diminuzione della corrente catodica di protezione. Si può concludere che restano in condizioni particolarmente critiche le sonde Fe1 e Fe4 perché si trovano in corrispondenza del pelo libero dell’acqua all’interno del serbatoio. Infine, tra i due anodi di Mg non si rilevano significative differenze nell’efficacia della protezione catodica da essi offerta con l’acqua a conducibilità più elevata.

Questi risultati portano a ipotizzare una possibile correlazione tra l’efficacia della protezione catodica, leggermente superiore se effettuata con l’anodo A rispetto a quella effettuata con l’anodo B, e il maggior contenuto di magnesio presente nel primo di questi due anodi (Tabella 1). Le due geometrie diverse sembrano invece non aver influito in modo particolare sulla protezione catodica determinata dai due anodi esaminati.

Conclusioni Dai dati registrati e dall’elaborazione effettuata, si è potuto constatare innanzitutto che non si è verificata una differenza significativa nelle prestazioni fornite dai due anodi testati. Con l’acqua a conducibilità minore, si è osservato che gli anodi non forniscono una protezione adeguata in tutto il serbatoio del boiler, con particolare riferimento alle zone di saldatura circonferenziale dove esiste il rischio di avere aree di acciaio non coperte con lo smalto vetroso e quindi il rischio di corrosione. Si è trovato inoltre che tale rischio può essere più elevato nel periodo di tempo in cui risulta accesa la resistenza riscaldante, in quanto provoca l’aumento della corrente anodica di corrosione relativa ai difetti simulati in corrispondenza delle saldature circonferenziali. Invece, con l’acqua a conducibilità superiore, non si sono riscontrati particolari problemi in tal senso, perché la protezione catodica è risultata adeguata a mantenere le aree scoperte in condizioni di immunità.

La PC con anodi di magnesio è adeguata per la protezione dei difetti del rivestimento interno

Riferimenti 3) Roberge P.R., “Handbook of Corrosion Engineering”, Ed. McGraw-Hill, 1999 4) Lazzari L., Pedeferri P., Ormellese M., “Protezione catodica” Ed. Polipress, Milano, 2006

Figura 3: Potenziali medi relativi alle 6 sonde di corrente in acciaio (Fe), misurate in corrispondenza degli eventi illustrati in basso: in grigio anodo ON; in rosso resistenza ON. Sono posti a confronto i valori determinati per i due anodi (A,B), alle due temperature di prova con l’acqua a conducibilità di 500 μS/cm.

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1) Pedeferri P., “Corrosione e protezione dei materiali metallici”, Ed. Polipress, Milano, 2007 2) Fontana M. G., “Corrosion engineering”, Ed. McGraw-Hill Book Company, 1986

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n

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Le matrici di rischio applicate alla protezione catodica

La memoria illustra l’applicazione delle matrici di rischio alle tubazioni interrate protette catodicamente. L’approccio è importante nei casi in cui le condizioni di protezione non sono strettamente conformi ai criteri dettati dalle norme, ma che sulla base di un’analisi delle condizioni di corrosione e delle conseguenze derivanti da un caso di guasto la velocità di corrosione e il rischio associato possono essere accettabili dal punto di vista ingegneristico.

di

Bruno Bazzoni Tiziana Caglioni Cescor srl, Via Maniago 122 20134 Millano

Luciano Lazzari

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Politecnico di Milano Dipartimento CMIC G. Natta Via Mancinelli 7 20131 Milano

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L

a gestione della corrosione e delle tecniche di protezione I processi di corrosione sono presenti in tutti gli impianti industriali poiché la corrosione è un processo spontaneo (in chimica-fisica si direbbe termodinamicamente favorito). Tali processi possono pregiudicare la funzionalità e portare a situazioni che mettono a rischio l’integrità degli impianti, la sicurezza delle persone e l’ambiente. La causa di tutto questo risiede talvolta in errori di progettazione, ma più spesso in una lacunosa attività di controllo e gestione dei materiali in relazione al monitoraggio e ispezioni inadeguati, ai trattamenti dei fluidi non correttamente effettuati, a scarsa comunicazione o disattenzione verso le regole anche elementari di buona tecnica. Per gestire queste situazioni, si fa ricorso sempre più spesso a un sistema integrato che tiene conto sia degli aspetti tecnici sia quelli operativi riguardanti il personale addetto. Tale sistema è applicato nelle fasi di progettazione, esercizio e fino alla dismissione degli impianti o di loro componenti. Sistemi in uso sono gli audits di valutazione del rischio di guasto con la tecnica HAZOP (HAZard and OPerability analysis), l’analisi di rischio di corrosione (Corrosion Risk Assessment) e l’RBI (Risk Based Inspection) [1,2].

Valutazione del rischio di corrosione di una tubazione interrata Una tubazione interrata protetta catodicamente presenta, in generale, un rischio di corrosione esterna basso. Ciò è dovuto all’efficacia della protezione catodica (PC), la quale se applicata e gestita correttamente assicura una protezione completa. La normativa europea, EN 12954 [3], indica i valori del potenziale di protezione, espressi come potenziale vero cioè al netto delle cadute ohmiche. La norma, tuttavia, afferma anche che per protezione si intende una condizione in cui la velocità di corrosione residua è inferiore a 10 µm/y. Questa affermazione contiene in sé un significato probabilistico sull’eventualità di una corrosione residua, sebbene accettabile dal punto di vista ingegneristico.

Partendo da questa premessa, sembra possibile, e pensiamo anche utile ai fini delle applicazioni pratiche, esprimere lo stato di PC in termini probabilistici e di rischio di corrosione esterna, seguendo lo stesso approccio utilizzato nelle analisi di rischio degli impianti industriali, mediante l’uso delle matrici di rischio. Vogliamo qui ricordare che il prof. Giuseppe Bianchi già negli anni settanta del secolo scorso aveva affrontato il tema della affidabilità della PC allo scopo di individuare le cause più probabili di guasto o di disservizio [4, 5].

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Rischio (criticità) = Conseguenze (effetti) x probabilità di accadimento (modalità) La valutazione della criticità di ciascun possibile evento (guasto) permette di giudicare la severità di ciascuna conseguenza/effetto, secondo una scala di priorità, nei termini di: sicurezza, ridotta o totale perdita di funzionalità e di danno all’ambiente. Esempi di modalità di guasto che interessano una tubazione sono la perforazione per corrosione, la criccatura longitudinale o trasversale per cause meccaniche o per corrosione e la piegatura o buckling per cause meccaniche. Nel caso qui trattato di tubazioni interrate per il trasporto di idrocarburi, i guasti più frequenti in relazione al possibile intervento di corrosione esterna sono la perforazione per corrosione localizzata e potenzialmente la criccatura per tensocorrosione [5, 6]. Un’analisi cautelativa nella trattazione del rischio di tubazioni interrate protette catodicamente, si basa sulla definizione dell’evento di guasto, a cui si associa una condizione di rischio, come il consumo del sovraspessore di corrosione; da qui segue che, se il sovraspessore rimane integro, la condizione di rischio di corrosione è bassa o nulla.

