1. Chương 5: Chống ăn mòn cho đường ống và bể chứa dầu khí
5.1. Mở đầu
5.2. Vật liệu cho đường ống dầu khí
5.3. Chống ăn mòn bên ngoài cho đường ống biển
5.4. Chống ăn mòn bên trong cho đường ống dầu khí
5.5. Chống ăn mòn bên ngoài cho đường ống trên đất liền
5.6. Chống ăn mòn cho bể chứa dầu và khí lỏng: các loại bể chứa, vật liệu, các giải pháp chống ăn mòn
5.1. Mở đầu
Vấn đề ăn mòn là một trong những nguyên nhân chính gây ra hư hỏng đường ống.
Trong khi đó, sự an toàn đường ống biển có tầm quan trọng đặc biệt. Hư hỏng đường ống
dẫn tới tổn thất về con người, về kinh tế, và đặc biệt là ô nhiễm môi trường. Vì vậy, công
tác chống ăn mòn được quan tâm đặc biệt cả trong giai đoạn thiết kế lẫn thi công và vận
hành đường ống.
Môi trường gây ăn mòn đường ống bao gồm môi trường trong và ngoài ống. Môi
trường bên trong ống phụ thuộc trực tiếp vào thành phần chất truyền dẫn trong ống có
tính xâm thực cao hay thấp. Vận tốc và nhiệt độ dòng truyền dẫn cũng có ảnh hưởng trực
tiếp đến tốc độ ăn mòn. Các hợp chất lắng đọng tạo nên các hiện tượng gỉ sét trong ống
tạo điều kiện cho sự phát triển của quá trình ăn mòn cục bộ.
Để đường ống làm việc an toàn trong đời sống thiết kế, đường ống cần được bảo
vệ khỏi ăn mòn cả trong lẫn ngoài.
Một chất kết dính mạnh mẽ của lớp phủ bên ngoài trên toàn bộ chiều dài của
đường ống sẽ có xu hướng ngăn chặn sự ăn mòn. Tuy nhiên, luôn luôn có khả năng hư
hỏng lớp phủ đó trong quá trình vận chuyển hoặc trong khi lắp đặt.
Phương pháp bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh được sử dụng để ngăn chặn ăn mòn ở
những khu vực dễ bị hư hỏng.
5.2. Vật liệu cho đường ống dầu khí
- Ống thép C-Mn hàn (Welded C-Mn steel linepipe)
- Ống đúc liền (Seamless C-Mn steel linepipe)
- Ống thép phe rít - ô xtê nít (Ferritic-austenitic (duplex) steel)
- Các loại đường ống thép không gỉ và thép hợp kim niken.
Tài liệu tham khảo: DnV - Os-F101: “SUBMARINE PIPELINE SYSTEMS_2000”
5.3. Chống ăn mòn bên ngoài cho đường ống biển
5.3.1. Các lớp phủ bên ngoài ống
Lớp phủ đầu tiên bên ngoài ống được sử dụng để bảo vệ các đường ống chống ăn
mòn. Lớp phủ đơn được sử dụng khi các đường ống dẫn sau khi lắp đặt luôn ở trong điều
1/25

2. kiện tĩnh, ổn định theo phương ngang khi nằm trên nền đất như đất sét hoặc cát.
Các lớp phủ bổ sung được sử dụng bảo vệ thêm, làm tăng trọng
lượng để giúp cho đường ống vẫn giữ được ổn định ngang trên đáy biển, hoặc để tạo lớp
cách nhiệt. Lớp phủ nhiều lớp thường được sử dụng trong trường hợp môi trường bên
ngoài có xu hướng dễ dàng mang đi lớp phủ bên ngoài (ví dụ, đường ống nằm trên đỉnh
nền đá, trên vật liệu đá vôi, v.v.). Lớp cách nhiệt được sử dụng để duy trì nhiệt độ cao
của chất lỏng chảy bên trong so với nhiệt độ môi trường bên ngoài. Việc sử dụng lớp
phủ một lớp hoặc lớp phủ nhiều lớp tùy thuộc vào môi trường bên ngoài và hoặc vị
trí hoặc việc sử dụng đường ống dẫn,
Đường ống ở vùng nước sâu cần có các tính chất sau:
. Khả năng chống lại sự hấp thụ nước biển
. Khả năng chống lại các hóa chất trong nước biển
. Khả năng chống ăn mòn điện disbondment
. Độ bám dính vào bề mặt ống
. Tính linh hoạt
. Chịu được va động và sự mài mòn
. Độ bền thời tiết
. Khả năng tương thích với bảo vệ catốt.
Một lớp phủ đơn lớp có thể không thể cung cấp tất cả các tính chất thuộc tất cả các
điều kiện hoạt động của đường ống. Trong những trường hợp như vậy lớp phủ nhiều
lớp được sử dụng. Để lớp phủ bám dính tốt với ống thép, cần kiểm tra kỹ bề mặt đường
ống khi kết thúc quá trình sản xuất. Điều này là cần thiết vì trong một số trường hợp bề
mặt của đường ống đã hoàn thiện không thể chấp nhận thì có thể dẫn đến mất độ bám
dính của lớp phủ. Bước tiếp theo là áp dụng lớp phủ trong phân xưởng thực hiện việc
phủ ống theo phương pháp mà nhà sản xuất khuyến nghị.
1) Lớp phủ một lớp
Epoxy dính kết lỏng thường được chọn để phủ một lớp cho đường ống dẫn vùng
nước sâu. Các tính chất và yêu cầu về lớp phủ được thể hiện trong Bảng 1.
Đối với đường ống dẫn vùng nước sâu, nơi không có yêu cầu khác về các lớp
phủ bên ngoài, Epoxy dính kết lỏng thường được sử dụng. Đối với hầu hết các đường ống
vận chuyển dầu và khí việc sử dụng Epoxy dính kết lỏng là vô cùng hiệu quả. Lớp
phủ này có thể được sử dụng kết hợp với lớp bọc làm tăng trọng lượng bằng bê tông.
Bảng 1.
Lớp phủ một lớp
Loại lớp phủ Nhiệt độ tối đa (oC) Chiều dày trung Nhà sản xuất
bình của lớp phủ
(mils)
2/25

