حفاظت کاتدی
2022-04-18
اجزای اصلی یک سیستم حفاظت کاتدی
2022-04-18

پرداختن به تمام الزامات و پارامتر های انتخاب نوع سیستم حفاظت کاتدی برای تمام تجهیزاتی که میتواند تحت شمول حفاظت کاتدی قرار گیرد موضوع بحث این بخش نیست . آنچه در این قسمت مورد توجه است سیستم حفاظت کاتدی مورد استفاده برای خطوط لوله است . خطوط لوله را میتوان به دو بخش خطوط خشکی و خطوط دریایی طبقه بندی کرد . این دو بخش  تکنولوژی ها نکات فنی اجرا نگهداری و همچنین الکترولیت (محیط ) مختلفی دارند .

از منظر تکنیکی و با توجه به محدود بودن فاصله اثر گذاری و مدت عمر طبیعی یک سیستم حفاظت کاتدی فداشونده از این روش در خشکی به عنوان یک روش برای برای مسافت های کوتاه یا موقت استفاده می شود اما برای خطوط دریایی از سیستم آند های فداشونده به عنوان روش اصلی و متداول استفاده میشود . نکته قابل توجه برای خطوط دریایی عدم دسترسی به محل های استقرار سیستم های اعمال جریان است که مزیت نسبی بالای آندهای فداشونده گزینه ای دیگر در عمل باقی نگذاشته است بجز موارد خاص نظیر تعمیرات و ایجاد سیستم های تکمیلی  سازه موجود .

خطوط لوله در خشکی را نیز میتوان به سه بخش عمده تقسیم بندی کرد :

  1. خطوط لوله انتقال (معمولا سایز های متوسط و بالا داشته و طول های چند کیلومتری دارند)
  2. خطوط لوله فرایند (سایز لوله متنوع و داخل مجتمع های مختلف است )
  3. خطوط و قطعات کوچک .

برای خطوط لوله خشکی توصیه شده است برای جلوگیری از خسارت ناشی از تاخیر در را اندازی سیستم دائم از سیستم موقت یا سیستم آند فداشونده استفاده شود اما به عنوان روش اصلی از روش حفاظت کاتد اعمال جریان استفاده میشود . در خطوط لوله انتقال با توجه به محدود بودن منابع تامین جریان و طول زیاد از بستر هایی استفاده میشود که اصطلاحا بستر دور (Remote) نامیده میشود .در عمل بستر دور میتواند چاه عمیق و یا بستر های سطحی کم عمق با چند آند باشد . این بستر های تقریبا در بینهایت فیزیکی دور از خط لوله قرار میگیرند و جابجایی چند متری بستر اثری در عملکرد بستر از منظر خط لوله ندارد. از پارامتر های اصلی اثر گذار در برد یا فاصله تحت پوشش این نوع بسترها مقاومت پوشش لوله مقاومت مسیر جریان الکتریکی (دراینجا مقاومت الکتریکی جداره لوله ) و مقاومت خاک (الکترولیت) است. یک بستر دور معمولا میتواند چند ده کیلومتر خط لوله انتقال را پوشش دهد . در شکل زیر شماتیک بستر دور به تصویر کشیده شده است .

تصویری از یک ایستگاه حفاظت کاتدی که برای یک خط انتقال مورد استفاده قرار گرفته آورده شده است. در این تصویر ترانسفورمر رکتیفایر حفاظت کاتدی و باکس ها مثبت و منفی و باکس  AC ورودی ترانسفورمررکتیفایر مشخص است در گوشه جلویی تصویر یک محفظه بتنی مشخص است که مربوط به چاه آندی می باشد . همانطور که در بالا توضیح داده شد این نوع چاه یک بستر دور در نظر گرفته میشود . ضمنا یاد آور می شود برای حفاظت بهتر به صورت متداول بر روی این محفظه بتنی یک دریچه فلزی نیز نصب میگردد.

