Технологија катодне заштите (ЦП) у пројектима нафтних и гасних поља на мору

Технологија катодне заштите (ЦП, Цатходиц Протецтион) је кључна у пројектима нафтних и гасних поља на мору, првенствено се користи за спречавање електрохемијске корозије металних објеката (нпр. платформи, цевовода, подморске опреме) изложених морској води, муљу морског дна и зонама плиме и осеке.

Фиксне платформе на мору (јакна и горња страна)

• Ноге јакне: Потпорне структуре уроњене у морску воду и муљ морског дна.
• Цевасти спојеви омотача: Заварене површине склоне корозији.
• Горње потпорне конструкције: Потопљени делови.

Субсеа Пипелинес

• Цевоводи од угљеничног челика: Спољашњи зидови изложени морској води; унутрашњи зидови могу преносити корозивне медије (нпр. ЦО₂, Х2С).
• Изоловани цевоводи (нпр. цев-у-цеви): Захтевају специјализовани дизајн за спречавање катодне заштите.

Подморски производни системи

• Божићне јелке, колектори:-опрема високе вредности потопљена на дужи период-у морску воду.
• Премосници, успони: Подручја динамичког оптерећења подложна корозији од замора.

ФПСО (плутајуће производне јединице за складиштење и истовар)

• Труп: челичне плоче у контакту са морском водом.
• Баластни резервоари: Затворени влажни простори склони корозији.

Подводни каблови и системи уземљења

• Оклопни слојеви каблова: Метални оклопни слојеви захтевају заштиту од корозије.
• Електроде за уземљење анода: Спречите корозију лутајућих струја.

1. Жртвена анода ЦП (САЦП)

Применљиви сценарији:

• Окружење морске воде.
• Мале структуре или локализована заштита.
• Подморски објекти без напајања.

Уобичајени анодни материјали:

• Аноде од алуминијумске легуре: Најшире коришћене, погонски напон -1.1В (у односу на Аг/АгЦл), животни век 25-50 година.
• Аноде од легуре цинка: Погонски напон -1,05В, погодан за ниску-воду са ниском температуром или ниским салинитетом.

Методе инсталације:

• Заваривање или завртње (нпр. ноге платформе, цевоводи).
• Суспендована инсталација (нпр. ФПСО баластни танкови).

2. Импрессед Цуррент ЦП (ИЦЦП)

Применљиви сценарији:

• Велике структуре (нпр. ФПСО трупови, платформе на мору).
• Области велике-тренутне-потребе (нпр. оштра корозивна окружења или јако деградирани премази).
• Дубоководни пројекти (замена жртвене аноде је тешка).

Кључне компоненте:

Помоћне аноде:

• MMO anodes (Mixed Metal Oxide): Suitable for seawater, lifespan >20 година.
• Аноде од платине{0}}ниобијума: Висока струјна снага, отпорне на киселу средину.
• Трансформаторски исправљачи: Аутоматски подешава струју на основу повратне спреге референтне електроде.

Референтне електроде:

• Аг/АгЦл (морска вода): Најчешћи, стабилан и поуздан.
• Зн (сталне референтне електроде): Користи се у дубоководним или седиментним окружењима.

Методе инсталације:

• Дистрибуиране аноде (нпр. више анодних тачака на ФПСО труповима).
• Удаљени анодни слојеви (нпр. анодни низови за подморске цевоводе).
• Затегнуте аноде.

1. Заштита оффсхоре платформе

Жртвене аноде:

• Анодни блокови од алуминијумске легуре заварени на ноге плашта и цевасте спојеве.

Импресионирана струја:

• ММО аноде инсталиране на доњим деловима платформе за велике платформе.
• Референтне електроде постављене на критичним тачкама праћења.

2. Заштита подводних цевовода

Жртвене аноде:

• Аноде за наруквице од алуминијумске легуре причвршћене на цевоводе.
• За изоловане цевоводе су потребни анти-заштитни дизајни (нпр. специјализовани премази или распореди анода).

Импресионирана струја:

• Дубоководни цјевоводи користе удаљене анодне низове (нпр. подморска анодна лежишта).
• Оффсхоре платформе користе удаљене или затегнуте аноде.

