کاربرد فناوری حفاظت کاتدی در پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی

فناوری حفاظت کاتدی به طور گسترده در پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی برای محافظت از تاسیسات فلزی مدفون یا غوطه ور (مانند خطوط لوله، مخازن ذخیره سازی، پایه تجهیزات) در برابر خوردگی الکتروشیمیایی استفاده می شود.

1. خطوط لوله مدفون

• شبکه های لوله کشی کارخانه: خطوط لوله مدفون که نفت خام، محصولات تصفیه شده، مواد شیمیایی، آب و بخار را حمل می کنند.
• خطوط لوله با مسافت طولانی: خطوط لوله ای که پالایشگاه ها را به اسکله ها و مزارع مخازن ذخیره سازی متصل می کند.
• خطرات خوردگی: خوردگی خاک، تداخل جریان سرگردان، خوردگی میکروبی (SRB).

2. مخازن ذخیره سازی

• نمای بیرونی صفحه پایین مخزن: بخش تماس با خاک.
• دیوارهای داخلی: دیواره های داخلی مخازن که محلول های الکترولیت را ذخیره می کنند (به عنوان مثال، آب شور، محیط های اسیدی).

3. پایه تجهیزات و گروسیستم های پایان دهنده

• پی سازه های فولادی: اجزای فلزی در پایه های بتنی راکتورها، برج ها، مبدل های حرارتی.
• شبکه های اتصال به زمین: حفاظت مورد نیاز برای الکترودهای اتصال زمین سیستم الکتریکی مستعد شکست خوردگی.

4. سیستم های خنک کننده آب دریا

• خطوط لوله آب دریا: خطوط لوله خنک کننده آب دریا در پالایشگاه های ساحلی (خوردگی یون کلرید بالا).
• پمپ ها، شیرها، کندانسورها: اجزای فلزی در تماس با آب دریا.

5. تجهیزات شیمیایی

• مخازن ذخیره اسید/قلیایی: دیواره های داخلی مخازن اسید سولفوریک/اسید کلریدریک (نیاز به مواد آند مقاوم در برابر اسید-).
• راکتورها، مبدل های حرارتی: اجزای فلزی در واحدهای فرآیند مرطوب.

1. روش آند قربانی

سناریوهای کاربردی:

• خطوط لوله مدفون
• مخازن کوچک، حفاظت موضعی
• فضای داخلی کولر آبی

آندهای رایج:

• آلیاژهای منیزیم (Mg): ولتاژ محرک بالا، مناسب برای خاک‌ها و آب شیرین با مقاومت بالا-.
• آلیاژهای روی (Zn): ولتاژ محرکه پایین، مناسب برای خاک‌ها/آب دریا با مقاومت کم-.
• آلیاژهای آلومینیوم (Al): محیط های آب دریا (به عنوان مثال، سیستم های آب خنک کننده).

2. روش تحت تاثیر جریان

سناریوهای قابل اجرا:

• خطوط لوله مدفون، صفحات زیرین خارجی مخزن
• محیط های آب دریا (به عنوان مثال، شمع های فولادی اسکله، سیستم های خنک کننده آب دریا)

اجزای کلیدی:

• آندها: چدن سیلیکونی بالا-، آند تیتانیوم MMO (اکسید فلز مخلوط)، آند نیوبیم پلاتین{{1}.
• یکسو کننده های پتانسیل ثابت: برای حفظ پتانسیل حفاظتی، جریان را به صورت خودکار تنظیم کنید.
• بسترهای آند چاه عمیق: مناسب برای گیاهان با فضای محدود-.

1. حفاظت از خط لوله مدفون

آندهای قربانی:

• آندهای قربانی آلیاژ Mg یا Zn.

جریان تحت تاثیر:

• بسترهای آند: آندهای کم عمق توزیع شده-یا آندهای چاه عمیق (صرفه جویی در فضا).
• نظارت: ایستگاه های آزمایش و الکترودهای مرجع (Cu/CuSO4 یا Ag/AgCl).

2. حفاظت از تانک

قسمت بیرونی پایین مخزن:

• آندهای قربانی: شبکه های آند روی/منیزیم در زیر مخزن.
• جریان تحت تاثیر: آندهای مش MMO، آندهای انعطاف پذیر با کنترل یکسو کننده ترانسفورماتور.

فضای داخلی مخزن (به عنوان مثال، مخازن نمک):

• آندهای آلیاژ Al/Zn معلق در مایع مخزن.

