Kathodische beschermingstechnologie in olie- en gaspijpleidingen over lange afstanden

Kathodische beschermingstechnologie is een belangrijke anti{0}}corrosiemaatregel om de veilige werking van olie- en gastransportleidingen op de lange- termijn te garanderen.

• Bodemcorrosie
• Zwerfstroom
• Coatingdefecten
• Microbiële corrosie (MIC)

1. Opofferingsanode-kathodische bescherming (SACP)

Toepassingsscenario's:

• Pijpleidingen over korte-afstanden.
• Afgelegen gebieden zonder stabiele stroomvoorziening.

Gemeenschappelijke anodes:

• Magnesiumlegering (Mg): Hoge stuurspanning (open- circuitpotentiaal -1,7 V vs. CSE), geschikt voor bodems met hoge weerstand.
• Zinklegering (Zn): lage aandrijfspanning (open- circuitpotentiaal -1,1 V vs. CSE), geschikt voor bodems met lage weerstand.

Installatiemethoden:

• Opofferanodes begraven aan beide zijden van pijpleidingen, verbonden via kabels.

2. Onder de indruk gebrachte huidige kathodische bescherming (ICCP)

Toepasselijke scenario's:

• Transmissiepijpleidingen over lange- afstanden.
• Station begraven pijpleidingen.

Kerncomponenten:

1) Hulpanodes:

• Hoge-silicium-gietijzeranode (HSCI): zuur-resistente bodemverdraagzaamheid, levensduur van 15~25 jaar.
• MMO-anode: lichtgewicht, hoge uitgangsstroom, levensduur van 20 ~ 30 jaar.

2) Transformatorgelijkrichter:

• Biedt kathodische beschermingsstroom, ondersteunt meerdere bedrijfsmodi (constante stroom/potentiaal/spanning), met bewaking op afstand (bekabelde/draadloze/mobiele netwerken).

3) Anode-grondbedden:

• Ondiepe grondbedden: Conventionele installatie, eenvoudige constructie, grote voetafdruk.
• Deep well ground beds (>30 m): Compacte voetafdruk, lage aardingsweerstand, uniforme stroomverdeling.

4)Referentie-elektrode:

• Kopersulfaatelektrode (CSE) met lange- levensduur: begraven in de buurt van pijpleidingen, nauwkeurigheid ±10 mV.

1. Ontwerp van sectiebescherming

Gezoneerde voeding:

• Eén kathodisch beschermingsstation per 50-100 km, waarbij de effectiviteit en efficiëntie van de bescherming in evenwicht worden gebracht.

Geval:

• West-Oost-gaspijpleidingstations elke 80 km, gelijkrichtervermogen 5 kW.

Isolerende verbindingen:

• Geïnstalleerd op stations en klepkamers om stroomverlies te voorkomen.

2. Dynamische beperking van zwerfstromen

Afwateringsmaatregelen:

• Directe afvoer: pijpleiding rechtstreeks aangesloten op aardingslichaam.
• Geforceerde afvoer: dynamische tegenstroomuitvoer via snel-gelijkrichters om interferentie te neutraliseren.

Monitoringsystemen:

• Teststations: voor handmatige metingen van beveiligingspotentieel, anode-uitgangsstroom en zwerfstroom.
• Slimme teststations: Uitgerust met data-acquisitie/communicatiemodules voor geautomatiseerde detectie en datatransmissie op afstand.

3. Coating-CP Synergy-optimalisatie

Coating-CP-relatie:

• Gecombineerde bescherming met complementaire rollen; CP richt zich op coatingdefecten/zwakke plekken.
• Een betere coatingkwaliteit vermindert de huidige vraag naar CP.

Huidige dichtheidsontwerp:

• Nieuwe leidingen: 0,01-0,05 mA/m² (intacte coatings).
• Verouderde pijpleidingen: 0,1-1 mA/m² (verhoogde stroom vereist voor beschadigde coatings).

1. Routine-inspectie

CIPS (Potentieel onderzoek met nauwe interval):

• Volledige-potentieelonderzoek elke twee jaar (teststations met tussenpozen van 1 km).

DCVG (gelijkstroomspanningsgradiënt):

• Lokaliseert coatingdefecten (nauwkeurigheid ± 0,5 m).

2. Slimme monitoring

SCADA-integratie:

• Parameteraanpassing van de gelijkrichter op afstand en real-time abnormale potentiële alarmen.

Intelligente monitoring:

• Slimme teststations langs pijpleidingen bewaken het beschermingspotentieel en afwijkende stroomparameters.

• West-Oost-gaspijpleiding III Fujian-Guangdong-tak (Guangzhou-Chaozhou-sectie).
• Chaozhou City Hogedruk-aardgaspijpleiding (96,5 km) CP-project.
• Zhuozhou-CP-project voor aardgaspijpleiding Yongqing (82,35 km).
• China-Rusland Oostelijke pijpleiding (Yongqing-Shanghai) Taian-Taixing sectie Fase VII.
• Ningbo-Taizhou-Wenzhou aardgas, Zhejiang-Shanghai gasinterconnectie, Guodian Nanxun energiecentraleondersteuning en Shangyu-Xinchang aardgaspijpleidingprojecten.

1. Internationaal:

• ISO 15589-1 "Petroleum-, petrochemische en aardgasindustrieën - Kathodische bescherming van pijpleidingsystemen - Deel 1: Pijpleidingen op land"
• NACE SP0169-2004 "Beheersing van externe corrosie op ondergrondse of ondergedompelde metalen leidingsystemen"

2. Binnenlands (China):

• GB/T 21448-2017 "Technische norm voor kathodische bescherming voor begraven stalen pijpleidingen"
• GB50369-2014 'Code voor de constructie en acceptatie van langeafstandsolie- en gaspijpleidingtechniek'

Kathodische bescherming voor transmissiepijpleidingen vereist uitgebreide overwegingen:

• Technologieselectie: ICCP als primaire methode, SACP als hulpmethode.
• Coatingsynergie: 3PE/FBE-coatings als basis, CP compenseert coatingfouten.
• Slimme monitoring: geïntegreerd levenscyclusbeheer via slimme teststations, handmatige inspecties en drone-patrouilles.
• Speciale omgevingen: Aangepaste ontwerpen voor permafrost/woestijngebieden (bijv. deepwell-anodes, zonne-energie).

Door deze maatregelen worden de lekkagerisico's aanzienlijk verminderd, waardoor op lange- termijn een veilig en stabiel pijpleidingbedrijf wordt gegarandeerd.