Matrici di rischio L’analisi di rischio è spesso rappresentata mediante una matrice, detta matrice di rischio, che riassume i fattori sopra visti secondo l’indice di criticità (C) che è dato dal prodotto logico dei tre fattori sopra definiti: C=PxSxD P è la probabilità che un evento accada; S (S come seriousness) descrive la gravità delle conseguenze e D descrive la difficoltà di individuazione del guasto. La tabella 1 riporta in una scala da 1 a 10 il significato dei tre fattori. Dalla combinazione dei tre fattori si

ottiene un valore dell’indice di criticità per ogni componente di impianto (nel caso in esame di ogni tubazione o porzioni di tubazione) potendo così stabilire una scala di priorità di intervento (per esempio di manutenzione, di strategie di controllo della corrosione e delle ispezioni) per ridurre il rischio di accadimento del guasto [1, 2].

Tabella – Indice Tabella 1 – 1 Indice di criticitàdi criticità Scala di criticità (C) Probabilità (P) Gravità (Seriousness) (S) Individuazione (Detection) (D)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Bassa ………………………………..………….molto alta, evento quasi certo Bassa, conseguenze non preoccupanti ………….…………sicurezza a rischio Facile individuazione ………………………………improbabile da individuare

Come si vede, combinando la probabilità di guasto con l’entità delle conseguenze si ottiene una matrice che è detta matrice di rischio. In Figura 1, è riportata la matrice più semplice 3x3, in cui sono individuate cinque zone di criticità. La zona 1 è quella a più alto rischio (da evitare e che mette in allarme) quella 5 è di massima sicurezza. Tra questi due estremi si passa dal livello 2 piuttosto critico che richiede interventi migliorativi a quello 3 medio e il 4 quasi sicuro, per i quali si applica in genere maggiore attenzione in termini di monitoraggio e ispezioni periodiche. Si usano anche matrici 5x5 e 10x10. La più comune usata per l’analisi del Risk Based Inspection (RBI) è una matrice 5x5 proposta da API RP580 (The American Petroleum Institute) [2].

Una versione di matrice spesso usata è quella che riporta anche una zona, cosiddetta safe, in cui il sovraspessore di corrosione è superiore al valore calcolato dato dal prodotto della velocità di corrosione moltiplicato con per la vita di progetto residua. La matrice di rischio è usata in progettazione per identificare le aree di maggiore o potenziale rischio di guasto in modo da predisporre le misure in sede di progetto per minimizzare il rischio, e in esercizio per ottimizzare il monitoraggio e le ispezioni al fine di ridurre i rischi di guasto.

Criticità Probabilità Alta Media Bassa

La condizione di PC può essere espressa in termini probabilistici di rischio di corrosione esterna con un approccio in uso per gli impianti industriali

Conseguenze Alta Media Bassa 1 2 3 2 3 4 3 4 5

Condizioni di protezione catodica di una tubazione interrata Le tubazioni interrate che trasportano idrocarburi sono dotate di PC in abbinamento a un rivestimento protettivo per la prevenzione della corrosione. Questo abbinamento di protezione “attiva” e “passiva” rappresenta un optimum sia dal punto di vista tecnico sia economico, come l’esperienza pluridecennale ha ampiamente confermato, poiché, attraverso l’abbassamento del potenziale,

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Modalità di guasto La valutazione formale del rischio di accadimento di un evento indesiderato in campo ingegneristico è trattata dalla cosiddetta Failure Mode, Effect and Criticality Analysis (FMECA) che permette di ordinare (cioè di mettere in sequenza ordinata) il rischio percepito in base alla severità delle conseguenze. In effetti, il rischio può essere definito come il prodotto logico della probabilità di accadimento di un evento indesiderato (il guasto) per le possibili conseguenze derivante da tale accadimento [1, 2]. Nel caso di una tubazione che trasporta idrocarburi, l’evento indesiderato è la perforazione della tubazione (o anche solo il consumo dell’intero sovraspessore di corrosione) per corrosione esterna, mentre le conseguenze sono i danni provocati dal rilascio del fluido.

In base all’analisi FMECA il tutto è riassunto dalla relazione:

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riduce la velocità di corrosione fino al suo annullamento.

Anche se il potenziale non è di completa protezione, la velocità di corrosione residua può essere ingegneristicamente accettabile

Potenziale di protezione e velocità di corrosione residua.

Allorché il potenziale è portato al di sotto di quello di equilibrio (E < Eeq) il processo di corrosione si annulla (condizione di immunità termodinamica). Il potenziale di equilibrio, Eeq, può essere definito come il potenziale di protezione per immunità, il cui valore teorico si attesta intorno a –0,92 V CSE (elettrodo al rame/solfato di rame), calcolato con la legge di Nernst [5].

EN 12954 [3] e NACE RP0169-2005 [7] specificano i valori dei potenziali di protezione, che per il ferro sono -0,85 V e -0,95 V CSE rispettivamente in condizioni aerobiche e anaerobiche, cioè in presenza e in assenza di ossigeno in cui è possibile la crescita dei batteri solfato riduttori (SRB). Questi valori del potenziale sono da intendersi al netto delle cadute ohmiche, per cui devono essere misurati mediante tecnica on-off (che elimina il contributo di caduta ohmica durante la misura) oppure con provini (o piastrine) dotate di elettrodo di riferimento incorporato (dispositivi detti anche sonde di potenziale). Il valore del potenziale di protezione “pratico”, fissato dalle norme, è –0,85 V CSE. Il significato di questo valore è quello per cui si accetta una significativa riduzione della velocità di corrosione, fino a un valore non superiore a 10 µm/anno. Come appare evidente, questo concetto esprime una condizione cinetica, nel senso che un po’ di corrosione avviene, ma è tollerata. La velocità di corrosione residua, iresidua (mm/y o A/m2), è data dalla legge di Tafel:

Altri criteri di protezione.

In situazioni particolari, i criteri sopra ricordati sono difficili da conseguire per cui si ricorre a criteri palliativi, come il criterio dei 300 mV e il criterio della depolarizzazione di 100 mV. Il primo, è usato nelle misure del potenziale con la corrente di protezione circolante (condizioni on). Il potenziale misurato è confrontato con il valore del potenziale di libera corrosione, misurato in assenza di PC. Se si osserva una variazione (negativa) del potenziale di almeno 300 mV la protezione è sufficiente. La velocità di corrosione residua in condizioni di sottoprotezione può essere classificata secondo gli stessi intervalli sopra considerati: ΔE ≥ 300 mV

vcorr ≤ 10 μm/y

300 mV > ΔE ≥ 200 mV 10 μm/y < vcorr ≤ 50 μm/y ΔE < 200 mV

vcorr > 50 μm/y (o uguale alla velocità di libera corrosione).

Il criterio dei 100 mV di depolarizzazione è usato nella tecnica on-off. Se il valore del potenziale off non rispetta il criterio di protezione (cioè potenziale Eoff > –0,85 V CSE), si può applicare il criterio dei 100 mV di depolarizzazione che consiste nel misurare la variazione del potenziale entro 4 fino a 24 ore a partire dal valore di Eoff. La velocità di corrosione residua in condizioni di sottoprotezione può essere classificata secondo gli stessi intervalli sopra considerati: ΔE ≥ 100 mV

vcorr ≤ 10 μm/y

100 mV > ΔE ≥ 10 mV

10 μm/y < vcorr ≤ 50 μm/y

ΔE < 10 mV

vcorr > 50 μm/y (o uguale alla velocità di libera corrosione).

