Strona główna „Forum Akademickiego”

Archiwum z roku 1998

Spis treści numeru 1/1998

Prąd ze Szwecji
Poprzedni Następny

Zadaniem naukowców z Politechniki Gdańskiej jest ocena
zagrożenia korozyjnego i zaproponowanie nowoczesnych
metod zabezpieczenia podmorskiego kabla przed korozją.

Halina Bykowska

Fot. Stefan CiechanPolska przygotowuje się do budowy układu przesyłowego prądu stałego 450 kV, który popłynie ze Szwecji. Kabel, łączący nabrzeża Polski i Szwecji, znajdować się będzie na dnie Bałtyku. Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A. zawarły z Politechniką Gdańską umowę, zobowiązującą do opracowania systemu zabezpieczeń przeciwkorozyjnych układu przesyłowego.

WZORZEC SKANDYNAWSKI

Przesyłanie dużych energii na znaczne odległości nie jest w świecie nowością, choć w naszym kraju stanowić będzie innowację. Przesyłowe układy podwodne prądu stałego łączą już ze Szwecją - niczym gigantyczna pajęczyna - Finlandię, Danię, Holandię, a także Niemcy.

System układu przesyłowego ze Szwecji do Polski jest prosty. Po stronie polskiej będzie istnieć m.in. elektroda uziemiająca, usytuowana na dnie morza, ok. 6 km od brzegu. Łączyłaby ją z ziemią linia kablowa, elektrodowa, długości ok. 20 km. Kabel prądu stałego 450 kV, płynącego ze Szwecji, przyłączony byłby do złącza napowietrznego. Po stronie polskiej niezbędna jest również stacja konwertorowa, której zadaniem będzie przekształcenie prądu zmiennego w stały oraz stałego w zmienny. Prof. Romuald Juchniewicz, jeden z najwybitniejszych znawców problematyki antykorozyjnej w Polsce, były kierownik Katedry Zabezpieczeń Przeciwkorozyjnych na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej, mówi, że wybudowanie układu przesyłowego prądu stałego, który płynąłby ze Szwecji, byłoby bardzo korzystne dla Polski. Projekt uwzględnia wykorzystanie najnowocześniejszej technologii. Budowa układów przesyłowych jest o ponad 50 proc. tańsza niż wznoszenie zupełnie nowych elektrowni.

- W porze deszczowej Szwedzi, posiadający bardzo dużo elektrowni wodnych, dysponują nadmiarem energii elektrycznej - powiada prof. Juchniewicz. - Dlatego chętnie ją sprzedają innym krajom. W okresie suszy natomiast zmuszeni są do importu energii. Korzystanie z układów przesyłowych prądu stałego jest rozwiązaniem praktycznym i stosunkowo tanim.

Zakłada się, że kabel podmorski (jego zewnętrzna średnica wyniesie 14 cm) dostosowany będzie do przesyłania prądu stałego o wartości 1330 A. Jego główna izolacja wykonana zostanie ze specjalnego papieru (!), nasączonego lepkim klejem. Przed uszkodzeniami mechanicznymi kabel chronić będą z zewnątrz odpowiednio grube warstwy, wykonane z drutów stalowych. Projekt zakłada, że przez podmorski kabel płynąć będzie prąd o mocy aż 600 MW.

Kabel zostanie wyprodukowany w Szwecji. Nie będzie mógł mieć żadnych złącz. Aby to zapewnić, Szwedzi będą musieli wybudować specjalną fabrykę na nabrzeżu. "Produkt" niemal prosto z fabrycznej taśmy będzie trafiał w głąb morza. Brak złącz to gwarancja lepszej jakości kabla i jego większej niezawodności.

PRZECHYTRZYĆ RDZĘ

- Wykorzystane zostanie przewodnictwo jonowe na ogromnym obszarze, jakim jest morze - tłumaczy prof. Juchniewicz. - Katoda będzie miała długość jednego kilometra. Zostanie umieszczona na dnie morza, 6 km od brzegu. Gęstość prądu na katodzie byłaby bardzo niska, co do minimum ograniczałoby korozyjne oddziaływanie na konstrukcje metalowe, znajdujące się na dnie morza.

Cały problem zagrożenia rdzą sprowadza się do zredukowania do minimum tzw. prądów błądzących. Prądy błądzące towarzyszą praktycznie wszystkim urządzeniom prądu stałego, powszechnie występują w otoczeniu elektrycznej trakcji tramwajowej i kolejowej, a w mniejszej skali - przy galwanizerniach i urządzeniach spawalniczych. Jednym ze źródeł prądów błądzących są układy przesyłowe prądu stałego wysokiego napięcia. Na oddziaływanie prądów błądzących narażone byłyby m.in. rurociągi lub kable o długości przekraczającej 5 km, znajdujące się w odległości mniejszej niż 75 km od elektrody morskiej. Według prof. Juchniewicza, prądy błądzące, które pochodziłyby od linii prądu stałego, łączącej Polskę ze Szwecją, nie powodowałyby wzmożonej korozji obiektów o niedużych wymiarach. Nie miałyby zatem w rzeczywistości żadnego wpływu np. na lokalne instalacje wodno-kanalizacyjne w gospodarstwach domowych. Nie powinny stanowić zagrożenia dla zbiorników metalowych, fundamentów itd.

