Katoodkaitsetehnoloogia maismaa nafta- ja gaasiväljadel

Katoodkaitsetehnoloogia on ülioluline ka maismaa nafta- ja gaasiväljade rakendustes, mida kasutatakse peamiselt metallirajatiste korrosiooni vältimiseks pinnase, põhjavee ja transporditava keskkonna poolt.

1. Maetud torujuhtmed

• Voolujooned
• Ülekandetorustikud
• Vee/gaasi sissepritsetorustikud

2. Säilitusmahutid

• Toornafta mahutite välised ja sisemised põhjaplaadid
• Toodetud veetöötlusmahutid

3. Kaevude rajatised

• Korpus välisseinad
• Kaevupea varustus

4. Jaama seadmed

• Pinnasega{0}}kontakteeruvad tugistruktuurid separaatorite ja soojusvahetite põhjas
• Maandussüsteemid

1. Ohverdava anoodi meetod

Rakenduse stsenaariumid:

• Lühikese-kaugusega torujuhtmed või väikesed mahutid.
• Kaugkaevukohad ilma stabiilse toiteallikata.

Levinud anoodimaterjalid:

• Magneesiumisulam (Mg): kõrge ajamipinge, sobib suure{0}}takistusega pinnastele.
• Tsingisulam (Zn): madal ajamipinge, sobib madala{0}}takistusega pinnastele.

Paigaldusmeetodid:

• Torujuhtmed: mõlemale küljele paigaldatud ohverdatavad anoodid.
• Säilitusmahutid: anoodid, mis on paigutatud võre- või rõngakujuliselt, ühtlaselt paagi põhja alla.

2. Impressed Current Method

Kohaldatavad stsenaariumid:

• Ülekandetorustikud või jaama maetud torujuhtmed.
• Suure mahuti põhjaplaadi aluspinnad.

Põhikomponendid:

1) Lisaanoodid:

• Kõrge -ränimalmi anood (HSCI): happe-kindel pinnas, 20–30-aastane kasutusiga.
• MMO anood: tugev, kerge, kõrge{0}}nimiväljundvool, 25–40-aastane kasutusiga.

2) Trafo alaldi: mitu töörežiimi (konstantne potentsiaal/vool/pinge).

3) Anoodiga maandatud voodid:

• Madalad maetud peenrad: lihtne ehitus, suur jalajälg.
• Sügavalt maandatud voodid: madal maandustakistus, kompaktne jalajälg.

1. Maetud torujuhtme kaitse

Ohverdatavad anoodid:

• Mg-sulamist anoodid kõrbete/kõrge{0}}takistusega piirkondade jaoks (nt Xinjiangi naftaväljal).
• Zn-sulamist anoodid niiskes savikeskkonnas (nt Sichuani gaasiväljal).

Muljet avaldav vool:

• Jaotatud maapealsed voodid + nutikad alaldid (nt lääne-ida gaasijuhe).
• CIPS (Close Interval Potential Survey) perioodiliseks kaitse tõhususe kontrollimiseks.

2. Paagi kaitse

Paagi põhjaplaadi väliskülg:

• Ohveranood: Mg/Zn anoodid võre/rõnga paigutuses ühtlase voolujaotuse tagamiseks.
• Impressitud vool: MMO võrguanoodid, painduvad anoodid (nt 100 000 m³ toornafta mahutid).

Sisekaitse:

• Toodetud veepaagid: rippuvad Al-sulamist anoodid (nt Al-Zn-In) paagivedelikes.

3. Kaevude kaitse

Korpuse väliskülg:

• Zn-anoodid, mis on keevitatud otse korpuse alumiste sektsioonide külge (nt kildagaasipuurkaevud).
• Korpuse maanduselemendid", et vältida hajuvvoolu häireid.

Kaevupea varustus:

• Kombineeritud kate + Mg anoodikaitse.

4. Jaama seadmete kaitse

Eraldaja/soojusvaheti alused:

• Mg-anoodiplokid, mis on{0}}eelmanustatud betoonvundamenti.

Maandussüsteemid:

• Zn-kaetud terasest või Zn-anoodiga maanduselektroodid.

