เหล็กหล่อซิลิคอนสูงเทียบกับ MMO – ประสบการณ์เชิงปฏิบัติในการเลือกใช้วัสดุแอโนดบ่อลึก

เหล็กหล่อซิลิคอนสูงเทียบกับ MMO – ประสบการณ์เชิงปฏิบัติในการเลือกใช้วัสดุแอโนดบ่อลึก

ตลอดหลายปีที่ผ่านมาของการออกแบบการป้องกันแคโทด เมื่อใดก็ตามที่มีโครงการแอโนดสำหรับบ่อลึกเกิดขึ้น คำถามแรกที่ลูกค้าถามคือ: "ให้คำแนะนำแก่ฉันหน่อย – บางอย่างที่คุ้มค่า" ประการที่สองคือ: "เราควรใช้เหล็กหล่อที่มีซิลิคอนสูงหรือ MMO หรือไม่" พูดตามตรง คุณไม่สามารถตอบคนเหล่านั้นโดยที่ไม่คิดอะไรได้ ขึ้นอยู่กับสภาพของสถานที่ งบประมาณ และเหนือสิ่งอื่นใด คุณคาดว่าระบบจะมีอายุการใช้งานกี่ปี

ปัจจุบัน วัสดุแอโนดบ่อลึกมีอยู่สองกลุ่มหลักในตลาด ได้แก่ เหล็กหล่อที่มีซิลิคอนสูงและไทเทเนียมเคลือบออกไซด์ของโลหะผสม (เรียกสั้น ๆ ว่า MMO) แบบหนึ่งเป็นแบบเก่า ทนทาน และราคาถูก; อีกอันหนึ่งใหม่กว่า ใช้งานได้ยาวนานกว่า และมีราคาแพงกว่า เรามาดูรายละเอียดเหล่านี้กันโดยอิงจากประสบการณ์จริง

เหล็กหล่อซิลิกอนสูง – ประสิทธิภาพสูง

เหล็กหล่อที่มีซิลิคอนสูงมักประกอบด้วยซิลิคอน 14.5% ถึง 17% ซึ่งเป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีมานานหลายทศวรรษ ซิลิคอนน้อยลงและไม่สามารถต้านทานการกัดกร่อนได้ดี ซิลิคอนมากขึ้นและจะเปราะเกินไป ในระหว่างการทำงาน มันจะพัฒนาฟิล์มพาสซีฟซิลิคอนไดออกไซด์บนพื้นผิวซึ่งทำหน้าที่เหมือนเกราะ สามารถจัดการกับสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดได้จนถึง pH 1–4 และความเข้มข้นของคลอไรด์สูงถึงประมาณ 500 ppm แต่ถ้าคุณใส่ในดินที่มีความเป็นด่างสูงหรือดินเค็มที่มีคลอไรด์สูง มันก็จะประสบปัญหา

ในทางไฟฟ้า แอโนดเหล็กหล่อซิลิกอนสูงมาตรฐาน (Φ50×1,000 มม.) ให้เอาต์พุตประมาณ 1.5 ถึง 2 A โดยมีอัตราการใช้ประมาณ 0.05–0.2 กก./(A·yr) อายุการออกแบบโดยทั่วไปคือ 15 ถึง 20 ปี และราคาถูกจริง ๆ โดยตัวเครื่องแบบบรรจุล่วงหน้ามีราคาประมาณ 300 หยวน สำหรับสถานีขนาดกลางและการป้องกันในระดับภูมิภาค แรงกดดันในการลงทุนเริ่มแรกนั้นต่ำ และเทคโนโลยีก็มีความสมบูรณ์เพียงพอที่ทีมงานก่อสร้างจะสามารถติดตั้งได้

ข้อเสียคือความหนาแน่นกระแส – ประมาณ 10–15 A/m² หากคุณต้องการปกป้องท่อส่งน้ำมันหลายสิบกิโลเมตร คุณจะต้องมีแอโนดจำนวนมาก และเมื่อจำนวนบ่อเพิ่มขึ้น ต้นทุนรวมก็อาจไม่ต่ำ

แอโนด MMO – ฐานไทเทเนียม เคลือบโลหะหรูหรา สร้างมาให้มีอายุการใช้งานยาวนาน

แอโนด MMO (โลหะผสมออกไซด์)http://dinoer-anodes.comใช้พื้นผิวไทเทเนียมที่เคลือบด้วยชั้นบางๆ ของโลหะมีตระกูลออกไซด์ เช่น อิริเดียม แทนทาลัม หรือแพลทินัม สารเคลือบมีความหนาเพียงไม่กี่ไมครอน แต่มีฤทธิ์เร่งปฏิกิริยาสูงมาก ความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าในการทำงานที่อนุญาตสามารถสูงถึง 50–80 A/m² ซึ่งเป็นสี่หรือห้าเท่าของเหล็กหล่อ อัตราการบริโภคต่ำอย่างน่าประหลาดใจ – ประมาณ 2 มก./(A·yr) ซึ่งแทบไม่มีนัยสำคัญเลย ชีวิตการออกแบบเริ่มต้นที่ 20 ปี และชีวิตการออกแบบที่ดีอาจมีอายุได้ถึง 50 ปี