(1) icorr (mm/y o A/m2) è la velocità di libera corrosione cioè nelle condizioni in cui la PC non è applicata, Ecorr (V) è il potenziale di libera corrosione, Evero (V) è il potenzialevero o potenziale-off, 0,1 è una costante che ha il significato di pendenza della retta di Tafel per il ferro. Assumendo un potenziale di libera corrosione “standard” Ecorr = -0,55 V CSE e una velocità di corrosione libera icorr = 0,1 mm/y, a un potenziale di -0,85 V CSE, la velocità di corrosione è ridotta di un fattore 1000 (velocità di corrosione residua iresidua = 0,1 µm/y), a -0,75 V CSE, di un fattore 100 e a -0,65 V CSE, di un fattore 10. La velocità di corrosione residua, vcorr, può essere prudenzialmente classificata secondo questi intervalli:

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Interpretazione del potenziale-on Il potenziale-on contiene un contributo di caduta ohmica che può rendere dubbia la sua interpretazione al fine di stabilire il grado di PC. Del resto gli standard internazionali sopra citati fanno riferimento esplicito al potenziale vero ossia a un valore al netto dei contributi di caduta ohmica.

Proponiamo qui due possibili approcci pratici, di natura probabilistica, per l’interpretazione del potenziale-on.

Interpretazione I Se si dispone del solo valore del potenzialeon, è ragionevolmente possibile fornire

Evero ≤ –0,85 V CSE

vcorr nulla

–0,75 V CSE ≥ Evero > –0,85 V CSE

vcorr < 10 μm/y

–0,65 V CSE ≥ Evero > –0,75 V CSE

10 μm/y < vcorr < 50 μm/y

Evero > –0,65 V CSE

vcorr > 50 μm/y (o uguale alla velocità di libera corrosione)

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un’interpretazione sul grado di PC in funzione della resistività del terreno, secondo un criterio probabilistico che tiene conto dell’ordine di grandezza della caduta ohmica: Resistività ρ < 20 Ωm Eon ≤ –0,90 V CSE

vcorr ≤ 10 μm/y

–0,80 V CSE ≥ Eon > –0,90 V CSE 10 μm/y < vcorr ≤ 50 μm/y Eon > –0,80 V CSE

vcorr > 50 μm/y (o uguale alla velocità di libera corrosione).

Resistività 20 ≤ρ < 50 Ωm Eon ≤ –0,95 V CSE

vcorr ≤ 10 μm/y

–0,85 V CSE ≥ E > –0,95 V CSE 10 μm/y < vcorr ≤ 50 μm/y on

Eon > –0,85 V CSE

vcorr > 50 μm/y (o uguale alla velocità di libera corrosione)

dove i è la densità di corrente di protezione dell’acciaio rivestito (ottenuto come rapporto tra corrente di protezione e superficie protetta: i = I/(πφL con L lunghezza della tubazione), ρ è la resistività del terreno, t lo spessore del rivestimento, ξ è l’efficienza del rivestimento1 , φ è il diametro della tubazione, H è l’interramento e d è la distanza trasversale dalla tubazione.

Stimato il contributo di caduta ohmica, è possibile introdurre il potenziale-on calcolato, Eon- calc, definito come: Eon- calc = Eprot + IR = - (0,85 + IR) Misurato il potenziale-on, Eon-mis, e calcolato il potenziale-on, Eon-calc, si può stimare la velocità di corrosione residua secondo la seguente classificazione, analoga alle precedenti: Eon,calc > Eon,mis

vcorr ≤ 10 μm/y

Eon,calc < Eon,mis ΔE < 300 mV 10 μm/y < vcorr ≤ 50 μm/y

Resistività 50 ≤ρ < 100 Ωm Eon ≤ –1,00 V CSE

vcorr ≤ 10 μm/y

Eon,calc < Eon,mis ΔE > 300 mV vcorr > 50 μm/y (o uguale a velocità di libera corrosione). dove ΔE = Eon- mis - Eon-calc.

–0,90 V CSE ≥ Eon > –1,00 V CSE 10 μm/y < vcorr ≤ 50 μm/y vcorr > 50 μm/y (o uguale alla velocità di libera corrosione).

Resistività ρ ≥ 100 Ωm Eon ≤ –1,50 V CSE

vcorr ≤ 10 μm/y

–0,95 V CSE ≥ Eon > –1,50 V CSE 10 μm/y < vcorr ≤ 50 μm/y Eon > –0,95 V CSE

vcorr > 50 μm/y (o uguale alla velocità di libera corrosione).

Interpretazione II. Il contributo di caduta ohmica contenuto nel potenziale-on è funzione della resistività del terreno e dell’efficienza del rivestimento attraverso relazioni empiriche ricavate dal campo elettrico [5]. La prima, più semplice relazione è la seguente: dove i0 è la densità di corrente di protezione dell’acciaio nudo nel terreno di riferimento, ρ è la resistività del terreno e t lo spessore del rivestimento. Per la stima di i0 si può procedere come segue: terreni sabbiosi (resistività elevata, in genere superiore a 100 Ωm) si potrebbe assumere un valore di 100 mA/m2, mentre per terreni argillosi o agricoli (resistività bassa, in genere inferiore a 50 Ωm) un valore di 10 mA/m2.

Una stima più accurata può essere ottenuta utilizzando la seguente relazione:

La matrice di Rischio Come detto, l’ analisi di rischio (Risk Assessment) è uno strumento o procedura che permette di focalizzare le problematiche delle aree critiche, ma di per sé non fornisce soluzioni. Queste devono essere sviluppate a valle dell’analisi effettuata per essere poi sottoposte a verifica da terzi (audit). Un approccio standard per l’analisi di rischio è l’elaborazione della matrice di rischio.

I due assi della matrice qui proposta, 3x3, sono: - il fattore conseguenze, FCO, riportato in ascissa, che tiene conto di vari fattori che analizziamo più avanti - il fattore corrosione, FCORR, o fattore di guasto, che tiene conto della probabilità di insorgenza del danno di corrosione, espresso come indice legato alla velocità di corrosione attesa.