3. Заштита подморског производног система

Божићне јелке/разводници:

• Аноде од легуре алуминијума директно монтиране на површине опреме.
• Стандардизовани анодни интерфејси (нпр. ИСО 15589-2).

скакачи:

• Жртвене аноде.

4. ФПСО заштита

труп:

• ИЦЦП системи са ММО анодама + референтним електродама од цинка-високе чистоће.
• Баластни резервоари користе суспендоване аноде од легуре алуминијума.

Системи за привез:

• Ланци и каблови заштићени жртвеним анодама.

1. Deepwater Environments (>1000m)

Проблеми:

• Ниске температуре и високи притисак смањују перформансе аноде.
• Тешко одржавање које захтева дуготрајне дизајне{0}.

Решења:

• Високоефикасне{0}}аноде од легуре алуминијума (нпр. Ал-Зн-Ин-Сн).
• ИЦЦП системи са високо поузданим платинским{0}}ниобијумским анодама.

2. Катодска заштита

Проблем:

• Изолациони слојеви или дебели премази блокирају струју да допре до металних површина.

Решења:

• Користите проводне премазе или локализоване голе металне дизајне.
• Избегавајте заштитне зоне у постављању аноде.

3. Динамичка оптерећења (нпр. успони, краткоспојници)

Проблем:

• Напони услед замора убрзавају корозију.

Решења:

• Флексибилне анодне траке (нпр. аноде за полимерне каблове).
• Оптимизујте дистрибуцију аноде да бисте смањили концентрацију напрезања.

4. Корозија под микробиолошким утицајем (МИЦ)

Проблем:

• Бактерије{0}}редуцирајуће сулфате (СРБ) напредују у седиментима морског дна.

Решења:

• Повећајте заштитни потенцијал (-0,95В у односу на Аг/АгЦл).
• Комбинујте са биоцидним третманима.

1. Потенцијално праћење:

• Редовне ронилачке или РОВ инспекције потенцијала платформе/цевовода.
• Инсталирајте трајне референтне електроде + регистраторе података (нпр. дубоководни пројекти).

2. Замена аноде:

• Замените жртвене аноде када остане маса<20% (via ROV or divers).
• Годишње провере ИЦЦП исправљача и потрошње анода.

1. Међународни стандарди:

• ИСО 15589-2: Индустрија нафте и природног гаса - Катодна заштита система цевоводног транспорта – Део 2: Цевоводи на мору.
• ДНВ-РП-Б401: Дизајн катодне заштите.
• НАЦЕ СП0176-2022: Контрола корозије потопљених подручја трајно инсталираних челичних приобалних конструкција повезаних са производњом нафте.

2. Кинески стандарди:

• СИ/Т 10008-2016: Контрола корозије за потпуно потопљене зоне фиксних Оффсхоре челичних производних структура нафте.
• СИ/Т 7699-2023: Катодна заштита за челичне конструкције на отвореном мору.

• Петробрас Будзиос-11 & Меро 4-11 Подморски производни систем поља нафте и гаса
• Пројекат развоја гасног поља ТПАО Сакариа Фаза И Подморски производни систем.
• ЦНООЦ Лингсхуи 17-2 & 25-1 Подморски цевовод за развој гасног поља.
• Нигер{0}}Пројекат катодне заштите извозног подморског цевовода у Бенину.
• Пројекат једноструког привезивања у Бангладешу и двоструког подморског цевовода.
• Увозни терминал за сирову нафту и пројекат подморског цевовода у луци Донгинг од 250.000 тона.
• ЦНООЦ Лингсхуи 17-2 Полупотопљена производна платформа за складиштење (ФПСО).
• Катар НОЦ Руиа нафтно поље за развој бушотинских платформи и подморских цевовода.

У пројектима нафте и гаса на мору, катодна заштита је основна технологија за превенцију корозије. Избор између метода жртвоване аноде и метода импресиониране струје зависи од дубине воде, окружења и типа структуре, допуњен РОВ мониторингом, материјалима дугог-века (нпр. ММО титанијумске аноде) и паметним контролним системима (нпр. трансформаторски исправљачи). Одговарајући дизајн продужава животни век постројења преко 30 година, значајно смањујући оперативне трошкове и ризике од цурења.