Примена технологије катодне заштите у лучким терминалима

Технологија катодне заштите (ЦП) је критична техника против корозије у лучкој и пристанској индустрији, која се првенствено користи за заштиту металних конструкција као што су челични шипови, челични шипови, челични шипови, челичне капије, нафтоводи и темељи-морских мостова од електрохемијске корозије у морској води, зонама плиме и осеке и тла. Лучки објекти су хронично изложени сложеним корозивним срединама које карактеришу високи салинитет, влажност, наизменични влажни-суви услови и биообраштање. Катодна заштита, у комбинацији са -премазима против корозије, значајно продужава век трајања конструкције (обично пројектован за преко 50 година).

1. Зоне корозије

Корозивна окружења у лукама и пристаништима су подељена у следеће зоне на основу локације:

• Потопљена зона: Трајно урањање у морску воду са стопама корозије на које утичу растворени кисеоник, салинитет, температура и морски организми.
• Зона плиме и осеке: наизменични влажни-суви услови који изазивају корозију ћелија концентрације кисеоника, са највећом стопом корозије (до 0,5 мм/годишње).
• Зона прскања: Поновљени удари таласа и прскања, показујући другу{0}}највећу стопу корозије после зоне плиме и осеке.
• Атмосферска зона: Слана магла и УВ зрачење убрзавају деградацију и љуштење премаза.

2. Примарни облици корозије

• Електрохемијска корозија: контакт метала-електролита (морска вода/земља) који формира ћелије корозије.
• Корозија пукотина: Накупљање корозивних медија на спојевима између челичних шипова, блатобрана и вијака.
• Корозија са микробиолошким утицајем (МИЦ): Бактерије{0}}смањујуће сулфате (СРБ) убрзавају локализовану корозију.
• Корозија лутајућих струја: Електричне сметње од лучких електроенергетских система или пловила.

Две примарне ЦП методе се користе у лукама и пристаништима, које се бирају на основу типа структуре, услова околине и исплативости{0}}:

1. Жртвена анода ЦП (САЦП)

Пријаве:

• Шипови од челичних цеви/шипови: аноде заварене или причвршћене директно на површине шипова.
• Челичне капије/брабобрани: Аноде су равномерно распоређене на обе стране капија или на унутрашњим површинама браника.
• Мали пристаништа/привремени објекти: Једноставна инсталација без спољног напајања.

Материјали аноде:

• Аноде од алуминијумске легуре: Висока струјна ефикасност (85%~90%) и капацитет, погодне за морску воду.
• Аноде од легуре цинка: Стабилне перформансе са 90%~95% тренутне ефикасности у морској води/седименту.

Разматрање дизајна:

а. Густина струје заштите:

• Потопљена зона: 80-120 мА/м²
• Зона плиме и осеке: 150-200 мА/м² (захтева повећану густину аноде)
• Подземна зона: 20-25 мА/м²

б. Распоред аноде:

• Расподела по ободу на шиповима, фокусирајући се на зоне плиме и осеке и испод блатних линија.
• Segmented arrangement for long piles (>30м) за балансирање расподеле струје.

2. Импресионирани тренутни ЦП (ИЦЦП)

Пријаве:

• Велики терминали (нпр. ЛНГ/контејнерски терминали): Висока тренутна потражња за широком покривеношћу.
• Сложене структуре (нпр. попречни-морски мостови, цевоводи): Захтева динамичко прилагођавање струје.
• Окружена{0}}окружења са великом отпорношћу (нпр. песковита тла или слатководна подручја).

Системске компоненте:

а. Материјали аноде:

• Mixed Metal Oxide (MMO) anodes: Current density up to 600 A/m², >25-годишњи животни век.
• Аноде племенитих метала (Пт/Нб): За високо корозивна окружења, али прескупе.

б. Напајање:

• Трансформаторски исправљачи: Аутоматски подешава излаз за одржавање -0,80~-1,10 В (у односу на Аг/АгЦл).
• Интегрисани даљински надзор: Подржава жичане/бежичне/РС485/мобилне мреже за пренос података-у реалном времену (излазна струја исправљача трансформатора, излазни напон, потенцијал катодне заштите, радни статус опреме и аларм за квар.) до центара у облаку/локалним контролним центрима. Паметни исправљачи омогућавају даљински рад/подешавање параметара.

ц. Референтне електроде:

• Морска вода: Аг/АгЦл или Зн електроде за праћење-у реалном времену.

Разматрање дизајна:

а. Распоред анодног кревета:

• Анодни слојеви на мору: распоређени на морском дну у близини фронтова терминала.

б. Тренутна оптимизација дистрибуције:

• Дистрибуиране аноде (нпр. ММО санке) за уклањање слепих зона.
• Софтвер Боундари Елемент Метход (БЕМ) за симулацију дистрибуције електричне струје. (нпр. Беаси, ЦОМСОЛ).

