Technologia ochrony katodowej w lądowych polach naftowych i gazowych

Technologia ochrony katodowej ma również kluczowe znaczenie w zastosowaniach na lądowych polach naftowych i gazowych, głównie w celu zapobiegania korozji obiektów metalowych przez glebę, wody gruntowe i transportowane media.

1. Zakopane rurociągi

• Linie przepływu
• Rurociągi przesyłowe
• Rurociągi wtryskowe wody/gazu

2. Zbiorniki magazynowe

• Zewnętrzne i wewnętrzne płyty denne zbiorników magazynujących ropę naftową
• Produkcja zbiorników do uzdatniania wody

3. Wyposażenie studni

• Obudowa ścian zewnętrznych
• Wyposażenie głowicy odwiertu

4. Wyposażenie stacji

• Grunt-kontaktujący się ze konstrukcjami wsporczymi na dnie separatorów i wymienników ciepła
• Systemy uziemiające

1. Metoda anody ofiarnej

Scenariusze zastosowań:

• Rurociągi-na krótkich dystansach lub małe zbiorniki magazynujące.
• Odległe odwierty bez stabilnego zasilania.

Wspólne materiały anodowe:

• Stop magnezu (Mg): wysokie napięcie sterujące, odpowiednie do gruntów o wysokiej-rezystywności.
• Stop cynku (Zn): niskie napięcie zasilania, odpowiedni do gruntów o niskiej-rezystywności.

Metody instalacji:

• Rurociągi: Anody protektorowe zainstalowane po obu stronach.
• Zbiorniki magazynowe: Anody ułożone w kratkę lub pierścienie, równomiernie rozmieszczone pod dnem zbiorników.

2. Obecna metoda pod wrażeniem

Obowiązujące scenariusze:

• Rurociągi przesyłowe lub rurociągi zakopane w stacjach.
• Dolne powierzchnie dużej płyty zbiornika magazynowego.

Kluczowe komponenty:

1)Anody pomocnicze:

• Anoda z żeliwa wysoko-krzemowego (HSCI):-odporna na kwasy, kompatybilna z glebą, żywotność 20–30 lat.
• Anoda MMO: wysoka wytrzymałość, lekkość,-wysoki znamionowy prąd wyjściowy, żywotność 25–40 lat.

2) Prostownik transformatorowy: Wiele trybów pracy (stały potencjał/prąd/napięcie).

3) Łóżka uziemiające anodę:

• Płytkie, zakopane w ziemi łóżka: prosta konstrukcja, duża powierzchnia.
• Głęboko uziemione łóżka: Niska rezystancja uziemienia, kompaktowe wymiary.

1. Ochrona zakopanych rurociągów

Anody protektorowe:

• Anody ze stopu Mg do pustyń/obszarów-o wysokiej rezystancji (np. pole naftowe Xinjiang).
• Anody ze stopu cynku do wilgotnych środowisk gliniastych (np. pole gazowe w Syczuanie).

Pod wrażeniem prądu:

• Rozproszone złoża naziemne + inteligentne prostowniki (np. gazociąg zachodni-wschodni).
• CIPS (Close Interval Potential Survey) do okresowych kontroli skuteczności ochrony.

2. Ochrona czołgu

Zewnętrzna płyta dna zbiornika:

• Anoda protektorowa: Anody Mg/Zn w układzie siatka/pierścień dla równomiernego rozkładu prądu.
• Prąd pod wrażeniem: anody siatkowe MMO, anody elastyczne (np. zbiorniki na ropę o pojemności 100 000 m3).

Ochrona wnętrza:

• Produkowane zbiorniki na wodę: Zawieszone anody ze stopu Al (np. Al-Zn-In) w cieczach zbiornikowych.

3. Ochrona studni

Zewnętrzna obudowa:

• Anody cynkowe przyspawane bezpośrednio do dolnych sekcji obudowy (np. odwiertów gazu łupkowego).
• Obudowa ogniw uziemiających”, aby zapobiec zakłóceniom prądu błądzącego.

Wyposażenie głowicy odwiertu:

• Powłoka kombinowana + ochrona anody Mg.

4. Ochrona wyposażenia stacji

Fundamenty separatora/wymiennika ciepła:

• Bloki anodowe Mg-wstępnie osadzone w betonowych fundamentach.