Il fattore conseguenze FCO Le conseguenze in caso di condizioni non controllabili sono state raggruppate in tre categorie: (a) pericolo per la sicurezza delle persone; (b) mancata produzione e (c) inquinamento ambientale. Per valutare le conseguenze di una rottura/perdita in termini di sicurezza, di operatività e di impatto ambientale, si utilizza un fattore di conse1. L’efficienza, ξ, di un rivestimento può essere calcolata mediante la relazione empirica ξ = 1- 3/R0 (in cui è stata assunta una densità di corrente di protezione dell’acciaio nudo di 100 mA/m2)

La matrice di rischio si presta alla valutazione dello stato di PC delle tubazioni interrate

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Eon > –0,90 V CSE

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Il fattore di corrosione è associato alla stima della velocità di corrosione residua o al sovraspessoredi corrosione disponibile

guenza numerico FCO variabile tra 0 (conseguenze basse/nulle) a 10 (conseguenze elevate). Il fattore delle conseguenze è composto dai contributi (pesi) di tre fattori: FH: è il fattore delle conseguenze derivanti dal pericolo per le persone; F0: è il fattore delle conseguenze derivanti da danno materiale e da mancata operatività; FA: è il fattore delle conseguenze derivanti dall’impatto ambientale; FCO = FH + F0 + FA 0→ 10= 0→ X 0→ Y 0→ Z X + Y + Z = massimo valore di FCO. Il modo con cui si attribuiscono i valori a ciascuno dei tre fattori F, ciascuno inserito nella valutazione pesata, è soggettivo. Il valore massimo che ciascuno dei tre fattori può assumere dipende dall’importanza che il fattore stesso ha nel contesto specifico. I valori spesso considerati nel caso di tubazioni che trasportano idro-

carburi sono i seguenti: FH variabile tra 0 e 4; FO variabile tra 0 e 3; FA variabile tra 0 e 32.

Il fattore corrosione FCORR Il rischio di corrosione esterna può essere valutato secondo due procedure: la prima e più semplice è quella di valutare il “rischio immediato” sulla base del potenziale misurato, in base al quale si assegna una velocità di corrosione istantanea. La seconda, valuta il rischio in base al sovraspessore di corrosione residuo calcolato come integrale della velocità di corrosione (stimata sulla base delle misure del potenziale o meglio ancora della storia del potenziale) per il tempo ad essa associato. In questa sede, mostriamo come si può applicare la prima procedura se si dispone del solo potenziale-on.

Il fattore FCORR della matrice è ottenuto sulla base della velocità di corrosione, secondo una scala logaritmica, come di seguito riportato

vcorr ≤ 10 m/y

FCORR = 0-5 (basso)

10 m/y < vcorr ≤ 50 m/y

FCORR = 5-8 (medio)

v

FCORR = 8-10 (alto).

corr

> 50 m/y (o uguale a velocità di libera corrosione)

Se viene utilizzato il criterio dei 100 mV di depolarizzazione, si ottiene la tabella di rischio sotto riportata.

FCORR (100 mV depolarizzazione; ΔE, mV)

FCO (gravità conseguenze) Alta

Media

Bassa

Alto (8-10)

ΔE < 10

1

2

3

Medio (5-8)

100 > ΔE ≥ 10

2

3

4

Basso (0-5)

ΔE ≥ 100

3

4

5

Se è noto solo il potenziale-on, si possono introdurre gli intervalli riportati in tabella.

FCORR (potenziale-on, V CSE; ρ, Ωm)

Alto (8-10)

Medio (5-8)

w w w. a p c e . i t

Basso (0-5)

20

ρ < 20 20 ≤ ρ < 50 50 ≤ ρ < 100 ρ ≥100 ρ < 20 20 ≤ ρ < 50 50 ≤ ρ < 100 ρ ≥ 100 ρ < 20 20 ≤ρ < 50 50 ≤ρ < 100 ρ ≥ 100

Eon > -0,80 Eon > -0,85 Eon > -0,90 Eon > -0,95 -0,80 > Eon > -0,90 -0,85 >Eon > -0,95 -0,90 >Eon > -1,00 -0,95 >Eon > -1,50 Eon < -0,90 Eon < -0,95 Eon < -1,00 Eon <-1,50

FCO (gravità conseguenze) Alta

Media

Bassa

1

2

3

2

3

4

3

4

5

2. Per esempio, per il fattore hazard, FH, si potrebbero introdurre questi parametri: volumi in gioco e quindi diametro della tubazione, la temperatura, la pressione e la presenza di sostanze tossiche. Per diametri inferiori a 100 mm, valore 10; tra 101 e 250 mm, valore 50 e superiore a 251 mm valore 100. Per temperatura inferiore a 50 °C, valore 10, tra 51 e 149, valore 50, superiore a 150 °C, valore 100. E così via. Questi valori sono sommati e “normalizzati” al valore massimo attribuito a FH di 4. Se il lettore ha la pazienza di costruirsi un esempio pratico, si accorgerà subito della semplicità della procedura.

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Conclusioni La matrice di rischio consente di stabilire la priorità degli interventi necessari per migliorare la sicurezza. Questo aspetto è importante nella gestione degli impianti e delle linee di trasporto degli idrocarburi sia per la intrinseca necessità di intervenire nelle situazioni più a rischio e quindi più gravi, sia per la gestione ottimale delle risorse, tecniche e economiche.

Nell’esempio riportato, appare evidente come la zona abitata e la zona agricola-2 devono avere la precedenza rispetto a interventi nelle altre zone. A prima vista potrebbe sembrare che nella gestione di una tubazione il fattore conseguenze è costante, ma non si deve dimenticare che lungo una linea si possono incontrare situazioni di contesto e logistiche diverse: in aperta campagna o in zone desertiche, un intervento potrebbe essere ritardato rispetto a una zona popolata, dove le conseguenze di un guasto sarebbero più gravi.

Questa discriminazione avviene da sé con la costruzione della matrice, come dimostrato dall’esempio riportato. In conclusione, anche nella PC possono essere effettuate analisi di rischio, a completamento delle norme che appaiono troppo rigide e categoriche. Vi sono molte situazioni reali in cui secondo le norme non sono accetta-

Zona

FCO

ρ (Ωm)

Eon,mis

FCORR

(agricola-1)

FCO = basso

35

Eon,mis = -0,88 V CSE

FCORR =medio

(zona abitata)

FCO = alto

100

Eon,mis = -1,40 V CSE

FCORR =medio

(alveo di fiume)

FCO = medio

30

Eon,mis = -1,00 V CSE

FCORR =basso

(agricola-2)

FCO = basso

20

Eon,mis = -0,80 V CSE

FCORR =alto

Si può ora costruire la matrice di rischio, come riportato nella Tabella seguente.

FCORR (rischio di corrosione)

FCO (gravità conseguenze) Alta

Media

Alto (8-10) Medio (5-8) Basso (0-5)

Bassa Agricola 2

Zona abitata

Agricola 1 Alveo fiume

bili, ma che invece presentano livelli di rischio del tutto accettabili, come è confermato dalla teoria della corrosione e della PC, secondo le quali il passaggio dalla completa protezione alla non protezione è graduale. Forse è giunto il tempo, come in altri campi dell’ingegneria, per esempio nella meccanica per quanto riguarda la fatica o la resistenza dei materiali alle sollecitazioni, che anche in PC si introducano dei criteri probabilistici.

