Lijevano željezo s visokim sadržajem silicija naspram MMO-a – Praktično iskustvo u odabiru materijala za anodu dubokih bušotina

Lijevano željezo s visokim sadržajem silicija naspram MMO-a – Praktično iskustvo u odabiru materijala za anodu dubokih bušotina

Tijekom godina rada na projektiranju katodne zaštite, kad god se pojavi projekt anode duboke bušotine, prvo pitanje koje klijent postavi obično je: "Dajte mi preporuku – nešto isplativo." Drugi je: "Trebamo li koristiti lijevano željezo s visokim sadržajem silicija ili MMO?" Da budem iskren, ne možete odgovoriti na njih samo na pamet. Ovisi o uvjetima lokacije, proračunu i iznad svega o tome koliko godina očekujete da će sustav trajati.

Trenutačno na tržištu postoje dvije glavne obitelji anodnih materijala za duboke bušotine: lijevano željezo s visokim sadržajem silicija i titan presvučen miješanim metalnim oksidom (skraćeno MMO). Jedan je staromodni, čvrst i jeftin; drugi je noviji, dugotrajniji i skuplji. Prođimo kroz njih detaljno, na temelju iskustva iz stvarnog svijeta.

Lijevano željezo s visokim sadržajem silicija – radni konj

Lijevano željezo s visokim sadržajem silicija obično sadrži 14,5% do 17% silicija – raspon koji se razvijao desetljećima. Manje silicija i neće se dobro oduprijeti koroziji; više silicija i postaje previše krt. Tijekom rada na svojoj površini stvara pasivni film silicijevog dioksida koji djeluje poput oklopa. Može se nositi s kiselim okruženjima do pH 1–4 i koncentracijama klorida do oko 500 ppm. Ali ako ga stavite u jake lužine ili slana tla s visokim udjelom klorida, muči se.

Električno gledano, standardna anoda od lijevanog željeza s visokim sadržajem silicija (Φ50×1000 mm) daje oko 1,5 do 2 A izlaza, s potrošnjom od otprilike 0,05–0,2 kg/(A·god). Životni vijek dizajna je obično 15 do 20 godina. I stvarno je jeftin – unaprijed zapakirana jedinica košta oko 300 juana. Za stanice srednje veličine i regionalnu zaštitu početni pritisak ulaganja je nizak, a tehnologija je dovoljno zrela da je može instalirati svaka građevinska ekipa.

Loša strana je njegova gustoća struje – oko 10–15 A/m². Ako trebate zaštititi nekoliko desetaka kilometara cjevovoda, trebat će vam mnogo anoda, a kako broj bušotina raste, ukupni trošak možda neće ostati nizak.

MMO anode – baza od titana, presvlaka od plemenitog metala, napravljena da traje

MMO (miješani metalni oksid) anodehttp://dinoer-anodes.comkoristite podlogu od titana presvučenu tankim slojem oksida plemenitih metala kao što su iridij, tantal ili platina. Premaz je debeo samo nekoliko mikrona, ali je njegova katalitička aktivnost izuzetno visoka. Dopuštena radna gustoća struje može doseći 50–80 A/m² – četiri ili pet puta više od lijevanog željeza. Stopa potrošnje je zapanjujuće niska – oko 2 mg/(A·god), gotovo zanemariva. Život dizajna počinje od 20 godina, a oni dobro izrađeni mogu doseći 50 godina.

Na projektu pustinjskog plinskog polja u Xinjiangu koristili smo unaprijed zapakirane MMO anode za duboke bušotine. Jedna je anoda isporučila oko 15 A, a jedna je bušotina zaštitila gotovo 60 km cjevovoda. S lijevanim željezom s visokim sadržajem silicija trebalo bi nam najmanje četiri ili pet bušotina – a nakon zbrajanja troškova bušenja i naknadnog održavanja, rješenje od lijevanog željeza bilo bi skuplje.

Naravno, početni trošak MMO anode je nekoliko puta veći od lijevanog željeza s visokim sadržajem silicija. Unaprijed zapakirana MMO anoda za duboke bušotine (obično 2 do 4 cjevaste anode povezane u seriju unutar čeličnog kućišta, promjera 273 mm, dužine 10 do 30 metara) može lako koštati više od deset tisuća juana. Ali tijekom punog životnog ciklusa – posebno za ključne projekte dizajnirane za dvadeset ili više godina – MMO često završi jeftinije, jer ga gotovo nikad ne morate mijenjati i njegova je potrošnja energije manja.

Kako odabrati – praktična pravila koja koristim

Prvo, pogledajte tlo. Ako je otpornost ispod 100 Ω·m, kloridi su niski, a pH je neutralan do blago kiseo, lijevano željezo s visokim sadržajem silicija savršeno je odgovarajuće. Ako se nalazite u pustinji, Gobiju, alkalnim zemljištima visokog saliniteta ili obalnom području gdje je otpor visok ili je sadržaj soli visok, prednosti MMO-a postaju jasne – njegov niski polarizacijski napon znači da mu treba manji pogonski napon za istu zaštitu, štedeći električnu energiju.

Drugo, pogledajte potrebni vijek trajanja. Ako vlasnik kaže: "Ovaj će se cjevovod koristiti samo petnaest godina, a onda bi se mogao promijeniti ili staviti izvan pogona", tada je lijevano željezo razuman izbor. Ako se radi o nacionalnom magistralnom vodu koji neće biti iskopan najmanje trideset godina, morate krenuti s MMO-om – inače ćete se nakon petnaest godina morati vratiti i dodati nove bušotine, a do tada je tlo možda već popločano ili zauzeto drugim objektima, čineći bušenje nemogućim.

Treće, razmotrite raspon zaštite. Dugi cjevovodi se protežu desecima ili stotinama kilometara – jedna MMO bušotina ima mnogo veći radijus zaštite, što može dramatično smanjiti broj bušotina, neizravno uštedjeti na troškovima otkupa zemljišta, bušenja i zatrpavanja. Za nekoliko kilometara cijevi unutar stanice ili nekoliko skupina spremnika, bunari od lijevanog željeza često su ekonomičniji.

Ovo nije crno-bijeli izbor. Moj uobičajeni pristup je provođenje analize troškova životnog ciklusa, uzimajući u obzir početno ulaganje, operativne troškove energije, troškove održavanja i zamjene te gubitke rizika – onda neka govore brojke. Ali na kraju, bez obzira koji materijal odaberete,i dalje vam je potrebna dobra praksa instalacije. Odlična anoda koja je loše postavljena je bacanje novca.