1. Kõrge H₂S keskkonnad

Probleem:

• H₂S kiirendab lokaalset korrosiooni (nt sulfiidpinge pragunemist).

Lahendus:

• Suurendage kaitsepotentsiaali -0,85–0,95 V (vs. CSE).
• Kasutage väävli-kindlaid anoodimaterjale (nt spetsiaalseid Al-sulameid).

2. Hajuvoolu häired

Allikad:

• Kõrvalolevad kõrge{0}}pingeülekanded, elektrifitseeritud raudteed, muud CP-süsteemid.

Lahendus:

• Häirete tsoonide/allikate tuvastamiseks hajutavad vooluuuringud.
• Paigaldage praegused drenaažipeenrad.

3. Külmunud pinnase ala Korrosioon

Probleem:

• Pinnase külmumise{0}}tsüklid põhjustavad katte eraldumist ja hooajalisi muutusi takistuses.

Lahendus:

• Sügavalt anoodiga maandatud voodid.
• Madala-temperatuuriga ühilduvad anoodid (nt kõrge-puhtusastmega Mg).

4. Mikroobne korrosioon (MIC)

Probleem:

• Sulfaate{0}}redutseerivate bakterite (SRB) vohamine anaeroobses pinnases.

Lahendus:

• Kombineeritud biotsiidid + katoodkaitse.
• Säilitage potentsiaalid alla -0,95 V (inhibeerib SRB aktiivsust).

1. Võimalik seire:

• Kaasaskantavad CSE võrdluselektroodid: torujuhtme/paagi potentsiaali regulaarsed mõõtmised.
• Polarisatsioonisondid + nutikad testjaamad: reaalajas{1}}kaitsepotentsiaali/hajuvoolu jälgimine.

2. Nutikas jälgimine:

• Kaug-alaldi andmeedastus traadiga/traadita/kiud-/mobiilsidevõrkude kaudu.
• Katsejaamade droonikontrollid (kehtib ülekandetorustike puhul).

3. Hooldustsüklid:

• Ohverdava anoodi järelejäänud massi kontrollitakse iga 5 aasta järel.
• Muljet avaldavad voolusüsteemid: alaldid/maapinna takistust kontrollitakse pool{0}}aastas.

1. Rahvusvaheline:

• ISO 15589-1: Nafta-, naftakeemia- ja maagaasitööstus - Torujuhtmesüsteemide katoodkaitse - Osa 1: Maapealsed torujuhtmed.
• NACE SP0169-2024: Maa-aluste või sukeldatud metalltorusüsteemide väliskorrosiooni kontroll.

2. Kodune (Hiina):

• GB/T 21448-2017: Katoodkaitse tehniline standard maetud terastorustike jaoks.
• SY/T 5919-2009: Maetud terastorujuhtmete katoodkaitse tehniline halduskoodeks.

• Iraagi ploki 9 toornafta ja gaasi kesktöötlemisrajatis.
• Rumaila naftaväljade ALUSALA K3/Q4 2023 CP materjalid.
• Majnooni naftavälja välise torujuhtme ajutine CP süsteem.
• Daqingi naftavälja Gulongi põlevkiviõli projekt.
• Tarimi naftaväli (Xinjiang) Bozi{0}}Dabei gaasiväli.
• CNPC Lõuna-Sichuani põlevkivigaasiväli.

Madal asuvate nafta-/gaasiväljade puhul nõuab katoodkaitse paindlikku konstruktsiooni, mis põhinevad pinnase omadustel, söötme söövitamisel ja rajatiste tüüpidel:

• Ohvrianoodid: sobivad väikesemahulisteks-madala-hooldusega rakendusteks.
• Muljetavaldav vool: ideaalne pika{0}}vahemaa/keeruliste keskkondade jaoks, millel on hea juhitavus.
• Kombineeritud kaitse: tavaliselt integreeritud 3PE-katete ja inhibiitoritega mitme tõkkekaitse jaoks.
• Tehnoloogia õige valiku ja nutika jälgimise (nt potentsiaali kaugreguleerimise) abil saab korrosiooniriske oluliselt vähendada, tagades üle 30 aasta ohutu põllutöö.