Riferimenti

[1] API RP 580 Recommended Practice for RiskBased Inspection, American Petroleum Institute, Washington, D.C [2] API RP 581 RiskBased Inspection Technology, American Petroleum Institute, Washington, D.C [3] EN 12954 Cathodic Protection of Buried or Immersed Metallic Structure General principles and Application for Pipelines [4] G. Bianchi, Affidabilità della protezione catodica, Secondo corso di aggiornamento sulla protezione catodica, Ed. CLUP, Milano, 1984) [5] L. Lazzari, P. Pedeferri, M. Ormellese, Protezione catodica, Polipress, Milano, 2006 [6] P. Pedeferri, Corrosione e Protezione dei materiali, Polipress, Milano, 2008 [7] NACE RP01692005, Recommended Practice: Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Piping Systems, NACE Int., Houston, TX, 2005

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Un caso pratico L’applicazione della procedura qui proposta risulterà chiara con un esempio. Si supponga di voler valutare il rischio di corrosione esterna di una tubazione interrata che trasporta gas avente le seguenti caratteristiche: - diametro 0,5 m; lunghezza 25 km; - rivestimento politene estruso a tre strati, spessore 5 mm; efficienza ξ del rivestimento superiore a 0,999 (resistenza di isolamento media associata pari a 3.000 Ωm2); - aree attraversate N.4, così definite: A) agricola-1 da km 0 a km 12 (resistività 35 Ωm) B) attraversamento di zona abitata da km 12 a km 15 (resistività 100 Ωm) C) attraversamento alveo di fiume da km 15 a km 17 (resistività 30 Ωm) D) agricola-2 da km 17 a km 25 (resistività 20 Ωm).

La valutazione delle conseguenze potrebbe risultare, per ciascuna zona, come segue: A) (agricola-1) FCO = basso B) (zona abitata) FCO = alto C) (alveo di fiume) FCO = medio D) (agricola-2) FCO = basso.

La valutazione del rischio di corrosione è stata effettuata sulla base della misura del potenziale-on. In Tabella 3 sono riportati per ciascuna zona i valori del potenziale-on calcolato e il valore medio di quello misurato.

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Pubbliredazionale

Case History

TECNOSYSTEM Group S.r.l. è una Società italiana che nasce nel 1988 a Pavia ed inizia ad operare prevalentemente nel settore della protezione catodica e dei servizi a Multi utilities del settore Energia.

Tecnosystem crea nel 2000 il servizio specifico per il monitoraggio remoto dei sistemi di Protezione Catodica: il CCOL – Cathodic Control On Line che, grazie ad una piattaforma internet che rende disponibili i dati on line agli operatori, rivoluziona la tradizionale metodologia di controllo e raccolta dati. Inoltre, il reparto R&D – Ricerca e Sviluppo – interamente dedicato integra l’attività di protezione catodica e mira a progettare e realizzare nuove apparecchiature.

TECNOSYSTEM GROUP, nel corso del 2010 ha concluso e presentato la nuova versione del servizio CCOL: il CCOLG3, (www.CCOLG3.com) la terza generazione della piattaforma informatica www.ccol.it, (il precedente aggiornamento risale al 2005, con l’introduzione del CCOL G2, la versione attualmente in uso agli operatori), il sito operativo per la gestione automatizzata dei dati di protezione catodica che, a partire da gennaio 2011, sostituirà in maniera definitiva la versione attuale.

Elaborato sia sulla base dell’esperienza decennale di TECNOSYSTEM GROUP nell’ambito dei controlli da remoto sia – e soprattutto – sull’analisi delle esigenze espresse nel corso degli anni dai numerosi utenti del servizio CCOL in Italia ed in Europa, il nuovo sito innova e migliora l’offerta Tecnosystem nell’ambito dei servizi on line di monitoraggio remoto, in linea anche con le nuove linee guida di ultima emissione. CCOL G3 migliora ed innova la versione precedente, grazie ad una nuova immagine grafica ed all’implementazione di numerosi strumenti operativi. Una presentazione del sito è visibile cliccando su www.ccolg3.com.

TECNOSYSTEM GROUP s.r.l.

Gli esperti del telecontrollo Via Vigentina, 2 27010 - San Genesio ed Uniti (PV) - Italy Tel. 0039 - 0382 580289 Fax 0039 - 0382 580622 info@tecnosystemgroup.com www.tecnosystemgroup.com

Per presentare la nuova piattaforma e per celebrare i primi dieci anni del servizio CCOL sul mercato, Tecnosystem ha organizzato lo scorso 29 settembre una giornata di incontro, dedicata a tutti gli utilizzatori del servizio, tenutasi presso il laboratorio TREES dell’Eucentre di Pavia.

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Gas Smart Metering Contatori Gas Intelligenti L’attività del Comitato Italiano Gas (CIG) Il Comitato Italiano Gas sta completando le specifiche tecniche dei misuratori intelligenti per il settore gas. Un lavoro imponente - che ha visto la partecipazione di un gran numero di aziende, tra distributori, produttori di dispositivi e componenti, associazioni e di esperti del settore - e che pone l’Italia all’avanguardia in Europa sul discorso smart metering. Il nostro Paese, infatti, è l’unico ad avere messo a punto una normativa in materia, che adesso fungerà da modello anche per i tavoli di lavoro comunitari

A cosa sta lavorando il Cig? Il CIG sta lavorando all’elaborazione delle specifiche tecniche per definire le prescrizioni normative per la telegestione e telelettura per il gas, in conformità a quanto disposto dalla deliberazione AEEG succitata. Ciò va fatto rientrare nella visione più ampia dello “smart metering”, che oltre al settore gas, interessa altri importanti settori quali quello elettrico, idrico, etc. La deliberazione ARG/gas 155/08 dell’AEEG, ha obbligatoriamente disposto vari obblighi per la telelettura dei contatori gas, con un cronoprogramma di attuazione che per le varie classi di contatori, parte dal 2010. In particolar modo per i contatori ad uso domestico (cosiddetto mass market) il programma parte dal 2012, fino a coprire l’80% delle utenze entro il 2016.

A cura di Francesco Castorina

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L’

attività sui contatori del gas intelligenti, viene sostanzialmente aperta con la deliberazione ARG/gas 155/08 dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas (AEEG), dal titolo “Direttive per la messa in servizio dei gruppi di misura del gas, caratterizzati da requisiti funzionali minimi e con funzioni di telelettura e telegestione, per i punti di riconsegna delle reti di distribuzione del gas naturale”.

Nello stesso documento, sono definite le attività relazionabili alla normazione tecnica di competenza del CIG in merito all’attuazione della deliberazione succitata: …omissis…

Ritenuto che: • sia opportuno che le attività di normazione funzionali alla diffusione della telegestione e della telelettura dei gruppi di misura del gas siano svolte dal CIG e che tali attività trovino spazio nell’ambito del protocollo d’intesa tra l’Autorità e il CIG approvato con la deliberazione GOP 9/08; • tali attività comprendano: - l’aggiornamento della norma UNI/TS 11291 in relazione ai requisiti funzionali e ai protocolli di comunicazione tra il sistema centrale e i concentratori dati previsti dal presente provvedimento, prevedendo nel contempo l’estensione del campo di applicazione della stessa norma fino ai gruppi di misura di classe G10; - lo sviluppo dei documenti normativi aventi ad oggetto i requisiti funzionali previsti dal presente provvedimento per i gruppi di misura di classe inferiore a G10 e i protocolli di comunicazione tra i concentratori dati e i gruppi di misura; - lo sviluppo di eventuali altre norme correlate alla diffusione della telegestione e telelettura dei gruppi di misura del gas della distribuzione del gas naturale. …omissis …

In questo articolo cercheremo di focalizzare lo stato dell’arte, per quel che riguarda lo sviluppo normativo di specie.