3. Epoxy dính kết 90 14÷18 Dupont, 3M, Lilly,
lỏng BASF, Jotun
Cùng với lớp phủ bê tông có thể sử dụng các loại lớp phủ khác như nhựa than
men và epoxy nhựa than đá và chúng được sử dụng khi nhiệt độ sản phẩm thấp hơn. Cả
hai loại lớp phủ này là lớp phủ bitum được gia cố bằng sợi thủy tinh. Tuy nhiên, hầu hết
các lớp phủ bitum không được khuyến khích bởi luật môi trường và sự giảm hiệu quả
(võng, nứt, thấm, và suy thoái hoá học).
Lợi thế việc phủ Epoxy dính kết lỏng bao gồm:
. Dễ dàng sửa chữa
. Dễ dàng áp dụng lớp phủ
. Độ bám dính cao với thép
. Tốt cho nhiệt độ làm việc của đường ống dẫn
Ở Mỹ và Anh, lớp phủ Epoxy dính kết lỏng được ưa dùng cho đường ống
dẫn ngoài biển.
2) Lớp phủ nhiều lớp
Bảng 2 liệt kê những sự lựa chọn phổ biến nhất có sẵn cho lớp phủ nhiều lớp cho
đường ống dẫn vùng nước sâu.
Lớp phủ Epoxy dính kết lỏng hai lớp được sử dụng khi có yêu cầu bảo vệ bổ sung
cho các lớp bên ngoài chẳng hạn như nhiệt độ cao, khả năng chống mài mòn, v.v.. Đối
với đường ống vùng nước sâu nhiệt độ cao của chất lỏng bên trong mất đi nhanh
chóng đạt nhiệt độ môi trường xung quanh trong vòng một vài dặm. Do đó, sự cần thiết
phải có một lớp phủ như vậy bị hạn chế cho SCRs tại khu vực tiếp đất nơi mà sự mài
mòn cao và lớp phủ bổ sung có sức kháng mài mòn cao được sử dụng. Hệ
thống Duval bao gồm một lớp bọc trên cơ sở cơ sở Epoxy dính kết lỏng (20 mils) được
dính kết với lớp phủ bằng polypropylene phủ (20 mils). Các lớp polypropylene đảm
bảo bảo vệ va chạm cơ khí.
3/25

4. 3) Lớp phủ 3 lớp.
Lớp phủ ba lớp polypropylene (PP) bao gồm một lớp epoxy, một lớp phủ nhựa
dẻo dính và chịu nhiệt và lớp polypropylene ở ngoài cùng. Polyethylene (PE) và polypro-
pylen (PP) là các lớp phủ dễ đúc. Các lớp phủ này được sử dụng bổ sung để chống ăn
mòn và thường được sử dụng cho các hệ thống động lực như risers xiên và nơi mà nhiệt
độ của chất lỏng bên trong là cao.
Lớp phủ đường ống này thường xuyên được sử dụng cho đường ống được lắp
đặt theo phương pháp quay tơ. Việc phủ mối liên kết tại hiện trường đối với hệ thống ba
lớp phủ là khó khăn hơn để áp dụng và phải mất một thời gian dài hơn.
Tuy nhiên, ở châu Âu, các lớp phủ PE và PP được ưa thích vì chúng có độ bền
cao trong môi trường điện, độ kín nước, độ dày, và yêu cầu dòng điện bảo vệ catốt rất ít.
4) Lớp bọc gia tải bằng bê tông
Lớp bọc gia tải bằng bê tông được sử dụng khi tính ổn định của đường
ống trên đáy biển được đặt ra. Hai loại mật độ phổ biến của bê tông được sử dụng
là 140lb/cu.ft và 190 lbs/cu.ft. Mật độ cao hơn đạt được bằng cách thêm quặng sắt vào
hỗn hợp bê tông. Gần đây, quặng sắt mật độ cao hơn đã được sử dụng để có được mật
độ bê tông khác nhau, 275-300 lbs/cu.ft cho các đường ống dẫn Ormen Lange ở
Biển Bắc.
5) Tổ chức Tiêu chuẩn với số kỹ thuật liên quan đến phủ ống
Các tổ chức chính ở Mỹ là:
. American Society of Testing Methods (ASTM)
. Steel Structures Painting Council (SSPC)
. National Association of Corrosion Engineers (NACE)
. National Bureau of Standards (NBS)
. International Organization for Standardization (ISO)
In Europe, the more common ones are:
. Det Norske Veritas (DnV)
. Deutsches Institut fur Nurmung (DIN)
. British Standards (BS)
. International Organization for Standardization (ISO)
5.3.2. Phương pháp bảo vệ catốt
1) Giới thiệu chung
Bảo vệ catốt là một phương pháp mà theo đó sự ăn mòn của kim loại cần bảo vệ
được ngăn ngừa. Có hai phương pháp chính của Bảo vệ catốt là các hệ thống
anốt galvanic (anốt hy sinh) và dòng điện cưỡng bức (dòng điện ngoài). Đối với đường
ống dẫn ngoài biển, hệ thống anode galvanic thường được sử dụng.
4/25

5. Ăn mòn là một phản ứng điện hóa có liên quan đến sự mất mát của kim loại. thực
tế, Điều này là do là bề mặt đường ống thép bao gồm các khu vực catốt và anốt phân bố
ngẫu nhiên, và nước biển là chất điện phân để tạo nên các pin galvanic. Điều này gây
ra các điện tử chảy từ một điểm khác đến, dẫn đến ăn mòn. Bằng cách kết nối một kim
loại có điện thế cao hơn với đường ống thép, nó có thể tạo ra một pin điện hóa, trong đó
kim loại có thế năng thấp hơn sẽ trở thành một catốt và được bảo vệ.
Lớp phủ đường ống là rào cản đầu tiên chống lại sự ăn mòn. Tuy nhiên, sau khi
phủ đường ống, quá trình vận chuyển và lắp đặt đường ống gây ra một số hư hỏng
cho lớp phủ. Bảo vệ catốt sử dụng một kim loại khác mà kim loại đó sẽ bị mất
điện tử nhiều hơn thép. Các kim loại chủ yếu được sử dụng như là anốt hy sinh là hợp
kim của nhôm và kẽm. Bằng cách gắn anốt của các kim loại này lên các đường
ống thép, thì khu vực thép có lớp phủ bị hư hỏng được bảo vệ khỏi sự ăn mòn.
Zinc anodes are not normally used in deepwater pipelines because they are less
efficient and therefore require a larger mass for protecting the pipeline. However, zinc
anodes can be cast onto the pipe joint and therefore no cables need to be used for
electrical connection to the steel.
Thông thường Anốt kẽm không được dùng trong các đường ống dẫn vùng nước
sâu, vì chúng kém hiệu quả và do đó đòi hỏi một khối lượng lớn hơn để bảo vệ các đường
ống.Tuy nhiên, Anốt kẽm có thể được đúc vào mối nối ống và do đó không cần phải sử
dụng cáp để kết nối điện với thép.
Kẽm đã được sử dụng trong các dự án khi đường ống dẫn cần được kéo dọc theo
đáy biển và Anốt kẽm đúc ít bị va đập tung ra trong quá trình lắp
đặt. Kẽm Anốt không hoạt động tốt cho đường ống chôn dùng để vận chuyển chất truyền
dẫn nóng và có thể bị ăn mòn dạng hạt ở nhiệt độ trên 508C. Ngoài ra còn có một xu
hướng Anốt kẽm bị thụ động hóa ở nhiệt độ trên 708C.
Mặt khác, Anốt nhôm hoạt động tốt hơn nhiều. Chúng phù hợp hơn cho
đường ống dẫn được chôn dùng để vận chuyển chất truyền dẫn nóng. Nói chung, đối với
đường ống dẫn vùng nước sâu, Anốt hợp kim nhôm được gắn liền với các đường
ống là các Anốt vòng. Các Anốt thường được gắn tại chỗ nối ống ở xưởng thực hiện bọc
ống theo phương pháp lắp đặt S-lay và J-lay.
Tiếp xúc điện với đường ống được thực hiện bằng cách hàn nhiệt nhôm
hoặc hàn dây cáp từ Anốt. Trong trường hợp lắp đặt các đường ống bằng phương
pháp cuộn, các Anốt được lắp đặt trên các tàu nằm trong khi ống không quay và được
căng thẳng. Trong trường hợp này, các Anốt vòng được gắn với đường ống bằng bu-
lông và gắn cáp bằng hàn nhiệt nhôm với đường ống.
Các thiết kế của các hệ thống Bảo vệ catốt phải xem xét khả năng tác dụng gây
hại của hệ thống Bảo vệ catốt như sự giòn hydrô của thép và ứng suất cục bộ là những
tác dụng có thể dẫn đến sự nứt do ứng suất gây ra do hydrô.
2) Phương pháp thiết kế bảo vệ catốt
5/25