3. حفاظت از سیستم آب دریا

• خطوط لوله آب دریا: آندهای آلیاژی جوش داده شده/پیچ و مهره شده یا آندهای نوع پروب-(ICCP).
• شمع های فولادی داک: آندهای MMO (ICCP) یا آندهای قربانی آلیاژ آلیاژی (SACP).

4. حفاظت از تجهیزات شیمیایی

محیط های اسیدی:

• آندهای ویژه: پلاتین-نیوبیم (مقاوم در برابر اسید-)، چدن سیلیکونی بالا- (HSCI).
• حفاظت داخلی: پوشش‌های{0}مقاوم در برابر اسید + حفاظت کاتدی.

1. تداخل جریان سرگردان

منابع:

• سیستم های ریلی DC، تجهیزات الکترولیز، سیستم های CP مجاور.

راه حل ها:

• دستگاه های زهکشی (زهکشی مستقیم/اجباری) را نصب کنید.
• برای جداسازی بخش های آسیب دیده از فلنج های عایق استفاده کنید.

2. محیط‌های{1}}درجه حرارت بالا

مسئله:

• Temperatures >60 درجه مصرف آند را تسریع می کند یا پوشش ها را تخریب می کند.

راه حل ها:

• از آندهای{0}در دمای بالا (مثلاً MMO) استفاده کنید.
• خروجی یکسو کننده را برای جلوگیری از محافظت بیش از حد-بهینه کنید.

3. خوردگی میکروبی (SRB)

مسئله:

• باکتری‌های کاهنده سولفات (SRB) در خاک‌های بی‌هوازی، خوردگی را تسریع می‌کنند.

راه حل ها:

• افزایش پتانسیل حفاظتی (-0.95V در مقابل Cu/CuSO4).
• پوشش های ضد میکروبی / بیوسیدها را اعمال کنید.

1. نظارت بالقوه:

• لوله‌های دستی معمولی-به-اندازه‌گیری‌های پتانسیل خاک.
• ایستگاه های تست هوشمند با سیستم های آنلاین برای ثبت خودکار داده ها/هشدارها.

2. جایگزینی آند:

• هنگام باقی ماندن جرم، آندهای قربانی را جایگزین کنید<30%.
• آند جریان تحت تاثیر معمولا 20-40 سال دوام می آورد.

1. استانداردهای بین المللی:

• ISO 15589-1 (صنایع نفت، پتروشیمی و گاز طبیعی - حفاظت کاتدی سیستم‌های خط لوله - قسمت 1: خطوط لوله روی زمین)
• NACE SP0169-2024 (کنترل خوردگی خارجی در سیستم های لوله کشی فلزی زیرزمینی یا مستغرق)
• API RP651-2024 حفاظت کاتدی مخازن ذخیره نفت روی زمین
• NACE SP0193-حفاظت کاتدی خارجی 2016 پایین مخزن ذخیره‌سازی فولاد کربنی
• EN 14505-2005 حفاظت کاتدی سازه های پیچیده

2. استانداردهای چینی:

• GB/T 35508-2017 حفاظت کاتدی منطقه ای برای تأسیسات ایستگاه
• GB/T 50393-استاندارد فنی ۲۰۱۷ برای مهندسی ضد خوردگی مخازن ذخیره‌سازی نفت فولادی
• GB/T 21448-2017 مشخصات فنی برای حفاظت کاتدی خطوط لوله فولادی مدفون
• SY/T 6964-2013 مشخصات فنی برای حفاظت کاتدی پمپ های نفت و گاز

• پروژه پایگاه یکپارچه BASF (گوانگدونگ).
• Sinopec{0}}پروژه پالایش و ادغام شیمیایی شرکت مشترک گوانگدونگ در جزیره دونگهای، شهر ژانجیانگ، استان گوانگدونگ
• پروژه پتروشیمی تیانجین سابیک 260000 تن در روز پلی کربنات (PC)
• پروژه مجتمع و امکانات سوناتراک MTBE (الجزایر)
• پروژه CNOOC Shell Huizhou فاز III اتیلن
• پروژه پالایش پتروشیمی و ادغام شیمیایی ژجیانگ

حفاظت کاتدی برای جلوگیری از خوردگی در پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی حیاتی است. انتخاب بین روش‌های آند قربانی و جریان تحت تاثیر شرایط محیطی (خاک، آب دریا، مواد شیمیایی)، که با پوشش‌ها و سیستم‌های نظارت تکمیل می‌شود تا سیستم‌های حفاظتی کامل را تشکیل دهند، بستگی دارد. کاربرد مناسب هزینه های نگهداری را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و از نشت/خاموش شدن ناشی از خوردگی جلوگیری می کند.