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Con lo stesso documento, come visto, l‘AEEG ha affidato al CIG il compito di elaborare le specifiche tecniche pertinenti, in pratica di definire il compendio normativo che consentirà di dare attuazione alla delibera. Questo lavoro, prevede l’aggiornamento delle tre esistenti specifiche tecniche della famiglia UNI TS 11291 e lo sviluppo di nuove parti che definiscano i requisiti funzionali ai protocolli di comunicazione tra i gruppi di misura e i concentratori dei dati e tutte le altre necessità tecniche individuate.

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Negli impianti di adduzione gas costruiti con i sistemi PLT-CSST l’uso del giunto dielettrico è sempre obbligatorio

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Lo sviluppo dei lavori normativi Pur tra tante difficoltà, il lavoro sinora è proceduto abbastanza bene e tenendo conto degli abituali tempi di sviluppo delle norme tecniche anche velocemente. Sono già state pubblicate sette parti, dalla parte prima alla parte sesta più la parte ottava, che costituiscono un compendio normativo delle specifiche tecniche dei dispositivi di telemisura.

La settima parte della famiglia di specifiche tecniche ha già completato le fasi d’inchiesta pubblica e verrà pubblicata a breve.

Il Consiglio di presidenza del CIG, svoltosi alla fine di marzo 2010, ha inoltre approvato l’elaborazione di una nona parte, , relativa all’interoperabilità dei sistemi, inizialmente non prevista. L’obiettivo che il CIG si era posto, di completare le prime otto parti entro l’autunno 2010, è stato quindi sostanzialmente raggiunto.

Uno sforzo notevole, tenendo conto della complessità della normativa che interviene su tutti gli aspetti che interessano i misuratori gas intelligenti.

Ovviamente il CIG, a parte lo sviluppo della parte nona, non considera il discorso chiuso in maniera definitiva in quanto proprio per la grande ampiezza dei temi trattati e per la novità sostanziale dell’argomento, c’è la consapevolezza che in futuro si potrà presentare la necessità di dover aggiornare alcuni punti o alcune parti della norma.

Proprio sui tempi di sviluppo delle specifiche tecniche è necessario spendere qualche parola. I frameworks europei (regole CEN CENELEC) concedono attualmente tre anni per lo sviluppo delle norme e le regole UNI concedono attualmente diciotto mesi. Il CIG, invece, ha completato le prime sei parti della norma in appena 12 mesi, e nei successivi cinque mesi ha completato le due restanti parti.

Questo è stato consentito dalla flessibilità organizzativa del CIG, applicata ad una situazione senza precedenti e difficilmente riscontrabile nel quadro normativo internazionale.

Non si dimentichi inoltre che la deliberazione dell’AEEG, fissando scadenze precise per l’introduzione dei dispositivi, ha richiesto agli esperti ritmi di lavoro difficilmente riscontrabili (e sostenibili) in altre situazioni. La rapidità di esecuzione, non deve sminuire l’imponente valore del lavoro svolto.

Che è stato infatti straordinario, vedendo la

partecipazione di un nutrito numero di soggetti. Basti pensare che sinora sono state svolte 143 riunioni a ognuna delle quali hanno preso parte in media 28 esperti.

In totale tra associazioni di categoria, società di distribuzione gas, fabbricanti di misuratori, componenti di linea e componenti sistemi informatici, sono state oltre 30 le aziende coinvolte, alle quali occorre aggiungerne almeno altre 16 che hanno partecipato attraverso la formulazione di pareri, commenti e/o fornendo utile documentazione.

Se c’è una particolarità che contraddistingue il lavoro svolto è che a differenza di quasi tutti gli altri lavori di normazione, in questo caso il CIG non si è limitato a regolare una situazione di fatto già esistente, ma ad elaborare gli elementi che consentiranno di dar luogo a una nuova realtà tecnica e funzionale.

Questo spiega anche la scelta per cui i documenti normativi elaborati vengono pubblicati con la sigla UNI-TS, (technical specification), che prevede una revisione entro i tre anni dalla loro pubblicazione, proprio per avere la possibilità di chiarire e/o approfondire eventuali aspetti che alla prova dei fatti potrebbero risultare non sufficientemente regolati.

Un’altra importante azione già in parte condotta a segno è di tradurre le specifiche tecniche in lingua inglese, per metterle a disposizione dei tavoli europei che si occupano di smart metering, un lavoro che è stato fatto, in forma ancora parziale, in collaborazione con UNI. L’assetto normativo messo a punto, infatti, porta l’Italia più avanti rispetto agli altri partners comunitari e quindi le soluzione tecniche e procedurali già adottate nelle specifiche tecniche potranno fungere da modello per gli altri Paesi europei e comunque saranno proposte con questo chiaro intento. Il CIG sta collaborando molto attivamente, infatti, con tutti i soggetti europei che si stanno occupando di gas smart metering ai vari livelli.

L’esperienza della telemisura nel settore elettrico è stata d’aiuto nello sviluppo normativo per il settore gas?

Anche se gli argomenti hanno uno scopo simile, si può dire che le due realtà restano assolutamente distinte, perché presentano problematiche molto differenti e non solo sotto l’aspetto tecnologico e funzionale dei dispositivi.

Nel caso del settore elettrico, infatti, le soluzioni tecniche erano già disponibili, senza contare che quando fu avviata l’esperienza della telemisura nel mercato elettrico, nel mercato italiano, di fatto operava principalmente un unico soggetto rilevante, e ciò ha notevolmente semplificato lo svolgimento dei lavori. Nel caso del settore gas, invece, ci si trova di fronte a una molteplicità di attori, con esigenze abbastanza variegate, che è stato necessario amalgamare per creare un contesto condiviso.

Nei lavori di normazione, raggiungere il consenso in generale non è mai facile, in quanto

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Dagli organismi di normazione europei sono giunte particolari indicazioni?

Prima dell’attività normativa vera e propria, è stato effettuato un lavoro preliminare per verificare l’esistenza di lavori omologhi sia a livello nazionale, ma soprattutto presso i tavoli CEN e ISO, quindi a livello europeo e internazionale. Una prassi obbligatoria per evitare che i membri dell’Unione Europea, anche nel caso di norme tecniche nazionali, procedano in maniera contrastante con quanto già eventualmente fatto a livello comunitario. Lo stesso abbiamo fatto per quanto riguarda l’esistenza di progetti pilota, in modo da valutare quale strada stessero imboccando e con quali risultati. In entrambi i casi però, non abbiamo ricevuto alcun aiuto perché tutto è ancora a uno stadio preliminare. Abbiamo avuto anche degli incontri con la Commissione Europea, nel corso dei quali l’unico elemento che ci è stato fatto considerare è che le norme non contengano prescrizioni che possano creare barriere di tipo commerciale, cioè che le scelte fatte non precludano la libera circolazione di merci e servizi nell’ambito dell’Unione, punto sul quale siamo stati molto attenti.