6. Để tiến hành thiết kế bảo vệ catốt cho một đường ống dẫn vùng nước sâu, các
thông số cần phải được biết đến là:
. Thời hạn phục vụ/thiết kế (năm)
. Sự hư hỏng lớp của lớp phủ (%)
. Mật độ dòng điện để bảo vệ (mA / m) ống được chôn hoặc không được chôn.
. Điện trở suất của nước biển (Ôm-cm)
. Điện trở suất của đất (Ôm-cm)
. Thế năng bảo vệ Đường ống (bình thường, 900 mV WRT Ag /AgCl)
. Anode đầu ra (A.h/kg)
. Thế năng của Anode (mV w.r.t. Ag / AgCl)
. Hệ số sử dụng Anode (%)
. Nhiệt độ nước biển
. nhiệt độ Đường ống dẫn .
. Độ sâu lún/độ sâu vùi của đường ống
Đời sống thiết kế của đường ống được dựa trên việc nó là tuyến đường ống dẫn
dầu hay đường ống nội bộ mỏ. Thời hạn làm việc của tuyến đường ống dẫn dầu có
thể dài đến 40 năm, trong khi đó một đường nội mỏ bình thường là 20 năm. Hệ số hư
hỏng lớp phủ phụ thuộc vào loại lớp phủ. Có rất ít dữ liệu về vấn đề này. DNV (RP-
F103) và NACE (RP-01-76) đã đề nghị các giá trị dựa vào loại lớp phủ đường
ống. Ba giá trị của sự hư hỏng lớp phủ điển hình là ban đầu, trung bình và kết thúc.
Mật độ dòng điện, điện trở suất và nhiệt độ phụ thuộc vào vị trí địa lý
nơi lắp đặt đường ống. Trong đường ống dẫn vùng nước sâu, nhiệt độ nước biển nằm
trong khoảng từ 1.78C đến 7.58C. DnV và NACE đưa ra giá trị cho mật độ dòng điện và
điện trở suất cho các vị trí địa lý ở ngoài biển. Đối với thép trần bị chôn vùi trong các
trầm tích, DNV khuyến cáo lấy mật độ dòng điện thiết kế 0:020 A=m2.
Loại Anốt được sử dụng xác định tính chất điện hóa của nó. Ví dụ, Galvalum III 1
có công suất ra của Anốt khoảng 2250 A.h/kg trong nước biển có nhiệt độ nhỏ
hơn 258C và thế năng của nó khoảng 1050 mV. Các nhà sản xuất Anốt cung cấp những
tính chất này cho thiết kế.
Yếu tố sử dụng Anốt phụ thuộc vào hình dạng và sử dụng thực tế (application)
của Anốt. Anốt vòng thường được giả định là sử dụng 80% vào cuối đời sống của
nó, trong khi Anốt lắp đặt cách xa đường ống được sử dụng stand-off. Đối với nhiệt
độ đường ống trên 258C, mật độ dòng điện thiết kế tăng lên. Đối với mỗi độ trên nhiệt độ
258C mật độ dòng điện tăng gần 0:001 A = m2
Các phương pháp thiết kế tổng kết ở đây sau đó được đưa ra trong DNV RP B401.
Thiết kế phải đáp ứng hai yêu cầu:
Tổng khối lượng tịnh của Anốt phải đủ để đáp ứng nhu cầu dòng điện tổng cộng
trong suốt đời sống thiết kế.
6/25

7. Bề mặt tiếp xúc với bên ngoài của Anốt phải đủ để cung cấp dòng điện yêu cầu
ở cuối đời sống thiết kế (khu vực phải đủ để đáp ứng nhu cầu dòng điện kết
thúc cuộc sống thiết kế (bề mặt tiếp xúc với bên ngoài của Anốt được tính từ kích
thước ban đầu Anốt, khối lượng tịnh, và hệ số sử dụng anốt).
Trước hết, cần tính toán dòng điện yêu cầu, (Ic), cho ban đầu, trung bình, và giai
đoạn cuối cùng của đời sống thiết kế. dòng điện yêu cầu để bảo vệ mỗi đường ống
được tính bằng cách nhân tổng diện tích bên ngoài (Ac) với mật độ dòng điện thiết kế
thích hợp(ic) và hệ số phá hủy lớp bọc (fb):
I c A c f bi c
Dòng điện yêu cầu cho phân cực ban đầu, Ici, và cho tái phân cực ở cuối của đời
sống thiết kế, Icf, thường được tính cùng với dòng điện yêu cầu trung bình Icm cần thiết
để duy trì bảo vệ catốt trong suốt thời gian thiết kế. Không cần thiết phải tính toán dòng
điện yêu cầu cần thiết cho sự phân cực ban đầu, Ici, bởi vì, ban đầu, các lớp phủ chống ăn
mòn đường ống làm giảm đáng kể nhu cầu dòng điện và thời gian cần thiết cho sự phân
cực ban đầu.
Các hệ số hư hỏng của lớp phủ khác nhau, tức là hệ số hư hỏng ban đầu, hệ số hư
hỏng trung bình, và hệ số hư hỏng cuối cùng, được đưa ra trong ấn phẩm của DnV và
NACE. Ví dụ, ở vịnh Mexico, đối với lớp phủ FBE với một cuộc sống thiết kế là
20 năm, thì hệ số hư hỏng ban đầu, trung bình, và cuối cùng tương ứng
là 1%, 3%, và 5%.
Tổng khối lượng tịnh Mt của anode cần thiết để duy trì bảo vệ catốt của đường
ống trong suốt đời sống thiết kế td (năm) được cho bởi công thức sau:
8760.Icm .t d
Mt
uf . l
trong đó: Icm - dòng điện yêu cầu trung bình
l- hiệu quả điện hóa (A-h/kg) (the electrochemical efficiency)
u f - hệ số sử dụng anốt
t d - đời sống thiết kế
Dòng điện yêu cầu ở đầu ra (ban đầu / kết thúc) và điện dung dòng điện đối với
một số anốt đặc trưng xác định kích thước yêu cầu và khối lượng tịnh yêu cầu
của Anốt. Các yêu cầu sau phải được đáp ứng bởi các thiết kế hệ thống bảo vệ catốt:
n a ca 8760.Icm .t d
n a Ia (ban đầu/kết thúc) I c (ban đầu/kết thúc)
trong đó n a - số lượng anốt
c a - dung điện của anốt (A-h)
7/25

