L-Applikazzjoni tat-Teknoloġija tal-Protezzjoni Kathodika f'Wied Farms Offshore

It-teknoloġija tal-protezzjoni katodika (Protezzjoni Katodika, CP) hija teknika kritika ta 'kontroll tal-korrużjoni fl-industrija tar-riħ 'il barra mix-xtut, primarjament użata biex tipproteġi strutturi tal-azzar (bħal pedamenti monopile, strutturi ta' ġakketta u substazzjonijiet 'il barra mix-xtut) minn korrużjoni elettrokimika fl-ilma baħar u ambjenti atmosferiċi tal-baħar. Minħabba l-espożizzjoni fit-tul-tal-faċilitajiet tar-riħ lil hinn mix-xtut għal ambjenti korrużivi kumplessi kkaratterizzati minn salinità għolja, umdità, għorik tal-mewġ, u mikro-organiżmi, it-teknoloġija tal-protezzjoni katodika saret waħda mill-miżuri ewlenin biex tiżgura t-tħaddim sikur tagħhom fit-tul-.

Il-korrużjoni fil-faċilitajiet tar-riħ lil hinn mix-xtut tirriżulta primarjament mill-fatturi ambjentali li ġejjin:

• Korrużjoni tal-ilma baħar: Salinità għolja, ossiġnu maħlul, u joni tal-klorur jaċċelleraw il-korrużjoni tal-metall.
• Korrużjoni taż-żona tal-marea: Ċikli alternanti ta' mxarrba-niexfa joħolqu differenzi fil-konċentrazzjoni tal-ossiġnu, u jintensifikaw il-korrużjoni lokalizzata.
• Biofouling tal-baħar: Mikro-organiżmi (eż., batterji li jnaqqsu s-sulfat-) jippromwovu korrużjoni lokalizzata.
• Tagħbija ċiklika: Stress dinamiċi indotti mir-riħ u l-mewġ jaċċelleraw l-għeja tal-korrużjoni.

Żoni tipiċi ta' korrużjoni-suxxettibbli:

• Fondazzjonijiet Monopile: Żona mgħaddsa, żona tal-marea, żona tat-tixrid.
• Strutturi tal-ġakketta u biċċiet ta 'tranżizzjoni: Ġonot iwweldjati, nodi tubulari.
• Pjattaformi ta 'substation offshore: Munzelli tal-azzar, strutturi ta' appoġġ tal-gverta.
• Pipelines interni: Casings tal-azzar tal-kejbil, pajpijiet tal-ħalib tat-tikħil.

1. Protezzjoni Katodika tal-Anodi Sagrifiċjali (SACP)

Prinċipju:

• Juża metalli b'attività elettrokimika ogħla (eż., aluminju, ligi taż-żingu) bħala anodi, li jissaddad b'mod preferenzjali biex jipproteġu l-istrutturi tal-azzar.

Applikazzjonijiet:

• Fondazzjonijiet Monopile: Anodi wweldjati jew imbarrati direttament fuq il-wiċċ tal-munzell.
• Nodi tubulari tal-ġakketta: Anodi annulari installati madwar ġonot tubulari.
• Żoni tal-ħalib tat-tikħil tal-biċċa ta 'tranżizzjoni: Anodi inkorporati f'materjali tal-ħalib tat-tikħil.

Materjali tal-anodi:

• Anodi tal-liga tal-aluminju: Effiċjenza għolja ta 'kurrent (85% ~ 90%), kapaċità elettrika għolja, adattata għal ambjenti tal-ilma baħar.
• Anodi ta 'liga taż-żingu: Stabbiltà eċċellenti, effiċjenza kurrenti ta' 90% ~ 95% fl-ilma baħar u tajn ta 'qiegħ il-baħar, adattat għall-ilma baħar u ambjenti ta' tajn taħt il-baħar.

Konsiderazzjonijiet tad-disinn:

• Ikkalkula l-kwantità u d-distribuzzjoni tal-anodu bbażati fuq il-ħajja tal-istruttura (tipikament 25-30 sena).
• Ikkunsidra r-rekwiżiti tad-densità tal-kurrent (eż., żona mgħaddsa: 80~120 mA/m²; żona tal-marea: 150~200 mA/m²; sub-żona tat-tajn: 20~25 mA/m²).

2. Protezzjoni Katodika Kurrent Impressjonat (ICCP)

Prinċipju:

• Juża sors ta 'enerġija esterna biex iġġiegħel il-fluss tal-kurrent fuq l-istruttura protetta, u jinduċi polarizzazzjoni katodika fuq il-wiċċ tal-metall.

Applikazzjonijiet:

• Pjattaformi kbar ta 'substation offshore: Żona ta' kopertura għolja u domanda attwali.
• Strutturi kumplessi: Ġkieket b'ħafna-pile jew sistemi dinamiċi tal-kejbil.

Komponenti tas-sistema:

• Anodi: Anodi tal-ossidu tal-metall imħallat (MMO), Anodu Nijobju Platinizzat, Anodu tat-titanju Platinized.
• Provvista ta 'enerġija: rettifikaturi tat-transformer jew rettifikaturi tal-kurrent kostanti.
• Elettrodi ta' referenza: Ag/AgCl jew elettrodi taż-żingu għal monitoraġġ potenzjali fil-{0}}ħin reali.