ในโครงการแหล่งก๊าซทะเลทรายในซินเจียง เราใช้ขั้วบวกของบ่อลึก MMO ที่บรรจุหีบห่อไว้ล่วงหน้า แอโนดเดี่ยวส่งกระแสไฟประมาณ 15 A และไปป์ไลน์ที่มีการป้องกันอย่างดีระยะทางเกือบ 60 กม. ด้วยเหล็กหล่อที่มีซิลิคอนสูง เราจำเป็นต้องมีบ่ออย่างน้อยสี่หรือห้าบ่อ และหลังจากบวกค่าใช้จ่ายในการขุดเจาะและการบำรุงรักษาในภายหลังแล้ว สารละลายเหล็กหล่อก็จะมีราคาแพงกว่า

แน่นอนว่าราคาเริ่มต้นของขั้วบวก MMO นั้นสูงกว่าเหล็กหล่อซิลิคอนสูงหลายเท่า แอโนดบ่อลึก MMO บรรจุหีบห่อล่วงหน้า (โดยทั่วไปจะมีแอโนดแบบท่อ 2 ถึง 4 ตัวเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมภายในโครงเหล็ก เส้นผ่านศูนย์กลาง 273 มม. ยาว 10 ถึง 30 เมตร) มีราคาสูงกว่าหนึ่งหมื่นหยวนได้อย่างง่ายดาย แต่ตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด – โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโปรเจ็กต์สำคัญที่ออกแบบมาเป็นเวลายี่สิบปีขึ้นไป – MMO มักจะจบลงด้วยราคาถูกลง เพราะคุณแทบจะไม่ต้องเปลี่ยนมันเลยและการใช้พลังงานก็ลดลงด้วย

วิธีเลือก – กฎทั่วไปที่ฉันใช้

ก่อนอื่นให้ดูที่ดิน หากความต้านทานต่ำกว่า 100 Ω·m คลอไรด์จะต่ำ และ pH เป็นกลางถึงเป็นกรดเล็กน้อย เหล็กหล่อที่มีซิลิคอนสูงก็เพียงพอแล้ว หากคุณอยู่ในทะเลทราย โกบี ดินอัลคาไลที่มีความเค็มสูง หรือพื้นที่ชายฝั่งทะเลที่มีความต้านทานสูงหรือมีปริมาณเกลือสูง ข้อดีของ MMO จะชัดเจนขึ้น เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าโพลาไรเซชันที่ต่ำหมายความว่าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อนน้อยลงเพื่อการป้องกันแบบเดียวกัน ซึ่งช่วยประหยัดไฟฟ้า

ประการที่สอง ดูอายุการใช้งานที่ต้องการ หากเจ้าของบอกว่า "ไปป์ไลน์นี้จะใช้งานแค่สิบห้าปีเท่านั้น ก็อาจเปลี่ยนเส้นทางหรือเลิกใช้งาน" เหล็กหล่อก็เป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผล หากเป็นแนวลำต้นระดับชาติที่จะไม่ถูกขุดขึ้นมาเป็นเวลาอย่างน้อยสามสิบปี คุณต้องเลือกใช้ MMO มิฉะนั้น หลังจากผ่านไปสิบห้าปี คุณจะต้องกลับมาเพิ่มบ่อน้ำใหม่ และเมื่อถึงเวลานั้นพื้นดินอาจถูกปูทับหรือถูกครอบครองโดยสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ ทำให้การขุดเจาะเป็นไปไม่ได้

ประการที่สาม พิจารณาช่วงการป้องกัน ท่อส่งทางไกลวิ่งเป็นระยะทางหลายสิบหรือหลายร้อยกิโลเมตร – หลุม MMO เดียวมีรัศมีการป้องกันที่ใหญ่กว่ามาก ซึ่งสามารถลดจำนวนหลุมได้อย่างมาก ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนทางอ้อมสำหรับการซื้อที่ดิน การขุดเจาะ และการถมกลับ ท่อเหล็กหล่อมักจะประหยัดกว่าสำหรับการใช้ท่อภายในสถานีภายในสถานีหรือกลุ่มถังไม่กี่กิโลเมตร

นี่ไม่ใช่ตัวเลือกขาวดำ แนวทางปกติของฉันคือการวิเคราะห์ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน โดยคำนึงถึงการลงทุนเริ่มแรก ต้นทุนพลังงานในการดำเนินงาน ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและเปลี่ยนทดแทน และการสูญเสียความเสี่ยง จากนั้นปล่อยให้ตัวเลขเป็นตัวพูด แต่สุดท้ายแล้วไม่ว่าคุณจะเลือกวัสดุอะไรก็ตามคุณยังต้องมีแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งที่ดี ขั้วบวกที่ดีที่ติดตั้งไม่ดีจะทำให้เสียเงิน