8. I a - dòng điện đầu ra của anốt (A)
Dung điện của anốt được xác định bởi công thức:
ca ma . l .u f
trong đó ma - khối lượng tịnh của một anốt. Dòng điện ra của anốt ( I a ) được tính toán
theo định luật Ôm:
E0 Ea
c
0
Ia
Ra
trong đó
E0 - thế năng thiết kế của mạch khép kín của anốt
c
E0 - thế năng bảo vệ thiết kế
a
R a - điện trở của anốt
Thế năng bảo vệ thiết kế ( Eo ) đối với thép các bon là (-0,80 V) (rel.
c
Ag/AgCl/nước biển) khi nước biển có ngậm khí và (-0,90 V) (rel. Ag/AgCl/nước biển)
khi môi trường kỵ khí bao hàm cả trầm tích. Tài liệu thiết kế khuyến nghị sử dụng
Eo
c 0,8V cho tất cả các tính toán bởi vì mật độ dòng điện thiết kế ban đầu và kết thúc
đều quy về hiệu điện thế bảo vệ.
Thế năng mạch anốt khép kín ( E0 ) đối với anốt nhôm được lấy bằng -1,1 V cho
a
đường ống biển ở nhiệt độ môi trường xung quanh và bằng -1,085 V đối với đường ống ở
nhiệt độ cao hơn. Điện trở của anốt (Ra) dạng vòng được xác định theo công thức sau:
0,315. l
Ra
Al
trong đó l- điện trở suất của môi trường
A l - diện tích bề mặt lộ thiên của anốt
Số lượng anốt yêu cầu, n a , được xác định theo công thức sau:
Icft
na
Iaf
trong đó:
Icft - dòng điện yêu cầu tổng cộng cuối cùng đối với đường ống
I af - dòng điện ra của một anốt
Sau một số lần lặp lại có thể đáp ứng yêu cầu của cả hai tổng khối
lượng Anốt net, Mt, và tổng số anode cuối cùng dòng điện đầu ra (naIaf).
Nói chung, khoảng cách tối đa của các Anốt được đề nghị là 300 m. Tuy
nhiên, phương pháp tính toán suy giảm tiềm năng bảo vệ với khoảng cách có thể được sử
dụng để xác định khối lượng vàkhoảng cách giữa các Anốt.
Attenuation computations are specifically useful for determining anodes for cathodic
protection of Steel Catenary Risers (SCR). In SCRs, rather than placing anodes on the
8/25

9. suspended dynamic portion, several anodes may be placed on static pipeline sections past
the touchdown point.
Việc tính toán sự suy giảm là cần thiết để xác định Anốt cho thiết kế Bảo vệ catốt
của risers thép (Steel Catenary Risers - SCR). Trong Risers thép dạng dây neo,
Anốt được đặt nhiều hơn ở phần võng, một số Anốt có thể được đặt trên những
đoạn đường ống tĩnh qua điểm tiếp đất.
Phương pháp này cũng hữu ích cho đường ống dẫn dầu ngắn
(lên đến 3 dặm) được kéo sát đáy với xe trượt ở hai đầu ống . Thay vì đặt các Anốt vòng
cách nhau dọc theo đường, tất cả tổng khối lượng của các Anốt cần thiết cho đường
ống có thể đặt trên các xe trượt đó. Việc đặt các xe trượt ở cuối đường ống ngăn chặn sự
cố va đập và sự rơi Anốt vòng từ các đường ống được kéo dọc theo đáy biển.
Tính toán sự suy giảm cho thấy nếu dòng điện lưu thông từ 2 điểm của đường ống,
sự thay đổi thế năng của đường ống có thể được tính toán bằng các phương trình sau:
Ex E B cosh[(2 rR l / k p za )1/2 (x d p )]
EA E B cosh[-(2 rR l / k p za )1/2 d p ]
IA (2EB / R l )[(2 rR l / k p za )1/2 sinh(d p / 2(2 R l / k p za )1/2 ]
trong đó E x - sự thay đổi thế năng tại điểm x
E A - sự thay đổi thế năng tại điểm drain
r - bán kính đường ống
E B - sự thay đổi thế năng ở điểm giữa hai điểm
R l - độ bền tuyến tính của đường ống
I A - dòng điện tổng cộng cần có (pick up)
d p - khoảng cách giữa hai điểm …
x - khoảng cách tự điểm drain point
k p - độ dốc phân cực
z a - diện tích thực tế của cốt thép trên chiều dài thẳng của đường ống.
Ràng buộc bổ sung là:
. Dòng điện, IA, phải bằng dòng điện có thể được phân phối bởi các
dãy anode gộp.
. EA phải bằng thế năng anốt nhỏ hơn sự giảm IR khi sử dụng kháng trở của dãy
anốt.
. Khối lượng anốt phải vượt quá trọng lượng cần thiết để bảo vệ các phần của
đường ống trong đời sống thiết kế quy định.
Sử dụng các phương trình trên và các ràng buộc trên, có thể tính toán được khoảng
cách lớn nhất của tỷ số yêu cầu là khối lượng/dãy các Anốt.
9/25

