تقنية الحماية الكاثودية في خطوط أنابيب النفط والغاز ذات المسافات الطويلة

تعد تقنية الحماية الكاثودية إجراءً أساسيًا لمكافحة-التآكل لضمان التشغيل الآمن على المدى الطويل- لخطوط أنابيب نقل النفط والغاز.

• تآكل التربة
• تيار طائش
• عيوب الطلاء
• التآكل الميكروبي (MIC)

1. الحماية الكاثودية للأنود المضحي (SACP)

سيناريوهات التطبيق:

• خطوط الأنابيب ذات المسافة القصيرة-.
• المناطق النائية دون إمدادات طاقة مستقرة.

الأنودات المشتركة:

• سبيكة المغنيسيوم (Mg): جهد تشغيل عالي (جهد الدائرة المفتوحة-1.7 فولت مقابل CSE)، مناسب للتربة ذات المقاومة العالية.
• سبيكة الزنك (Zn): جهد تشغيل منخفض (جهد الدائرة المفتوحة -1.1 فولت مقابل CSE)، مناسب للتربة منخفضة المقاومة.

طرق التثبيت:

• الأنودات المضحية مدفونة على جانبي خطوط الأنابيب، ومتصلة عبر الكابلات.

2. الحماية الكاثودية الحالية (ICCP)

السيناريوهات القابلة للتطبيق:

• خطوط أنابيب نقل لمسافات طويلة-.
• محطة خطوط الأنابيب المدفونة.

المكونات الأساسية:

1) الأنودات المساعدة:

• أنود حديد الزهر عالي-السيليكون (HSCI): متوافق مع التربة المقاومة للأحماض، وعمر خدمة يتراوح من 15 إلى 25 عامًا.
• أنود MMO: خفيف الوزن، تيار عالي الإخراج، عمر خدمة يتراوح من 20 إلى 30 عامًا.

2) مقوم المحولات:

• يوفر تيار الحماية الكاثودية، ويدعم أوضاع التشغيل المتعددة (تيار ثابت/جهد/جهد)، مع إمكانية المراقبة عن بعد (شبكات سلكية/لاسلكية/متنقلة).

3) أسرة الأنود الأرضية:

• أسرة أرضية ضحلة: تركيب تقليدي، بناء سهل، مساحة كبيرة.
• Deep well ground beds (>30 م): بصمة مدمجة، مقاومة تأريض منخفضة، توزيع تيار موحد.

4) القطب المرجعي:

• إلكترود كبريتات النحاس (CSE) طويل العمر-: مدفون بالقرب من خطوط الأنابيب، بدقة ±10 مللي فولت.

1. تصميم الحماية المقطعية

إمدادات الطاقة المخصصة:

• محطة حماية كاثودية واحدة لكل 50-100 كيلومتر، مما يحقق التوازن بين فعالية الحماية وكفاءتها.

قضية:

• محطات خط أنابيب الغاز الغربي-الشرقي كل 80 كم، قوة المقوم 5 كيلو وات.

المفاصل العازلة:

• يتم تركيبها في المحطات وغرف الصمامات لمنع فقدان التيار.

2. التخفيف من التيار الضال الديناميكي

تدابير الصرف:

• الصرف المباشر: خط أنابيب متصل مباشرة بجسم التأريض.
• التصريف القسري: إخراج تيار عكسي ديناميكي عبر مقومات الاستجابة السريعة-لتحييد التداخل.

أنظمة المراقبة:

• محطات الاختبار: للقياسات اليدوية لإمكانية الحماية وتيار خرج الأنود والتيار الشارد.
• محطات الاختبار الذكية: مجهزة بوحدات الحصول على البيانات/الاتصالات للكشف الآلي ونقل البيانات عن بعد.

3. طلاء -تحسين تآزر CP

طلاء-علاقة CP:

• الحماية المشتركة مع الأدوار التكميلية؛ يركز CP على عيوب الطلاء/المناطق الضعيفة.
• جودة الطلاء الأفضل تقلل من الطلب الحالي على CP.

تصميم الكثافة الحالية:

• خطوط الأنابيب الجديدة: 0.01-0.05 مللي أمبير/م² (طبقات سليمة).
• خطوط الأنابيب القديمة: 0.1-1 مللي أمبير/م² (زيادة التيار المطلوب للطلاءات التالفة).

1. التفتيش الروتيني

CIPS (المسح المحتمل بفاصل زمني قريب):

• مسح كامل للخط -كل عامين (محطات اختبار بفواصل زمنية تبلغ كيلومترًا واحدًا).

DCVG (تدرج الجهد الحالي المباشر):

• يحدد عيوب الطلاء (دقة ± 0.5 متر).

2. المراقبة الذكية

تكامل SCADA:

• تعديل معلمة المقوم عن بعد والإنذارات المحتملة غير الطبيعية-في الوقت الحقيقي.

المراقبة الذكية:

• تقوم محطات الاختبار الذكية على طول خطوط الأنابيب بمراقبة إمكانات الحماية والمعلمات الحالية الضالة.

• الغرب-خط أنابيب الغاز الشرقي III فوجيان-فرع قوانغدونغ (قسم قوانغتشو- تشاوتشو).
• مشروع خط أنابيب الغاز الطبيعي عالي الضغط بمدينة تشاوتشو-(96.5 كم).
• تشوتشو-مشروع خط أنابيب الغاز الطبيعي يونغتشينغ (82.35 كم) CP.
• الصين-خط أنابيب شرق روسيا (يونغتشينغ-شنغهاي) تايان-قسم تايكسينغ المرحلة السابعة.
• مشاريع نينغبو-تايتشو-ونتشو للغاز الطبيعي، وزيجيانغ-ربط الغاز في شنغهاي، ودعم محطة غوديان نانكسون للطاقة، وشانغيو-خط أنابيب الغاز الطبيعي في شينتشانغ.

1. الدولية:

• ISO 15589-1 "صناعات البترول والبتروكيماويات والغاز الطبيعي - الحماية الكاثودية لأنظمة خطوط الأنابيب - الجزء 1: خطوط الأنابيب البرية"
• NACE SP0169-2004 "التحكم في التآكل الخارجي في أنظمة الأنابيب المعدنية تحت الأرض أو المغمورة"

2. المحلية (الصين):

• GB/T 21448-2017 "المعيار الفني للحماية الكاثودية لخطوط الأنابيب الفولاذية المدفونة"
• GB50369-2014 "قواعد إنشاء وقبول هندسة خطوط أنابيب النفط والغاز لمسافات طويلة"

تتطلب الحماية الكاثودية لخطوط أنابيب النقل اعتبارات شاملة:

• اختيار التكنولوجيا: ICCP كطريقة أساسية، وSACP كطريقة مساعدة.
• تآزر الطلاء: طلاء 3PE/FBE كأساس، CP لتعويض عيوب الطلاء.
• المراقبة الذكية: إدارة دورة الحياة المتكاملة عبر محطات الاختبار الذكية وعمليات الفحص اليدوي ودوريات الطائرات بدون طيار.
• البيئات الخاصة: تصميمات مخصصة للمناطق دائمة التجمد/الصحراء (على سبيل المثال، أنودات الآبار العميقة، والطاقة الشمسية).

ومن خلال هذه التدابير، يتم تقليل مخاطر التسرب بشكل كبير، مما يضمن تشغيل خطوط الأنابيب بشكل آمن ومستقر على المدى الطويل.