در بستر های نزدیک Close))که در مقابل مفهوم دور استفاده میشود خط لوله مورد حفاظت تحت اثر میدان الکتریکی اطراف آند می باشد و جا بجایی آند ها میتواند اثر شدیدی بر پروفیل پتانسیل اعمالی روی خط داشته باشد . در این بستر ها اگرچه مقاومت خاک پارامتر تعیین کننده است اما شکل و مختصات بستر نیز تعیین کننده است . بستر های نزدیک میتوانند اشکال متعددی داشته باشند از آند های تکی کنار لوله تا آند های وایری یا پلیمری های رسانا .

آند های تکی میتوانند برای پوشش چند ده متر مورد استفاده قرار گیرند و آندهای وایری در تمام مسیر لوله در کنار خط لوله و در یک پشت بند هستند . شماتیک بستر سطحی نزدیک با فرض آند تکی در عمق کم درشکل زیر آورده شده است.

در طراحی صورت گرفته در دهه های گذشته به کررات مشاهده میشود از بستر دور ( چاه یا بستر سطحی ) برای خطوط لوله داخل پالایشگاه ها یا مجتمع ها استفاده شده است .اگر چه این روش از منظر اصو حفاظت کاتدی مشکلی ندارند اما تجارب متعدد نشان داده است که بهترین نوع سیستم دائم برای چیدمان خطوط لوله در داخل مجتمع های ترکیب بستر دور با بستر های نزدیک یا خود بستر های نزدیک به تنهایی است . علت استفاده بستر نزدیک به صورت طرح کلی حفاظت و یا ترکیبی با بستر دور نزدیک بودن سطح مورد حفاظت با نقاطی که ناخواسته جذب جیان بالا (ویا نشت جریان حفاظت بالایی ) دارند است .نقاط جذب جریان بالای نا خواسته متوانند شبکه ارتینگ و یا فوندانسیون تجهیزات و سازه ها باشند . در حالی که در خطوط لوله انتقال این مسئله وجود نداشته و یا بسیار ناچیز است و به راحتی میتوان از سیستم بستر دور استفاده نمود . بستر دور (چاهی)و بستر نزدیک در داخل یک مجتمع باهم مقایسه شده است .

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است بستر دور به علت قرار گرفتن در بی نهایت فیزیکی از خط لوله فوندانسون های بتنی ( که دارای میلگردهای متعدد هستند ) و شبکه ارت که رسانایی بالایی دارند و سازه مورد حفاظت را به یک شکل دیده و جریان به سمت آنها به راحتی هدایت می شود . در صورتی که جریان تزریقی از بستر نزدیک در یک چیدمان صحیح میتواند بر این مشکل غلبه کند .

از سوی دیگر مثالهای عملی وجود دارد که نشان میدهد بستر های نزدیک در داخل مناطق بتنی (Pave) ویا بسیار نزدیک به شبکه ارت نیز نتوانسته است جریان مناسب برای پلاریزه سازه های مدفون (خطوط لوله )را تامین نماید. صرف نزدیک بودن بستر و فاصله کم نیز تضمین رسیدن درست و کامل جریان نیست و میبایست به جنبه ها و معارضات دیگر نیز توجه شود .

لازم به ذکر است در طراحی بستر نزدیک و با توجه به تکنولوژی مورد استفاده مانند آندهای تکی یا آندهای وایری میبایست در حداقل فاصله صحیح از خط لوله دقت نمود. نزدیکی بیش از حد میتواند به مشکل جدایش کاتدی (Cathodic Disbondment) منجر شود . برای خطوط کوتاه و مقطعی اولین گزینه اقتصادی استفاده از سیستم های فدا شونده و یا سیستم اعمال جریان کوچک با تعداد انگشت شمار آند است . این نوع حفاظت در برخی موارد حفاظت کاتدی موضعی (Localized Cathodic Protection)نامیده میشود .

دیدگاه ها بسته شده است