10. 5.4. Chống ăn mòn bên trong cho đường ống dầu khí
Hầu hết các chất lỏng vận chuyển trong các hệ thống đường ống có khả năng ăn
mòn vật liệu đường ống thép C-Mn (các bon-măng gan).
Việc lựa chọn một hệ thống bảo vệ chống ăn mòn bên trong đường
ống và risers có ảnh hưởng lớn đến thiết kế chi tiết và do đó phải được đánh giá trong quá
trình thiết kế phương án.
Các tùy chọn sau đây để kiểm soát sự ăn mòn có thể được xem xét:
a) Xử lý chất lỏng để loại bỏ các nước ở dạng lỏng và / hoặc các chất gây ăn mòn
b) sử dụng đường ống hoặc lót (kim loại) bên trong có khẳ năng chống ăn mòn;
c) sử dụng lớp phủ hữu cơ chống ăn mòn bảo vệ hoặc lớp lót (thường sử dụng kết
hợp với a) hoặc d));
d) xử lý hóa học, tức là bổ sung các chất hóa học có chức năng giảm ăn mòn
Kiểm soát ăn mòn bằng cách xử lý chất lỏng có thể liên quan đến loại bỏ nước
khỏi dầu/khí (dehydration), hoặc loại bỏ ô-xy từ nước biển để phun (deoxygenation).
Bảo vệ chống ăn mòn bên trong bằng cách sử dụng đường ống bằng Hợp
kim chống ăn mòn
Thông thường việc lựa chọn vật liệu chống ăn mòn được đánh giá trước việc
chọn thép C-Mn, khi mà vật liệu đã được kết luận không đủ an toàn, đảm bảo độ tin cậy
và/hoặc hiệu quả chi phí cho hoạt động.
Tiếp theo, các thông số chủ yếu sau đây sẽ được xem xét khi lựa chọn của vật
liệu chống ăn mòn:
- đặc tính cơ học
- dễ chế tạo, đặc biệt là tính hàn được
- có khả năng chống ăn mòn bên trong và bên ngoài, đặc biệt đối rạn nứt do môi
trường gây ra.
Bảo vệ chống ăn mòn bên trong bằng lớp phủ hữu cơ hoặc lót
Nếu lớp phủ hoặc lót bên trong sẽ được đánh giá là một tùy chọn để kiểm soát sự ăn
mòn, thì các thông số chủ yếu sau đây sẽ được xem xét:
- tính tương thích hóa học với tất cả các chất lỏng được vận chuyển hoặc có liên
quan trong khi lắp đặt, vận hành và khai thác, bao gồm cả những tác động của bất kỳ chất
phụ gia nào.
- khả năng chống xói mòn bởi chất lỏng và hư hỏng cơ học do phóng thoi nạo sạch
lòng ống (pigging operations) pigging hoạt động;
- độ bền khi khử áp nhanh;
10/25

11. - đủ tin cậy đối với kiểm soát chất lượng trong thời gian ứng dụng lớp phủ,
- độ tin cậy của các hệ thống phủ chỗ đấu nối trong nội bộ mỏ (nếu có);
- hậu quả của thất bại và kỹ thuật dự phòng đối với sự giảm thiểu sự ăn mòn.
Lớp phủ bên trong đường ống dẫn (ví dụ như bằng màng mỏng epoxy tổng
hợp ) đã chủ yếu được áp dụng với mục đích giảm ma sát trong các đường ống khí
đốt khô ("flow coatings"). Mặc dù lớp phủ bên trong có thể không đem lại hiệu quả đầy
đủ trong việc ngăn ngừa ăn mòn tấn công nếu chất lỏng có tính chất ăn mòn được được
vận chuyển, một lớp phủ bất kỳ với đầy đủ tính chất vẫn có thể có hiệu quả trong việc
giảm sự hình thành ứng suất màng do ăn mòn tấn công và do đó, khả năng duy trì áp
lực đường ống.
Chống ăn mòn bên trong bằng cách xử lý hóa học
Xử lý hóa học các chất lỏng để kiểm soát ăn mòn có thể bao gồm:
- Các chất ức chế ăn mòn (ví dụ: "tạo màng");
- đệm hoá chất giàu pH;
- biô xít (để giảm thiểu ăn mòn do vi khuẩn );
- glycol hoặc methanol (cho thêm ở nồng độ cao cho sự ức chế hydrat, pha
loãng trong pha nước);
- chất phân tán (để nhũ tương hóa nước có trong dầu);
- chất loại bỏ các thành phần ăn mòn ở nồng độ thấp.
Độ tin cậy của xử lý hóa học được đánh giá cụ thể trong thiết kế phương
án. Thông số quan trọng để được xem xét là:
- hiệu quả giảm thiểu sự ăn mòn dự kiến đối với chất lỏng thực tế được xem
xét, bao gồm cả các hiệu ứng có thể của tỷ lệ, chất lắng, v.v.. liên quan đến chất
lỏng;
- khả năng của chất lỏng vận chuyển dịch trong ống phân phối các chất ức
chế trong hệ thống đường ống dọc theo toàn bộ chiều dài và chu vi của nó,
- tương thích với tất cả các hệ thống đường ống và vật liệu ở đầu ra, đặc biệt
là chất đàn hồi và lớp phủ hữu cơ,
- tương thích với bất kỳ chất phụ gia khác để được phun vào
- mối nguy hiểm đối với sức khỏe và khả năng tương thích môi trường,
- quy định phun và kỹ thuật / thủ tục giám sát hiệu quả ức chế,
- hậu quả của sự thất bại để đạt được sự bảo vệ đầy đủ, và dự phòng kỹ thuật.
Hướng dẫn :
Đối với đường ống dẫn chất lỏng không qua xử lý hoặc chất lỏng khác có độ ăn
mòn cao và có yêu cầu cao về an toàn và độ tin cậy, cần phải xác minh tính hiệu quả
11/25