Vantaġġi:

• Output kurrenti aġġustabbli biex jadatta għal ambjenti dinamiċi ta 'korrużjoni.
• Suitable for long-life projects (>30 sena) bi spejjeż ta 'manutenzjoni baxxi.

1. Kriterji potenzjali:

• Firxa potenzjali ta 'protezzjoni għall-istrutturi tal-azzar: -0.80 V ~ -1.10 V (vs elettrodu Ag/AgCl).
• Evita l-{0}}protezzjoni żejda (potenzjali taħt -1.10 V vs Ag/AgCl) biex tevita t-twaqqigħ tal-kisi jew it-tifrik tal-idroġenu.

2. It-tqassim u l-installazzjoni tal-anodu:

• Fondazzjonijiet Monopile: Anodi tipikament irranġati ċirkonferenzjali, li jiffokaw fuq żoni tal-marea u żoni taħt il-linja tat-tajn.
• Strutturi tal-ġakketta: Żieda fid-densità tal-anodu f'ġonot tubulari u weldjaturi.
• Żoni dinamiċi: Uża anodi awżiljarji tensjoni jew disinji segmentati biex takkomoda deformazzjoni strutturali.

3. Sinerġija tal-kisi:

• CP għandu jiġi kkombinat ma' kisjiet ta'-prestazzjoni għolja kontra l--korrużjoni (eż., epoxy, polyurethane).
• Il-protezzjoni katodika tikkumpensa għal difetti jew ħsara fil-kisi.

4. Monitoraġġ u manutenzjoni:

• Monitoraġġ potenzjali: Permezz ta'-elettrodi ta' referenza installati minn qabel jew spezzjonijiet ROV.
• Kontrolli tal-konsum tal-anodu: Kejl regolari tal-massa residwa tal-anodu jew tal-ħruġ tal-kurrent.
• Sistemi intelliġenti: IoT-ppermetta trasmissjoni ta' data-ħin reali għal ċentri ta' kontroll fuq l-art.

• Il-Ġermanja Ocean Breeze Energy Bard Offshore 1 Wind Farm.
• Shenneng Hainan CZ2 600MW Proġett ta' Dimostrazzjoni tal-Enerġija mir-Riħ Offshore.
• CGN Shanwei Jiazi II 400MW Offshore Wind Farm ICCP System Research Project.
• SPIC Xiangshan 1 # 500MW Proġett tar-Riħ Offshore.
• Iċ-Ċina Three Gorges Yangjiang Yangxi Shapa 300MW Offshore Wind Power Project.
• Huadian Fujian Fuqing Haitan Strait 300MW Proġett tar-Riħ Offshore.
• CPI Dafeng H3 # 300MW Proġett tar-Riħ Offshore.

1. Sfidi tekniċi

• Effetti ta' tagħbija dinamika: Il-mewġ-ikkawżat qsim tal-għeja fil-konnessjonijiet tal-istruttura tal-anodi-.
• Ambjenti tal-baħar fond-: Distribuzzjoni irregolari tal-kurrent tal-anodu f'fond li jaqbeż il-50 metru.
• Kontroll tal-ispiża: L-ispejjeż tal-materjal tal-anodi jammontaw għal 10-15% tal-ispejjeż totali f'farms tar-riħ kbar.

2. Direzzjonijiet ta' innovazzjoni

Materjali ġodda tal-anodi:

• Nano-anodi komposti (eż., Al-Zn-In-Ti) biex tittejjeb l-effiċjenza kurrenti.
• Anodi li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent (dissoluzzjoni baxxa tal-metall tqil).

Sistemi intelliġenti:

• Teknoloġija ta' aġġustament tal-potenzjal adattivi bbażata fuq l-AI-.
• ROV-mgħejjuna monitoraġġ kollaborattiv.

Provvista ta' enerġija ibrida:

• Integrazzjoni tal-enerġija solari u mir-riħ biex tipprovdi enerġija ħadra għas-sistemi tal-ICCP.

3. Standards u regolamenti

Standards internazzjonali:

• ISO 24656-2022 (Protezzjoni Katodika ta' Strutturi tar-Riħ Offshore).
• DNV-RP-B401 Disinn ta' Protezzjoni Katodika.

Standards Ċiniżi:

• SY/T10030-2018 "Kodiċi tad-Disinn għal Sistemi ta' Protezzjoni Katodika ta' Pjattaformi Fissi Offshore".
• NB/T 10626-2021 "Kodiċi għad-Disinn ta' Kontra l-Korrużjoni ta' Proġetti tar-Riħ Offshore".

It-teknoloġija tal-protezzjoni katodika hija pedament biex tiġi żgurata d-durabilità tal-istrutturi tar-riħ lil hinn mix-xtut, li teħtieġ integrazzjoni tax-xjenza tal-materjali, l-inġinerija tal-baħar, u teknoloġiji ta 'monitoraġġ intelliġenti. Hekk kif l-industrija tavvanza lejn ilmijiet aktar fondi u kapaċitajiet akbar, is-sistemi CP se jenfasizzaw effiċjenza ogħla, sostenibbiltà ambjentali u intelliġenza. L-innovazzjonijiet futuri fil-materjali u l-ġestjoni diġitali huma mistennija li jnaqqsu l-ispejjeż taċ-ċiklu tal-ħajja u jappoġġaw l-iżvilupp sostenibbli globali tal-enerġija mir-riħ lil hinn mix-xtut.