Чугун с високо съдържание на силиций срещу MMO – Практически опит при избора на материал за аноден кладенец

Чугун с високо съдържание на силиций срещу MMO – Практически опит при избора на материал за аноден кладенец

През годините на проектиране на катодна защита, когато се появи проект за анод с дълбоки кладенци, първият въпрос, който клиентът задава, обикновено е: „Дайте ми препоръка – нещо рентабилно“. Второто е: "Трябва ли да използваме чугун с високо съдържание на силиций или MMO?" Ако трябва да бъда честен, не можете просто да отговорите на тези наум. Зависи от условията на обекта, бюджета и преди всичко колко години очаквате да издържи системата.

В момента на пазара има две основни семейства анодни материали за дълбоки кладенци: чугун с високо съдържание на силиций и титан с покритие от смесен метален оксид (накратко MMO). Единият е старата школа, труден и евтин; другият е по-нов, по-дълготраен и по-скъп. Нека да ги разгледаме подробно въз основа на опит от реалния свят.

Чугун с високо съдържание на силиций – работният кон

Чугунът с високо съдържание на силиций обикновено съдържа 14,5% до 17% силиций – диапазон, който е разработван в продължение на десетилетия. По-малко силиций и няма да устои добре на корозия; повече силиций и става твърде крехък. По време на работа той развива върху повърхността си пасивен филм от силициев диоксид, който действа като броня. Може да се справи с киселинни среди до pH 1–4 и концентрации на хлориди до около 500 ppm. Но ако го поставите в силни основи или солени почви с високо съдържание на хлорид, той се бори.

Електрически, стандартен анод от чугун с високо съдържание на силиций (Φ50 × 1000 mm) осигурява около 1,5 до 2 A изход, с разход от приблизително 0,05–0,2 kg/(A·год). Проектният живот обикновено е 15 до 20 години. И е наистина евтин – предварително опакована единица струва около 300 юана. За средно големи станции и регионална защита първоначалният инвестиционен натиск е нисък и технологията е достатъчно зряла, за да може всеки строителен екип да я инсталира.

Недостатък е неговата плътност на тока – около 10–15 A/m². Ако трябва да защитите няколко десетки километра тръбопровод, ще ви трябват много аноди и с нарастването на броя на кладенците общата цена може да не остане ниска.

MMO аноди – титаниева основа, покритие от благороден метал, създадени да издържат

MMO (смесен метален оксид) анодиhttp://dinoer-anodes.comизползвайте титанов субстрат, покрит с тънък слой оксиди на благородни метали като иридий, тантал или платина. Покритието е с дебелина само няколко микрона, но каталитичната му активност е изключително висока. Допустимата работна плътност на тока може да достигне 50–80 A/m² – четири или пет пъти повече от тази на чугуна. Разходът е удивително нисък – около 2 mg/(A·yr), почти незначителен. Проектираният живот започва от 20 години, а добре направените могат да достигнат 50 години.

При проект за пустинно газово находище в Синдзян използвахме предварително опаковани MMO аноди за дълбоки кладенци. Единичен анод доставя около 15 A, а единичен кладенец защитава близо 60 км тръбопровод. С чугун с високо съдържание на силиций щяхме да имаме нужда от поне четири или пет кладенеца – и след сумиране на разходите за сондиране и последваща поддръжка, решението с чугун щеше да бъде по-скъпо.

Разбира се, първоначалната цена на MMO анод е няколко пъти по-висока от чугуна с високо съдържание на силиций. Предварително опакован MMO анод за дълбок кладенец (обикновено 2 до 4 тръбни анода, свързани последователно в стоманен корпус, 273 mm в диаметър, 10 до 30 метра дължина) може лесно да струва над десет хиляди юана. Но през целия жизнен цикъл – особено за ключови проекти, проектирани за двадесет или повече години – MMO често излиза по-евтино, защото почти никога не се налага да го сменяте и консумацията му на енергия е по-ниска.

Как да избера – основните правила, които използвам

Първо, погледнете почвата. Ако съпротивлението е под 100 Ω·m, хлоридите са ниски и pH е неутрално до леко кисело, чугунът с високо съдържание на силиций е напълно подходящ. Ако се намирате в пустиня, Гоби, алкална земя с висока соленост или крайбрежен район, където съпротивлението е високо или съдържанието на сол е високо, предимствата на MMO стават ясни – ниското му поляризационно напрежение означава, че се нуждае от по-малко захранващо напрежение за същата защита, спестявайки електроенергия.

Второ, погледнете необходимия експлоатационен живот. Ако собственикът каже: „Този ​​тръбопровод ще се използва само петнадесет години, след което може да бъде пренасочен или изведен от експлоатация“, тогава чугунът е разумен избор. Ако това е национална магистрала, която няма да бъде изкопана поне тридесет години, трябва да отидете с MMO – в противен случай след петнадесет години ще трябва да се върнете и да добавите нови кладенци, а дотогава теренът може да е бил павиран или зает от други съоръжения, което прави пробиването невъзможно.

Трето, помислете за обхвата на защита. Тръбопроводите на дълги разстояния се простират на десетки или стотици километри – един MMO кладенец има много по-голям защитен радиус, което може драстично да намали броя на кладенците, косвено спестявайки разходи за придобиване на земя, сондиране и обратно насипване. За няколко километра тръби вътре в станция или няколко групи резервоари, чугунените кладенци често са по-икономични.

Това не е черно-бял избор. Обичайният ми подход е да направя анализ на разходите през жизнения цикъл, като вземам предвид първоначалната инвестиция, оперативните разходи за захранване, разходите за поддръжка и подмяна и рисковите загуби – след това оставете числата да говорят. Но в крайна сметка, без значение кой материал изберете,все още се нуждаете от добри практики за инсталиране. Лошо инсталиран страхотен анод е загуба на пари.