12. của việc xử lý bằng hóa chất bằng cách giám sát sự toàn vẹn bằng cách sử dụng một công
cụ cho phép đo độ dày thành ống dọc theo toàn bộ chiều dài của đường ống.
5.5. Chống ăn mòn bên ngoài cho đường ống trên đất liền
Môi trường ăn mòn ngoài ống của tuyến ống trên bờ chủ yếu là đất. Ở mỗi vùng, mỗi
khu vực, tính xâm thực của đất lên đường ống là khác nhau, nó phụ thuộc vào các yếu tố
chủ yếu sau:
Độ thâm nhập của không khí và nước vào trong đất, phụ thuộc vào cấu tạo hạt và
độ xốp của đất.
Độ ẩm của đất.
Độ muối có trong đất.
Độ dẫn điện của đất.
Ngoài sự ăn mòn do tính xâm thực của đất lên đường ống, các yếu tố như: các loại
vi sinh vật, tính acid, nhiệt độ của đất cũng ảnh hưởng không nhỏ đến sự ăn mòn bên
ngoài của đường ống.
Quá trình ăn mòn bên ngoài của đường ống trong đất có thể hiểu như sau: vì đất là
một môi trường không đồng nhất, do đó sự xâm thực của không khí (trong đó có khí oxy
O2) và nước vào trong đất là không đều nhau ở mọi chỗ. Trong đất có acid và nước khi
gặp kim loại sẽ xảy ra phản ứng hóa học làm mất đi một phần kim loại. Phản ứng này xảy
ra khác nhau ở mỗi đoạn ống, một phần kim loại có xu hướng trở thành catốt, phần khác
trở thành anốt (nơi sự khử oxy diễn ra mạnh hơn). Kết quả là đường ống bị ăn mòn mà
hiện tượng nhìn thấy là sự xuất hiện các hố, các điểm rỗ mặt và chủ yếu là ở phía dưới
đường ống.
Để chống ăn mòn cho đường ống trên đất liền có thể sử dụng các phương pháp sau.
a) Chống ăn mòn bên trong ống
Phương pháp 1: Sử dụng tháp hút chân không, nước biển trước khi cho vào đường
ống sẽ qua tháp hút chân không, toàn bộ khí sẽ được tách khỏi nước.
Phương pháp 2: Sử dụng hóa chất đặc chủng để phun vào trong lòng ống.
b) Chống ăn mòn bên ngoài ống
b-1) Chống ăn mòn chủ động:
Hiện tượng ăn mòn bản chất là phản ứng điện hóa của kim loại hoặc hợp kim cùng
với môi trường xung quanh mà kết quả là làm mất một phần kim loại hoặc hợp kim đó.
Một phần trong kim loại có xu hướng trở thành dương cực (anodic) và phần khác trở
thành catốt (cathodic). Tại dương cực, kim loại bị hòa tan và hiện tượng ăn mòn xảy ra.
Quá trình này có thể bị ngăn chặn bằng cách làm cho vùng anodic và cathodic có cùng
hoặc gần một điện thế. Phương pháp như vậy được gọi là chống ăn mòn điện hóa hay
chống ăn mòn chủ động. Phương pháp này chia ra làm hai cách chính là dùng anod hy
sinh và phương pháp dòng điện áp ngoài.
12/25

13. Lắp đặt anốt manhê chế tạo sẵn
bảo vệ bằng dòng điện ngoài
b-2. Chống ăn mòn bị động:
- Là phương pháp tạo sự cách li giữa vật cần chống ăn mòn với môi trường có
tính ăn mòn bằng các loại vật liệu bọc bên ngoài ống. Đặc điểm của vật liệu
chống ăn mòn:
- Bám dính tốt, có khả năng chống lại các tác động của môi trường.
- Có khả năng chống lại các tác động hóa học, vật lý, có tính chống lão hóa.
- Có khả năng làm việc được trong môi trường thiết kế.
- Có tính tương thích hóa học với các lớp bọc khác nhau và bản thân vật cần
chống ăn mòn.
Các loại vật liệu dùng để bọc ống chống ăn mòn phổ biến:
+ Glass flake epoxy.
+ Fussion Bouded epoxy.
+ Coal tar epoxy.
+ Intumescent epoxy.
+ Asphalt Enamel.
+ Fussion bouded epoxy kết hợp với Adhesive+Polyethylene.
+ Cao su PolyChloprence.
13/25

14. + Cao su chuyên dụng Neoprence...
b-3) Bảo vệ kết hợp:
Phương pháp này kết hợp được cả việc chống ăn mòn bằng sơn phủ và chống ăn
mòn bằng điện hóa. Phương pháp này có ưu điểm:
+ Phân bố dòng điện bảo vệ tốt hơn.
+ Kinh tế hơn các phương pháp riêng lẻ.
+ Tránh được những hạn chế của các phương pháp trên khi dùng riêng lẻ.
+ Giảm tốc độ hòa tan anode.
c) Ví dụ tính toán chống ăn mòn cho tuyến ống bờ PM3
Không bọc chống ăn mòn trong ống. Bọc chống ăn mòn ngoài ống bằng phương
pháp kết hợp (kết hợp giữa chống ăn mòn chủ động và bị động). Vật liệu bọc chống ăn
mòn là Asphalt Enamel, phương pháp chống ăn mòn chủ động: sử dụng chống ăn mòn
điện hóa bằng anode hy sinh.
c-1) Tính toán thiết kế hệ thống bảo vệ cathode
+ Mục đích:
Lựa chọn Anode (dạng Anode, kích thước Anode, điện thế làm việc của Anode,
khối lượng Anode).
Tính toán số lượng Anode cần thiết cho tuyến ống.
+ Phương pháp tính toán
Tính toán thiết kế anode được thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Xác định diện tích bề mặt của tuyến ống Sa.
Sa DL
Trong đó,
Sa : diện tích bề mặt tuyến ống. [m2].
D : đường kính ngoài của ống.[m]
L : chiều dài tổng cộng của tuyến ống. [m]
Bước 2: Xác định dòng điện yêu cầu của anode.
Sa I d C b
I dc SF
1000
Trong đó:
Idc : dòng điện yêu cầu của anode. [A]
Id : mật độ dòng yêu cầu. [mA/m2]
Cb : hệ số hỏng của lớp bọc.
SF : hệ số an toàn.
14/25

15. Bước 3: xác định số lượng anode:
I dc
N
I anode
Trong đó:
Ianode : dòng điện ra của một anode. [A]
Ianode = sức điện động/ điện trở của mạch.
Sức điện động = điện thế của anode - điện thế kết cấu yêu cầu.
Điện trở mạch = điện trở anode + điện trở của đất + điện trở của ống
trong lớp bọc + điện trở của lớp bọc trong đất + điện trở cáp.
Với ống được bọc tốt, điện trở của ống trong lớp bọc luôn lớn hơn điện trở của
ống trần. Sự lớn hơn về điện trở suất này cho phép trong bất kỳ trường hợp nào thì dòng
điện luôn nhỏ hơn dòng điện cho phép. Vì vậy, ta thường bỏ qua điện trở của ống trong
lớp bọc và điện trở của lớp bọc trong đất.
Điện trở cáp là điện trở của dây cáp nối anode với cái góp điện. Cáp này được chế
tạo theo tiêu chuẩn sản xuất của nhà máy và có giá trị điện trở không đáng kể.
Vậy:
Điện trở mạch = điện trở anode + điện trở của đất.
Do đó, với ký hiệu:
Rn : điện trở mạch.
R1 : điện trở anode.
R2 : điện trở của đất.
Ta có:
Rn=R1+R2
Với R1, R2 tính theo công thức sau:
Pb L
R1 2.3 log 8 a 1
2 La da
Ps L
R2 2.3 log 8 c 1
2 Lc dc
Trong đó:
Pb, Ps : điện trở của anode và của đất. .cm
La , Lc : chiều dài của anode không kể lớp bọc, và chiều dài của
anode có kể lớp bọc. [m]
da, dc : đường kính của anode không kể lớp bọc, và đường kính
anode kể cả lớp bọc.
Bước 4: Xác định khối lượng anode:
ZI anode t
m
Du
15/25