Nell’elaborazione delle specifiche tecniche oltre alle difficoltà segnalate all’inizio del testo, più che altro riferibili al contesto tecnico, non ci sono stati altri particolari problemi. I distributori, che sono gli attori principali di questo percorso, sono stati molto collaborativi ed è anche grazie al loro contributo che il lavoro è proceduto così velocemente. Qualche resistenza l’abbiamo riscontrata a livello europeo, ma per lo più di natura programmatica, nel senso che alcuni Paesi contestano le tempistiche, a loro parere troppo ristrette, con le quali si intende rendere obbligatorio l’utilizzo dei dispositivi intelligenti nell’Unione Europea. In generale, tutti gli operatori nazionali ed europei appaiono pienamente favorevoli all’utilizzo dei misuratori intelligenti. Il problema riguarda l’implementazione dei sistemi, che alcuni vorrebbero avvenisse in maniera meno rapida, anche per via degli investimenti richiesti.

I punti più importanti del compendio normativo UNI TS 11291 Una parte fondamentale sono i protocolli di trasmissione, in quanto le informazioni rileva-

te dai misuratori poi devono essere inviate ai concentratori di dati e ciò pone tutta una serie di problematiche riguardo il modo in cui i dati vengono trasmessi, conservati e trattati.

Un altro punto fondamentale è la telegestione.

Per questi dispositivi è stato già previsto un controllo da remoto, che oggi però riguarderebbe fini diversi da quello della sicurezza, quindi aspetti come la morosità, con la possibilità ad esempio di interrompere la fornitura del servizio a una certa utenza. Resta comunque un discorso da approfondire e da riprendere perché il tema è di grande importanza.

Un ruolo fondamentale è quello della valvola d’intercettazione, sulle caratteristiche della quale, in funzione dell’uso inteso, si stanno effettuando numerosi approfondimenti e collettando esperienze già esperite in altre parti del mondo.

Vantaggi economici dalla telegestione e dalla telettura.

In un processo di così vasta portata diventa difficile azzardare previsioni legate a parametri economici.

Sicuramente in un primo momento saranno i distributori a subire l’impatto più grande, perché spetta ad essi l’onere di sostituire i misuratori, il che implica investimenti non indifferenti, ancorché definiti nell’ambito della reglazione. Però, potrebbe non rivelarsi un azzardo prevedere anche ritorni economici in termini di risparmio, grazie a un’esecuzione più efficiente ed efficace di tutta una serie di attività. Del resto, insieme a una maggior trasparenza e all’offerta di maggiori servizi all’utenza, è proprio con questo spirito che è nato tutto il discorso dei misuratori intelligenti, non solo in Italia, ma in Europa. Molto comunque dipenderà da come il processo verrà attuato. Vi sono infatti alcuni aspetti problematici: oltre il costo dei dispositivi, ad esempio, occorre considerare quello del loro mantenimento o, altro punto critico, dell’interoperabilità, ovvero la capacità di far funzionare prodotti di differenti tipi e prodotti da diversi fabbricanti nella stessa rete sotto le medesime regole e condizioni.

Sono temi aperti, che suscitano discussione, soprattutto considerando le durate delle concessioni, secondo alcuni troppo brevi per poter sostenere certi processi.

Per quanto riguarda il rischio che i costi del processo attuativo del gas smart metering vengano scaricati sui clienti finali, la delibera dell’Autorità su questo punto è estremamente chiara: i costi non vanno scaricati sui clienti finali. Principio confermato anche dalle legge 99/09 che sostanzialmente ratifica la deliberazione ARG/gas 155/08. Alcune associazioni di consumatori, però, hanno sollevato alcuni problemi chiedendo, ad esempio, a chi spetterà l’onere dell’intervento nel caso in cui la sostituzione del misuratore comportasse la necessità di sostituire anche l’impianto interno. Un

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questo si ottiene per gradi e con lavoro meticoloso perché gli interessi dei soggetti coinvolti possono essere legittimamente differenti.

Nella fattispecie, soprattutto per gli obblighi posti da AEEG in deliberazione, c’è stata una sostanziale omogeneità riguardo gli obiettivi ultimi da raggiungere, pertanto portare avanti il lavoro è stato più semplice. Certamente ci sono state ampie discussioni su diversi punti, ma nel complesso, sinora, le divergenze sono state superate, come testimonia il fatto che la maggior parte della normativa è stata già pubblicata.

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domanda alla quale oggi non si è in grado di rispondere con assoluta certezza, anche perché casi del genere finora non hanno avuto luogo.

Occorre capire quante situazioni di questo tipo potrebbero verificarsi e, soprattutto, se gli impianti più vecchi non andrebbero sostituiti a prescindere dall’installazione dei nuovi misuratori: la questione pertanto resta aperta e sicuramente andrà chiarita in futuro.

mation technology avranno un ruolo sempre più preponderante nella vita di tutti i giorni. In quell’ambito avere la possibilità di controllare lo stato dei propri impianti e dei consumi comodamente dal PC in qualsiasi luogo ci si trovi, sicuramente sarà molto più apprezzato di quanto possa esserlo oggi. Le prossime generazioni saranno in grado di usufruire meglio di questi servizi.

I vantaggi dello smart metering per i cittadini.

Tutto il discorso smart metering, a livello europeo, è stato impostato perché sia un vantaggio per il cittadino, grazie alle nuove funzionalità dei dispositivi in grado di garantire nuovi servizi all’utente. Il problema ora è far capire ai cittadini in cosa consistano questi vantaggi.

Non possiamo negare, infatti, che nell’immediato non tutti i consumatori saranno in grado di trarre dei benefici diretti dal processo. L’introduzione dei misuratori intelligenti è un processo che guarda al futuro, che fa riferimento a una società dove l’elettronica e l’infor-

La posizione dell’industria di fabbricazione I fabbricanti sono tra i principali soggetti interessati dal discorso smart metering. Credo siano molto soddisfatti, perché dal punto di vista industriale si apre una straordinaria occasione di business. Anche i fabbricanti però sono chiamati ad adeguare le loro tecnologie, per fare in modo che i prodotti abbiano i requisiti richiesti dalla normativa. Questo comporterà investimenti in nuove soluzioni, ma il bilancio definitivo per loro dovrebbe essere ampiamente positivo, tenendo conto dei numeri in gioco.

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La programmazione dei prossimi numeri di APCE notizie fino a dicembre 2011 è già stata pianificata per stimolare i lettori a intervenire con loro proposte, testimonianze ed esperienze.

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N.42 – Dicembre 2010, sarà dedicato a Pietro Pedeferri nel secondo anniversario della sua scomparsa. Oltre al ricordo di Pietro, sarà pubblicato un articolo sulle sue scoperte nella PC e uno sulla colorazione elettrochimica del titanio. Saranno graditi contributi e testimonianze in relazione alla sua svariata e importante attività nel campo dell’elettrochimica e della protezione catodica, oltre che sui temi che Pietro a contribuito a promuovere.

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N.43 – Marzo 2011, sarà dedicato alla manutenzione della PC, con riferimento ai rivestimenti, alle apparecchiature elettriche e elettroniche, ai dispersori e agli elettrodi di riferimento.

Sono attesi e incoraggiati interventi di esperienze e applicazioni da parte degli operatori e degli addetti.