1. Међународни и национални стандарди

међународни:

• ИСО 15589-2-2012 Индустрија нафте, петрохемије и природног гаса – Катодна заштита система цевоводног транспорта Део 2: Приобални цевоводи
• НАЦЕ СП 0169 Контрола спољашње корозије на подземним или потопљеним металним цевоводним системима
• НАЦЕ СП0176-2007 Контрола корозије потопљених подручја трајно инсталираних челичних приобалних конструкција повезаних са производњом нафте
• ДНВ-РП-Б401-2021 дизајн катодне заштите
• ДНВГЛ-РП-Ф103-2016 Катодна заштита подморских цевовода галванским анодама

Кинески стандарди:

• ГБ/Т 35988-2018. Индустрија нафте и природног гаса – Катодна заштита подморских цевовода
• ЈТС 153-3-2007 Технички код за заштиту од корозије челичних конструкција у лучком инжењерству
• ЈТС 153-2015 Стандард за пројектовање издржљивости инжењерских конструкција водног транспорта
• ГЈБ 156А-2008 Пројектовање и уградња заштитне аноде за лучке објекте
• ГБ/Т 17005-2019 Општи захтеви за системе катодне заштите обалних грађевина са импресивном струјом

2. Комбиновани дизајн заштите

Премаз + ЦП синергија:

• Coatings (e.g., epoxy glass flake, polyurethane) as primary defense (>95% покривености).
• ЦП штити недостатке премаза (рупе, оштећења конструкције).

Потенцијална компатибилност:

• Избегавајте претерану{0}}заштиту (<-1.10 V) causing coating disbondment/hydrogen embrittlement.

3. Ублажавање лутајућих струја

Мере за одводњавање:

• Инсталирајте дренажне уређаје у погођеним подручјима.
• Изолујте прикључне{0}}копнене цевоводе помоћу изолационих прирубница.

• Нигерија ЛНГ (НЛНГ) Т7 терминал ЦП пројекат
• БАСФ (Гуангдонг) Интегрисани пројектни терминал за расуту течност
• Зхоусхан ЛНГ пријемни терминал и пројекат пристаништа за допуну горива (Зхејианг)
• Зхејианг Петроцхемицал 40 Мтпа (милиона тона годишње) Рафинирање-Интеграција хемикалија, фаза И течне хемикалије
• Хонг Конг ЛНГ терминал ЦП & РМС систем за надзор
• Матабари Цоал-Електрана на угљен пристаниште (Бангладеш)
• Лука Фуџоу Лука Сандуао Подручје луке Цхенг'ао Западна зона Инсталација пристаништа 1

1. Конвенционалне методе

Мерење потенцијала:

• Потопљени: Рониоци са преносивим референтним електродама.
• Зона плиме и осеке: фиксне електроде или сензори{0}}монтирани на дрону.

Потрошња аноде:

• Редовно мерење или спектроскопија електрохемијске импедансе (ЕИС) за преостали животни век.

2. Смарт Мониторинг Системс

Удаљене платформе:

• Праћење-у реалном времену излаза исправљача (струја, напон, цп потенцијал) и перформанси аноде (струја, потенцијал, температура) са даљинским преносом на сервер у облаку или контролни центар.
• АИ алгоритми за предвиђање животног века аноде и упозорења о корозији.

РОВс(Возило на даљинско управљање):

• Визуелна инспекција{0}}анода/премаза са дубоком водом.

1. Технички изазови

Сложеност животне средине:

• Покривеност муљем изазива заштиту анодне струје (захтева суспендоване аноде/пулсну струју).
• Услови у тропској луци убрзавају деградацију премаза.

Исплативост{0}:

• Високи почетни трошкови ИЦЦП-а (20-30% укупног буџета за заштиту од корозије) за велике терминале.

2. Иновације

Еколошки{0}}аноде:

• Легуре цинка без Цд-а, легуре Ал ниске{1}}не растварања за смањење загађења мора.

Обновљива енергија:

• ИЦЦП на соларни/ветар{0}}(нпр. пилот луке Кингдао Донгјиакоу).

Паметни премази:

• Самозарастајући премази (технологија микрокапсула) у синергији са ЦП.

ЦП технологија остаје витална за безбедност лучке инфраструктуре, захтевајући интегрисану анализу корозије, науку о материјалима и паметно праћење. Будући развој ће се фокусирати на еко-материјале, интелигентне системе и интеграцију обновљиве енергије како би се задовољили захтеви за дубоким-поморским терминалима и еколошки{3}}пријатељским лукама, покрећући глобални инжењеринг лука ка високој ефикасности, ниском нивоу угљеника и продужењу његовог века трајања.