16. Trong đó:
m : khối lượng anode. [kg]
Z : sự tiêu hủy thực tế của anode tráng kẽm.[kg/A năm]
t : tuổi thọ thiết kế của hệ thống. [năm]
Ianode : dòng điện ra của anode. [A]
D : hệ số hiệu qủa của dòng điện anode. [%]
u : hệ số sử dụng của anode. [%]
+ Số liệu tính toán
Các thông số đầu vào Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Chiều dài tổng cộng tuyến ống bờ L 27000 [m]
Đường kính ngoài của ống D 0.508 [m]
Mật độ dòng yêu cầu Id 30 [mA/m2]
Hệ số hỏng lớp bọc Cb 5 [%]
Hệ số an toàn SF 1.1
Điện thế kết cấu yêu cầu 0.85 [V]
Điện thế của anode 1.1 [V]
Điện trở suất của anode Pb 250 [ .cm]
Điện trở suất trung bình của đất Ps 1000 [ .cm]
Chiều dài của anode không kể lớp bọc La 114.3 [cm]
Đường kính anode không kể lớp bọc da 5.08 [cm]
Chiều dài của anode kể cả lớp bọc Lc 129.54 [cm]
Đường kính anode kể cả lớp bọc dc 12.7 [m]
Sự tiêu hủy thực tế của anode Z 12 [kg/A.năm]
Tuổi thọ thiết kế của anode t 30 [năm]
Hệ số hiệu quả của dòng điện anode D 90 [%]
Hệ số sử dụng của anode u 85 [%]
Anode được chọn như sau:
+ Loại Anode: anode tráng kẽm ( Zinc anode) có hình dạng thanh.
+ Kích thước: 1143 50.8 50.8(mm) bọc 76.2 38.1(mm) .
+ Điện thế làm việc của anode : -1.1V.
16/25

17. + Kết quả tính toán
Thông số kết quả Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Diện tích bề mặt ống Sa 43090.1 [m2]
Dòng điện yêu cầu của anode Idc 71.0986 [A]
Điện trở của anode R1 1.80568 [ ]
Điện trở của đất R2 5.40209 [ ]
Điện trở của mạch Rn 7.20777 [ ]
Dòng điện ra của một anode Ianode 0.03468 [A]
Số lượng anode N 2049.85 [cái]
Khối lượng một anode m 16.3223 [kg]
Từ bảng kết quả tính toán trên, ta lấy số lượng anode là 2050 cái.
5.6 Chống ăn mòn cho bể chứa dầu và khí lỏng
1) Các loại bể chứa
Bể chứa là một công trình xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác tàng trữ
các sản phẩm dầu (xăng, dầu hoả…), khí hoá lỏng, nước, axít, cồn công nghiệp…
a) Phân loại theo hình dạng bể:
- Bể chứa hình trụ (trụ đứng, trụ ngang);
- Bể hình cầu;
- Bể hình giọt nước…
Hình 1: Bể chứa trụ đứng áp lực thấp Hình 2. Bể chứa trụ ngang
17/25

18. Hình 1: Bể chứa cầu Hình 2. Bể chứa hình giọt nước
b) Phân loại theo vị trí của bể trong không gian:
Bể có thể đặt cao hơn mặt đất (trên gối tựa), đặt trên mặt đất , ngầm hoặc nửa
ngầm dưới đất hoặc dưới nước.
c) Phân loại theo mái bể:
- Bể chứa có thể tích không đổi (mái tĩnh - cố định).
- Bể chứa có thể tích thay đổi (mái phao – ngoài mái cố định còn có phao nổi trên
mặt chất lỏng; hoặc mái nổi - bản thân là mái phao)
d) Phân loại theo áp lực dư (áp lực do chất lỏng bay hơi):
- Bể chứa áp lực thấp: khi áp lực dư pd ≤ 0,002MPa và áp lực chân không (khi xả
hết chất lỏng) po ≤ 0,00025Mpa (0,0025 kG/cm2).
- Bể chứa trụ đứng áp lực cao: khi áp lực dư pd > 0,002MPa.
2) Vật liệu:
- Thép
- Bê tông cốt thép
3) Các giải pháp chống ăn mòn
Các bể chứa được bảo vệ chống ăn mòn bằng:
- sơn phủ
- phương pháp bảo vệ catốt
Có thể áp dụng phương pháp bảo vệ catốt cho các bể chứa để bảo vệ bề mặt bên
trong, bề mặt bên ngoài, đối với trường hợp bể ngầm hoặc bể chứa tiếp xúc với đất,
hoặc cả bên trong/bên ngoài. Tùy thuộc vào loại chất lỏng chứa trong các bể chứa cần
được bảo vệ có thể sử dụng anốt pin điện (anốt galvanic) hoặc dòng điện cưỡng bức
(impressed current).
Thông thường các bề mặt cần được bảo vệ theo phương pháp bảo vệ catốt cũng
được phủ để giảm bớt các yêu cầu về dòng điện và tăng tuổi thọ của các anốt galvanic.
Trong các hệ thống anode hy sinh các electron năng lượng cao cần thiết để bảo
vệ catốt được cung cấp bởi sự ăn mòn của một kim loại hoạt tĩnh. Điều này được mô tả
bởi hình dưới đây.
18/25

19. Ký hiệu trên hình vẽ:
Active Metal (Anode) = Kim loại hoạt tính (anốt)
Protected Metal (Cathode) = Kim loại được bảo
vệ (catốt)
Bảo vệ bằng dòng điện cưỡng bức (dòng điện ngoài)
Các vật liệu sử dụng cho anốt hy sinh hoặc là kim loại hoạt tính tương đối tinh
khiết, chẳng hạn như kẽm hoặc magiê, hoặc là các hợp kim magiê, hợp kim nhôm.
Khi việc bảo vệ catốt cho bể chứa được thực hiện với anốt bị chôn vùi, một vật
liệu đặc biệt đắp bao quanh anốt để bảo đảm rằng các anốt sẽ cho kết quả mong muốn.
Trong quá trình cung cấp các điện tử để bảo vệ catốt cho một kim loại ít hoạt tính
hơn kim loại hoạt tính hơn bị ăn mòn. Các kim loại hoạt tính hơn (anốt-anốt) là hy
sinh để bảo vệ các kim loại ít hoạt tính (catốt). Số lượng ăn mòn phụ thuộc vào kim loại
được sử dụng như anốt tỷ lệ thuận với lượng dòng điện được cung cấp.
Các anốt được sử dụng trong bảo vệ catốt cho bể chứa phải được định kỳ kiểm
tra và thay thế khi đã bị ăn mòn tới mức tối đa.
3.1) Bảo vệ catốt cho bể ngầm
Bảo vệ catốt là một tùy chọn để bảo vệ một bể chứa ngầm (BCN) khỏi bị ăn
mòn. Có hai loại hệ thống bảo vệ catốt:
• anode hy sinh
• dòng điện cưỡng bức (dòng điện ngoài)
Anốt hy sinh có thể được gắn vào một BCN thép đã được sơn phủ để bảo vệchống
ăn mòn. Anốt hy sinh là các phần kim loại hoạt tính hơn về mặt điện so với BCN thép.
Bởi vì các anốt được chủ động hơn, dòng điện ăn mòn sẽ đi ra từ chúng. Như
vậy, BCN được bảo vệ trong khi các anốt đính kèm là hy sinh. Anốt hết phải được thay
19/25