Systemy uziemiające:

• Elektrody uziemiające ze stali-zn lub anody cynkowej.

1. Środowiska o wysokiej zawartości H₂S

Wydanie:

• H₂S przyspiesza miejscową korozję (np. pękanie naprężeniowe siarczkowe).

Rozwiązanie:

• Zwiększ potencjał ochronny do -0,85 ~ -0,95 V (w porównaniu z CSE).
• Stosuj materiały anodowe-odporne na siarkę (np. specjalistyczne stopy Al).

2. Zakłócenia prądu błądzącego

Źródła:

• Sąsiednia przesył-wysokiego napięcia, zelektryfikowane linie kolejowe, inne systemy CP.

Rozwiązanie:

• Badania prądów błądzących w celu identyfikacji stref/źródeł zakłóceń.
• Zainstaluj obecne łóżka drenażowe.

3. Zamarznięty obszar gleby Korozja

Wydanie:

• Cykle zamarzania-rozmrażania gleby powodują rozrywanie powłoki i sezonowe zmiany rezystywności.

Rozwiązanie:

• Głębokie złoża gruntowe anodowe.
• Anody kompatybilne z niską-temperaturą (np. Mg-o wysokiej czystości).

4. Korozja mikrobiologiczna (MIC)

Wydanie:

• Rozmnażanie się bakterii-redukujących siarczany (SRB) w glebach beztlenowych.

Rozwiązanie:

• Połączone biocydy + ochrona katodowa.
• Utrzymuj potencjały poniżej -0,95 V (hamuje aktywność SRB).

1. Potencjalny monitoring:

• Przenośne elektrody referencyjne CSE: Regularne pomiary potencjału rurociągu/zbiornika.
• Sondy polaryzacyjne + inteligentne stacje testowe: monitorowanie-potencjału ochrony/prądu błądzącego w czasie rzeczywistym.

2. Inteligentne monitorowanie:

• Zdalna transmisja danych prostownika poprzez sieci przewodowe/bezprzewodowe/światłowodowe/komórkowe.
• Inspekcje dronami na stacjach badawczych (dotyczy rurociągów przesyłowych).

3. Cykle konserwacji:

• Pozostała masa anody protektorowej sprawdzana co 5 lat.
• Systemy prądu pod wrażeniem: prostowniki/rezystancja uziemienia sprawdzana co pół roku.

1. Międzynarodowe:

• ISO 15589-1: Przemysł naftowy, petrochemiczny i gazowniczy - Ochrona katodowa systemów rurociągów - Część 1: Rurociągi lądowe.
• NACE SP0169-2024: Kontrola korozji zewnętrznej w podziemnych lub zanurzonych metalowych instalacjach rurowych.

2. Krajowy (Chiny):

• GB/T 21448-2017: Norma techniczna dotycząca ochrony katodowej dla zakopanych rurociągów stalowych.
• SY/T 5919-2009: Kodeks zarządzania technicznego dotyczący ochrony katodowej zakopanych rurociągów stalowych.

• Blok 9 w Iraku Centralny zakład przerobu ropy i gazu.
• Pole naftowe Rumaila ZAKRES PODSTAWOWY Q3/Q4 2023 Materiały CP.
• Tymczasowy system CP zewnętrznego rurociągu na polu naftowym Majnoon.
• Projekt dotyczący ropy łupkowej Gulong na polu naftowym Daqing.
• Pole naftowe Tarim (Xinjiang) Bozi-Pole gazowe Dabei.
• Pole gazu łupkowego CNPC w południowym Syczuanie.

W przypadku lądowych pól naftowych/gazowych ochrona katodowa wymaga elastycznych projektów opartych na charakterystyce gleby, korozyjności mediów i typach obiektów:

• Anody protektorowe: odpowiednie do zastosowań-na małą skalę i wymagających-obsługi.
• Prąd pod wrażeniem: idealny do-dużych odległości/złożonych środowisk z dużą możliwością sterowania.
• Ochrona łączona: zazwyczaj zintegrowana z powłokami 3PE i inhibitorami w celu zapewnienia ochrony wielobarierowej.
• Dzięki odpowiedniemu doborowi technologii i inteligentnemu monitorowaniu (np. zdalnej regulacji potencjału) ryzyko korozji można znacznie zmniejszyć, zapewniając ponad 30 lat bezpiecznej pracy w terenie.