Podstawowym zadaniem naukowców z Politechniki Gdańskiej będzie ocena zagrożenia korozyjnego, tj. wykrycie miejsc zagrożonych korozją i zaproponowanie nowoczesnych metod zabezpieczenia przed nią. Pracownicy naukowo-dydaktyczni Katedry Technologii Zabezpieczeń Przeciwkorozyjnych PG (kieruje nią obecnie prof. Kazimierz Darowicki, od niedawna pełniący funkcję przewodniczącego Polskiego Towarzystwa Korozyjnego) zajmą się najpierw inwentaryzacją obiektów, które ewentualnie mogłyby być narażone na atak rdzy. Katedra opracowała już kryteria i metodyki pomiarowe, jak również zalecenia antykorozyjne.

Pod koniec października 1997 r. zespół prof. Darowickiego, zajmował się - w porozumieniu z gospodarzami terenu na obszarze ok. 100 km od Ustki, gdzie zainstalowane zostaną urządzenia układu przesyłowego - inwentaryzacją podziemnej infrastruktury, tj. wszelkiego rodzaju rurociągów, szyn, systemów elektrycznych itd., które mogłyby być narażone na korozję. Następnym krokiem miało być dokonywanie pomiarów potencjałów konstrukcji podziemnych. Jednym z kryteriów zagrożenia korozyjnego jest zmiana potencjałów. Identyczne pomiary będą dokonywane już po oddaniu do eksploatacji układu przesyłowego prądu ze Szwecji. Wtedy będzie wiadomo, czy nowa linia elektryczna będzie oddziaływać na wspomnianą infrastrukturę. - Jeżeli dojdzie do przesunięcia potencjałów w jednym lub drugim kierunku - a wiedzieć należy, że każda konstrukcja ma swój własny potencjał - będzie to sygnałem, mogącym świadczyć o oddziaływaniu czynników powodujących korozję - stwierdza prof. Juchniewicz i zapewnia, że stosowane będą najlepsze metody ochrony przeciwkorozyjnej infrastruktury, która zostanie zinwentaryzowana.

OCHRONA ELEKTROCHEMICZNA

Naukowcy z Politechniki Gdańskiej będą systematycznie monitorować całość urządzeń układu przesyłowego po stronie polskiej. - W tej części konstrukcji, gdzie wpływa prąd stały, nie pojawi się proces korozyjny - stwierdza prof. Juchniewicz. - Zaistnieje tam tzw. strefa ochrony katodowej. Naszym zadaniem będzie nie dopuścić do tego, aby dochodziło do korozji w miejscach, gdzie prąd wypływa. Będziemy wykorzystywać nowoczesne zabezpieczenia elektrochemiczne, tj. stacje ochrony katodowej, niwelujące oddziaływanie ujemne prądu, a także specjalne, nieduże protektory oraz technologie oparte na światowej wiedzy. Nie jest wykluczone, że będzie się zapobiegać korozji poprzez stosowanie specjalnych ekranów, odprowadzających prąd. Sposobów ochrony korozyjnej jest wiele. Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A. w Warszawie dały naukowcom z Politechniki Gdańskiej czas do października 1998 r. na opracowanie programu zabezpieczeń przeciwkorozyjnych. W prace na rzecz polsko-szwedzkiej inwestycji zaangażowała się cała katedra, kierowana przez prof. Darowickiego. Jest to już druga umowa zawarta z PSE. Pierwsza dotyczyła identycznego zadania, z tym że katoda układu przesyłowego miała być utworzona w Mielnie. Sprzeciw miejscowej ludności, obawiającej się wpływu pola elektrycznego na turystów, którzy będą opalać się na plaży, doprowadził do przesunięcia inwestycji w okolice Ustki.

DOBRE WZORCE

Katedra Technologii Zabezpieczeń Przeciwkorozyjnych PG, jedyna tego rodzaju w Polsce, czerpie wzorce z krajów stosujących najlepsze technologie, w tym głównie z USA. - Tamtejszy przemysł ściśle współpracuje z pracowniami antykorozyjnymi - mówi prof. Darowicki. Nastawione są one na rozwiązywanie problemów, z jakimi boryka się przemysł. Nie prowadzi się tam prac, które nie znajdują praktycznego zastosowania. Samo życie kreuje kierunki rozwoju badań. Naukowcy z Politechniki Gdańskiej systematycznie uczestniczą w europejskich konferencjach naukowych. W 1997 r. dziewięciu z nich wzięło udział w konferencji EUROCORR, zorganizowanej w Norwegii. - Chcemy trzymać rękę na pulsie - powiada prof. Darowicki. - Interesują nas najnowsze techniki pomiarów i najświeższe osiągnięcia naukowe.

Nie bez znaczenia jest i to, że prof. Juchniewicz (mimo że przeszedł już na emeryturę, wciąż uczestniczy w pracach katedry) w minionych latach był ekspertem UNIDO (United Nations Industrial Development Organization) przy Organizacji Narodów Zjednoczonych. Realizował programy antykorozyjne m.in. w Brazylii i Peru, a także w Kuwejcie. W Peru uczestniczył w realizacji projektu zabezpieczenia przeciwkorozyjnego 2400-kilometrowego ropociągu. Ma też na koncie ratowanie przed korozją urządzeń w największych polskich kopalniach, w tym w Bełchatowie i Lubinie. Z jego doświadczeń korzystają dziś wychowankowie, tworzący pracowity i prężny zespół katedry.

Uwagi.