20. thế để bảo vệ chống ăn mòn tiếp tục BCN này.
Một hệ thống bảo vệ bằng dòng điện cưỡng bức sử dụng một bộ chỉnh
lưu để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Dòng điện này được
truyền qua một dây cách điện với anốt, đó là các thanh kim loại đặc biệt bị chôn
vùi trong đất gần BCN. Dòng điện sau đó chảy qua đất tới hệ thống BCN và trở về cho bộ
chỉnh lưu thông qua một dây cách điện thuộc BCN này. Hệ thống BCN được bảo vệ bởi
vì dòng điện đi tới BCN sẽ vượt quá dòng điện gây nên ăn mòn thường chảy ra từ hệ
thống BCN.
Các tiêu chuẩn thiết kế quy định yêu cầu hệ thống bảo vệ catốt được lắp
đặt tại BCN được thiết kế bởi một chuyên gia ăn mòn. Hệ thống bảo vệ catốt của BCN
phải được kiểm tra trong vòng sáu tháng cài đặt và có ít nhất ba năm sau đó. Cần
phải giữ kết quả của hai lần kiểm tra cuối cùng để chứng minh rằng việc bảo vệ catốt
đang làm việc. Ngoài ra, phải kiểm tra một hệ thống dòng điện ngoài cứ mỗi
60 ngày để xác minh rằng hệ thống đang hoạt động. Giữ kết quả của ba lần kiểm tra 60-
ngày cuối cùng để chứng minh rằng hệ thống dòng điện ngoài đang hoạt động đúng
cách.
Bảo vệ bằng anốt hy sinh
Electrical Isolation (Bushings) = Cách điện (Tấm lót)
Dieletric protection coating = lớp phủ bảo vệ điện môi
Cathodic Protection (Anode) = Bả0 vệ catốt (anốt)
Bảo vệ catốt bằng dòng điện cưỡng bức (dòng điện ngoài)
Các lớp phủ phải là một vật liệu điện môi thích hợp (ví dụ, một lớp phủ cho bể
20/25

21. chứa ngầm cách ly về điện đối với môi trường xung quanh và đáp ứng các tiêu
chuẩn ngành công nghiệp áp dụng). Một lớp phủ nhựa asphan được xem là lớp phủ điện
môi không phù hợp.
3.2) Bảo vệ catốt cho bể chứa nằm trên mặt đất
Các dạng ăn mòn gồm có:
Ăn mòn bên ngoài đáy bể chứa Ăn mòn pin điện do vật liệu bên ngoài ở
trong cát đệm
Ăn mòn do thoát nước kém Thép mới và thép cũ kết hợp với nhau
Bảo vệ catốt kiểu pin điện (Galvanic)
21/25

22. Bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài
Các loại anốt :
- anốt nông
- anốt sâu
-
Anốt nông (Shallow Anodes)
Anốt sâu (Deep Anode)
22/25

23. Đo điện thế xung quanh đáy bể Giám sát dòng điện
Một loại anốt điển hình Hệ thống anốt xuyên ngang dưới đáy bể
23/25

24. Ăn mòn bên trong bể
Lắp đặt anốt bên trong đáy bể Các loại anốt
Bố trí hệ thống chống ăn mòn dưới đáy bể
3.3 Kiểm tra và giám sát các hệ thống bảo vệ catốt
Thử nghiệm quan trọng nhất được sử dụng trong việc giám sát các hệ thống bảo vệ
catốt là đo điện thế giữa kết cấu và chất điện phân. Nói chung điều này được thực
hiện bằng cách kết nối kết cấu với điện cực tham chiếu đã được hiệu chỉnh thông
qua một vôn kế và đo sự khác biệt của điện thế.
24/25

25. Điện cực tham chiếu điển hình để sử dụng trong đất và nước là đồng,
sulphate đồng, bạc, clorua bạc hoặc clorua kẽm. Các điện cực tham chiếu thường được
cài đặt thường xuyên có hoặc không có phiếu giảm giá (diện tích trần của kim
loại) hoặc di động. Việc đo điện thế phải là "IR tự do", loại bỏ hiệu ứng của việc áp
dụng một điện áp (hệ thống bảo vệ catốt) lên kết cấu.
Các phép đo khác của hệ thống bảo vệ catốt là:
- tính toàn vẹn của mép cách ly và chỗ nối có sử dụng “IF tester”
- giám sát dòng điện bằng đồng hồ kẹp hoặc đồng hồ ngoài.
- đo hiệu điện thế và dòng điện từ nguồn cung cấp bằng dụng cụ đo điện
- đo điện trở suất của đất trước khi thiết kế hệ thống bảo vệ catốt. Điều này quyết
định việc chọn kích thước của anốt và lớp đệm dưới đất.
3.4 Tiêu chuẩn bảo vệ
Tiêu chuẩn bảo vệ điển hình đối với thế năng giữa kết cấu và chất điện phân (tiếp
xúc với đất / nước) được khuyến nghị trong tiêu chuẩn công nghiệp và tóm tắt như sau:
• -850 mV so với Cu | CuSO 4 điện cực tham chiếu cho thép trongđất có ga / nước.
• -950 mV so với Cu | CuSO 4 điện cực tham chiếu cho thép trong đất yếm khí đã
xác nhận sự hiện diện của vi khuẩn khử sulphate hoạt động.
• Tất cả các tiềm năng trên là IR twj do hoặc "tắt" thế năng.
Thay thế tiêu chuẩn - tối thiểu là 100 mV phân catốt cực giữa các cơ
cấu và điện ổn định liên lạc với điện. Sự hình thành hoặc phân rã của sự phân cực có thể
được đo để đáp ứng các tiêu chí này.
25/25