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N.44 – Giugno 2011, sarà dedicato al telecontrollo della PC con l’intento di fare il punto delle applicazioni a oggi sperimentate e realizzate. Su questo tema, sempre di grande attualità, pensiamo che i contributi possano essere numerosi, interessanti e stimolanti.

N.45 – Settembre 2011, sarà dedicato alle interferenze con specifico riferimento alle esperienze pratiche sia di controllo sia di monitoraggio.

N.46 – Dicembre 2011, sarà dedicato ai modelli matematici usati in PC sia per l’ingegneria sia per il monitoraggio. Questo tema potrà essere esteso anche alle applicazioni diverse dai terreni, come quelle marine e per l’interno delle apparecchiature.

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Pronto per l’esame di certificazione?

Da questo numero apriamo una rubrica dedicata a quelli che vogliono sostenere l’esame per la certificazione a tecnico di protezione catodica, proponendo dei quiz simili a quelli svolti durante l’esame.

Iniziamo con 5 domande di base per la certificazione di 1 livello in tecnico di protezione catodica per strutture metalliche interrate. Buon lavoro!!!

D1. CORROSIONE. La corrosione a umido è un processo di tipo… a. chimico c. fisico b. elettrochimico d. termico D2. ELETTROTECNICA. In un circuito elettrico in c.c. alimentato alla tensione di 50 V è presente un ramo costituito da due resistenze in parallelo del valore di 5 e 10 Ω. La resistenza equivalente del ramo in questione è di: a. 15 Ω c. 3.33 Ω b. 7.5 Ω d. 2 Ω D3. NORMAZIONE. Che cosa sono le norme UNI o CEI? a. sono norme degli organismi di normazione europei c. sono norme degli organismi di normazione nazionali b. sono delibere nazionali d. sono direttive nazionali D4. CERTIFICAZIONE. In base al regolamento sulla certificazione del personale, il periodo di validità della della certificazione è di: a. non ha limite c. 5 anni dalla data indicata sul certificato b. 3 anni dalla data indicata sul certificato d. 7 anni dalla data indicata sul certificato D5. SICUREZZA. È obbligatorio installare una adeguata segnaletica di sicurezza nei luoghi ove esistano impianti elettrici? a. si, sempre c. su prescrizione ISPESL b. no, quasi mai d. se prescritta da leggi Regionali

• Le risposte nel prossimo numero.

Direttore responsabile: Alessandro Troiano (SNAM RETE GAS)

Redazione: PoliLaPP, Luciano Lazzari c/o Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “G. Natta”, Politecnico di Milano Via Mancinelli, 7 – 20131 Milano Tel. 022 399 3194 Fax 022 399 3180

Comitato di redazione: Luciano Lazzari (Politecnico di Milano) Marco Ormellese (Politecnico di Milano) MariaPia Pedeferri (Politecnico di Milano) Comitato editoriale: Alvaro Fumi (RFI), Massimo Tiberi (GEA),

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Promozione e sviluppo: Vincenzo Fiore c/o APCE Via M.E. Lepido, 203/15 - 40135 Bologna Tel. 051 414 0816 - Fax. 051 414 0848 vincenzo.fiore@apce.it Consulenza editoriale ed impaginazione: Massimiliano Medei - Santa Marinella (RM) m.medei@gimax.eu w w w. a p c e . i t

Umberto Lebruto (RFI), Georgios Chlaputakis (Enel Rete Gas), Giuseppe Maiello (NAPOLETANAGAS), Paolo Del Gaudio (IRIDE), Ezio Coppi (Esperto)

APCE NOTIZIE Periodico trimestrale

Stampa: GIMAX - Santa Marinella (RM) Via Valdambrini, 22 - Tel. 0766 511.644

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Protezione Catodica di strutture Metalliche

CORSI DI ADDESTRAMENTO PER LA CERTIFICAZIONE La certificazione delle figure professionali è uno strumento importante alla base dei processi di costruzione e assicurazione della qualità, in genere complementare alla certificazione dei sistemi e dei prodotti, ed è essenziale per i processi in cui la componente umana svolge un ruolo delicato ai fini della qualità dei risultati dei processi medesimi.

L'APCE, per assicurare la certificazione delle persone che intendono operare con competenza riconosciuta e attestata nel campo della protezione catodica di strutture metalliche, ha costituito il Centro Formazione APCE (CFA) diretto dal prof.

Luciano Lazzari del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano ed ha reso operante la collaborazione con il CICPND (Centro Italiano di certificazione per le prove non distruttive e per i processi industriali), organismo di certificazione del personale accreditato ACCREDIA anche nel campo della protezione catodica di strutture metalliche (Certificato di Accreditamento SINCERT n. 012C, rev. 1 del 23.03.2001).

DESTINATARI DEI CORSI I corsi di addestramento sono rivolti alle persone che intendono conseguire la certificazione e possono dimostrare di essere in possesso di un’esperienza lavorativa nel settore per il quale si candidano di almeno un anno per il livello 1 e di due, tre e quattro anni (in base al tipo di istruzione) per il livello 2.

CALENDARIO CORSO BASE PROTEZIONE CATODICA Destinatari

Marzo

Ottobre

Tecnici ed operatori interessati ad apprendere o incrementare le nozioni di protezione catodica

08-09 Politecnico Milano

25-26 Politecnico Milano

CORSO TECNICHE DI MISURAZIONI Il corso delle tecniche di misurazioni è rivolto agli operatori, tecnici e quadri che operano nell’ambito della protezione catodica e interessati a richiamare o approfondire la norma UNI EN 13509 “Tecniche di misurazioni per la protezione catodica”.

Il corso base è da considerarsi propedeutico o integrativo ai corsi di addestramento e/o d’aggiornamento inerente la certificazione del personale.

CALENDARIO CORSO TECNICHE DI MISURAZIONI Destinatari

Maggio

Ottobre

Tecnici ed operatori interessati ad apprendere o incrementare le tecniche di misurazioni

10-11 Politecnico Milano

27-28 Politecnico Milano

CORSI DI ADDESTRAMENTO ED AGGIORNAMENTO NEL SETTORE DELLE STRUTTURE METALLICHE INTERRATE Livello 1 Corso di addestramento

Marzo

Giugno

21-25 Italgas Mestre (VE)

06-10 Enel Rete Gas Perugia

Livello Livello 2 Corso di addestramento

Livello 1 e Livello 2 (*) Corso di aggiornamento

Aprile

Settembre

Maggio

Ottobre

18-22 Italgas Mestre (VE)

19-23 Enel Rete Gas Perugia

18-19 Politecnico di Milano

04-05 Italgas Mestre (VE)

INFORMAZIONI A.P.C.E. - Ufficio Corrosioni Elettrolitiche di Milano davide.gentile@apce.it A.P.C.E. - Segreteria c/o Snam Rete Gas Via M.E. Lepido, 203/15 - 40135 Bologna tel. 051 4140816 - fax 051 4140838 vincenzo.fiore@apce.it

(*)Corso d’aggiornamento per le persone in possesso della certificazione di livello 1 e 2

Associazione per la protezione dalle corrosioni elettrolitiche