يهدف تطبيق تقنية الحماية الكاثودية في مزارع صهاريج النفط الخام في المقام الأول إلى منع التآكل الكهروكيميائي للهياكل المعدنية للخزان، خاصة في مناطق مثل الألواح السفلية للخزان، وجدران الخزان الداخلية، وخطوط الأنابيب المدفونة.
سيناريوهات التطبيق
- الجدار الخارجي للصفائح السفلية للخزان الموجود فوق سطح الأرض (سطح ملامسة التربة)-
- جدران الخزانات الداخلية
- خطوط الأنابيب المدفونة في مزارع الصهاريج
- خزانات تحت الأرض
أنواع تقنيات الحماية الكاثودية
1. طريقة الأنود المضحي
مبدأ:
- تركيب معادن أكثر نشاطًا (مثل المغنيسيوم والزنك وسبائك الألومنيوم) متصلة بالخزان الفولاذي المحمي؛ يتآكل الأنود بشكل تفضيلي لحماية الخزان.
سيناريوهات التطبيق:
- الألواح السفلية الخارجية للخزانات الصغيرة (تتطلب تيار حماية منخفض).
- الألواح السفلية الداخلية لخزانات النفط الخام (يحتوي الملح-على الماء المترسب)
- الحماية المؤقتة للجدران الداخلية أثناء اختبار ضغط مياه البحر
المزايا:
- لا يتطلب طاقة خارجية، تركيب بسيط، تكاليف صيانة منخفضة.
العيوب:
- فترة حماية محدودة (تتطلب الأنودات استبدالًا دوريًا)، ولا يمكن استبدالها عند تطبيقها على ألواح قاع الخزان الخارجية.
2. الطريقة الحالية للإعجاب
مبدأ:
- تطبيق التيار الكاثودي على الخزان عبر مصدر طاقة خارجي يعمل بالتيار المستمر. الأنودات المساعدة (على سبيل المثال، الحديد الزهر عالي السيليكون، أنودات MMO من التيتانيوم، الأنودات المرنة) تنتج تيارًا، وتشكل دائرة عبر التربة، وألواح قاع الخزان، وكابلات الكاثود لتحفيز الاستقطاب الكاثودي على السطح السفلي للخزان.
سيناريوهات التطبيق:
- ألواح قاع الخزان الخارجية، والجدران الداخلية من المياه المالحة-التي تحتوي على خزانات.
- الألواح السفلية الخارجية للخزانات الموجودة فوق الأرض.
المزايا:
- خرج تيار قابل للتعديل، صيانة بسيطة، عمر خدمة طويل.
العيوب:
- استثمار أولي مرتفع، وإمدادات طاقة مستمرة مطلوبة، وصيانة دورية مطلوبة.
المنتجات والمكونات الرئيسية
1. الأنودات المضحية:
- سبائك المغنيسيوم (Mg)، سبائك الزنك (Zn)، أو سبائك الألومنيوم (Al) كتل الأنود / الأنودات الشريطية.
- الأنودات المضحية المصنوعة من سبائك الألومنيوم: لحماية جدار الخزان الداخلي
- الأنودات المضحية من سبائك المغنيسيوم: الحماية الكاثودية للوحات قاع الخزان الخارجية
2. الأنظمة الحالية المؤثرة:
- الأنودات الشبكية MMO، الأنودات المرنة للحماية الكاثودية للوحة السفلية للخزان الخارجي
- أنودات عالية-من الحديد الزهر من السيليكون، وأنودات أنبوبية MMO، وأنودات مرنة لخطوط الأنابيب المدفونة.
- مقوم المحول: يقوم تلقائيًا بضبط تيار الإخراج والجهد.
- الأقطاب الكهربائية المرجعية: أقطاب النحاس/كبريتات النحاس المتينة (Cu/CuSO₄)، أو الزنك عالي النقاء-، أو أقطاب كلوريد الفضة/الفضة.
- صناديق تقاطع الأنود، صناديق تقاطع الكاثود
- كابلات للتوصيلات الكهربائية في جميع أنحاء نظام التيار المؤثر
3. نظام مراقبة الحماية الكاثودية الذكي:
- المراقبة عن بعد لمعلمات تشغيل النظام والتحكم عن بعد في الوظائف الجزئية وتعديلات المعلمات التشغيلية.
خطوات التنفيذ
1. البيانات الأساسية:
- جمع مقاومة التربة، ومواد الخزان، وأنواع الطلاء، وبيانات المسح الجيولوجي، وهيكل أساس الخزان، ورسومات تخطيط الموقع، وما إلى ذلك.
2. خطة حماية التصميم:
- تحديد الحلول التقنية المناسبة بناءً على البيانات، وإعداد خطط التنفيذ التفصيلية، وتجميع قوائم المواد/المعدات.
3. التثبيت:
- الأنودات المضحية: موزعة بالتساوي حول قاع الخزان، وهي ملحومة مباشرة أو متصلة بالكابل-.
- التيار المسلط: قم بتركيب أسرة الأنود الأرضية، والأقطاب الكهربائية المرجعية، وصناديق التوصيل، ومد الكابلات، وإعداد المقومات.
4. التكليف والمراقبة:
- اضبط المعلمات لتلبية متطلبات الحماية المحتملة (عادةً -0.85 فولت مقابل Cu/CuSO₄ للخزانات الفولاذية).
5. الصيانة الدورية:
- عمليات التفتيش الروتينية، وسجلات تشغيل المعدات، وحل العيوب في الوقت المناسب.
المعايير والمواصفات
1. الدولية:
- API RP 651-2014 الحماية الكاثودية لخزانات تخزين البترول الموجودة فوق الأرض.
2. المحلية:
- GB/T 50393-2017 المعيار الفني لهندسة مقاومة التآكل لخزانات تخزين البترول الفولاذية.
دراسات الحالة
- 2.25-مليون-متر مكعب-متر مكعب لدعم مشروع مزرعة الخزانات قبالة-الجزيرة لمشروع التكامل الكيميائي والتكرير في جزيرة شاندونغ يولونغ (المرحلة الأولى).
- مشروع تخزين النفط الخام بقيمة 3-مليون-متر مكعب في منطقة الميناء الغربي لميناء شاندونغ بميناء يانتاي.
- 5-مليون-متر مكعب مشروع احتياطي النفط الخام التجاري لشركة CNOOC Dongying.
- 1.6-مليون-مشروع خزان النفط للمرحلة الثالثة بمساحة متر مكعب في ميناء شاندونغ ريتشاو.
- مشروع منطقة تخزين المنتجات المسالة في ميناء Shandong Port Group Binzhou (الأرصفة 6#-7#).
- مشروع خزان قاعدة تخزين النفط في جزيرة تشوشان وايدياو غوانغوي.
خاتمة
يمكن لأنظمة الحماية الكاثودية المصممة بشكل صحيح أن تعمل على إطالة عمر خدمة خزان النفط الخام بشكل كبير (أكثر من 20 عامًا عادةً) مع تقليل المخاطر المتعلقة بالسلامة والبيئة الناتجة عن تسرب التآكل بشكل كبير. غالبًا ما تجمع التطبيقات العملية بين الأنودات المضحية وأنظمة التيار المؤثرة، ويتم ضبطها ديناميكيًا بناءً على الظروف البيئية.