טכנולוגיית הגנה קתודית בצינורות נפט וגז למרחקים-

טכנולוגיית הגנה קתודית היא אמצעי ליבה נגד-קורוזיה להבטחת פעולה בטוחה-לטווח ארוך של צינורות הולכה של נפט וגז.

• קורוזיה בקרקע
• זרם תועה
• פגמי ציפוי
• קורוזיה מיקרוביאלית (MIC)

1. הגנה קתודית לאנודה קורבנות (SACP)

תרחישי יישום:

• צינורות-למרחק קצר.
• אזורים מרוחקים ללא אספקת חשמל יציבה.

אנודות נפוצות:

• סגסוגת מגנזיום (Mg): מתח הנעה גבוה (פוטנציאל-מעגל פתוח -1.7V לעומת CSE), מתאים לקרקעות עם התנגדות גבוהה.
• סגסוגת אבץ (Zn): מתח הנעה נמוך (פוטנציאל-מעגל פתוח -1.1V לעומת CSE), מתאים לקרקעות עם התנגדות נמוכה.

שיטות התקנה:

• אנודות קורבנות קבורות משני צידי הצינורות, מחוברות באמצעות כבלים.

2. Impressed Current Cathodic Protection (ICCP)

תרחישים ישימים:

• צינורות שידור-ארוכים.
• צינורות קבורים בתחנה.

רכיבי ליבה:

1) אנודות עזר:

• אנודת ברזל יצוק-בסיליקון גבוהה (HSCI): תאימות לאדמה עמידה-לחומצה, חיי שירות של 15~25 שנים.
• אנודת MMO: קל משקל, זרם פלט גבוה, חיי שירות של 20 ~ 30 שנים.

2) מיישר שנאי:

• מספק זרם הגנה קתודי, תומך במספר מצבי פעולה (זרם/פוטנציאל/מתח קבוע), עם ניטור מרחוק (רשתות קוויות/אלחוטיות/ניידות).

3) מיטות קרקע אנודה:

• מיטות קרקע רדודות: התקנה קונבנציונלית, בנייה קלה, טביעת רגל גדולה.
• Deep well ground beds (>30 מ'): טביעת רגל קומפקטית, התנגדות הארקה נמוכה, חלוקת זרם אחידה.

4) אלקטרודת התייחסות:

• אלקטרודת נחושת גופרתית-ארוכה (CSE): קבורה ליד צינורות, דיוק ±10mV.

1. עיצוב מיגון חתך

ספק כוח אזורי:

• תחנת הגנה קתודית אחת לכל 50-100 ק"מ, מאזנת בין יעילות ההגנה והיעילות.

מִקרֶה:

• מערב-תחנות צינור גז מזרח כל 80 ק"מ, הספק מיישר 5 קילוואט.

מפרקים מבודדים:

• מותקן בתחנות ובתאי שסתומים למניעת אובדן זרם.

2. הפחתת זרם תועה דינמי

אמצעי ניקוז:

• ניקוז ישיר: צינור מחובר ישירות לגוף הארקה.
• ניקוז מאולץ: פלט זרם הפוך דינמי באמצעות מיישרי-תגובה מהירים לנטרול הפרעות.

מערכות ניטור:

• תחנות בדיקה: למדידות ידניות של פוטנציאל הגנה, זרם פלט האנודה וזרם תועה.
• תחנות בדיקה חכמות: מצוידות במודולי רכישת נתונים/תקשורת לזיהוי אוטומטי והעברת נתונים מרחוק.

3. ציפוי-אופטימיזציה של CP Synergy

ציפוי-קשר CP:

• הגנה משולבת עם תפקידים משלימים; CP מתמקד בפגמי ציפוי/אזורים חלשים.
• איכות ציפוי טובה יותר מפחיתה את הביקוש הנוכחי ל-CP.

עיצוב צפיפות נוכחי:

• צינורות חדשים: 0.01-0.05 mA/m² (ציפויים שלמים).
• צינורות מיושנים: 0.1-1 mA/m² (נדרש זרם מוגבר עבור ציפויים פגומים).

1. בדיקה שגרתית

CIPS (Close Interval Potential Survey):

• סקר פוטנציאל קו מלא- כל שנתיים (תחנות בדיקה במרווחים של ק"מ אחד).

DCVG (שיפוע מתח זרם ישר):

• מאתר פגמי ציפוי (דיוק ±0.5 מ').

2. ניטור חכם

שילוב SCADA:

• התאמת פרמטרים של מיישר מרחוק ואזעקות פוטנציאליות חריגות בזמן אמת-בזמן אמת.

ניטור חכם:

• תחנות בדיקה חכמות לאורך צינורות עוקבות אחר פוטנציאל ההגנה ופרמטרי זרם תועים.

• West-East Gas Pipeline III Fujian-סניף גואנגדונג (אזור גואנגג'ואו-Chaozhou).
• פרויקט CP High Pressure Gas Natural Gas Pipeline (96.5 ק"מ) בעיר Chaozhou City.
• פרויקט CP Zhuozhou-Yongqing Natural Gas Pipeline (82.35km).
• סין-הצינור המזרחי של רוסיה (יונגצ'ינג-שנגחאי) טאיאן-מקטע Taixing שלב VII.
• Ningbo-Taizhou-Wenzhou Natural Gas, Zhejiang-Shanghai Gas Interconnection, Guodian Nanxun Power Plant Support, ו-Shangyu-Xinchang Natural Gas Pipeline.

1. בינלאומי:

• ISO 15589-1 "תעשיות נפט, פטרוכימיה וגז טבעי - הגנה קתודית על מערכות צינורות - חלק 1: צינורות יבשתיים"
• NACE SP0169-2004 "בקרת קורוזיה חיצונית במערכות צנרת מתכתית תת קרקעית או שקועה"

2. מקומי (סין):

• GB/T 21448-2017 "תקן טכני של הגנה קתודית עבור צינור פלדה קבור"
• GB50369-2014 "קוד לבנייה וקבלה של הנדסת צינורות נפט וגז למרחקים ארוכים"

הגנה קתודית על צינורות הולכה דורשת שיקולים מקיפים:

• בחירת טכנולוגיה: ICCP כשיטה ראשית, SACP כעזר.
• סינרגיית ציפוי: ציפוי 3PE/FBE כבסיס, CP מפצה על פגמי ציפוי.
• ניטור חכם: ניהול מחזור חיים משולב באמצעות תחנות בדיקה חכמות, בדיקות ידניות וסיורי מזל"טים.
• סביבות מיוחדות: עיצובים מותאמים אישית לאזורי פרמפרוסט/מדבר (למשל, אנודות באר עמוקות, אנרגיה סולארית).

באמצעות אמצעים אלה, סיכוני הדליפה מופחתים באופן משמעותי, מה שמבטיח-תפעול בטוח ויציב של הצינור לטווח ארוך.