L-Applikazzjoni tat-Teknoloġija tal-Protezzjoni Katodika fil-Pipelines tal-Provvista tal-Ilma

L-Applikazzjoni tat-Teknoloġija tal-Protezzjoni Katodika fil-Pipelines tal-Ilma tal-Art (Pajpijiet tal-Azzar u PCCP) hija l-metodu ewlieni biex tipprevjeni l-korrużjoni tal-metall u testendi l-ħajja tas-servizz tal-pipeline. Minħabba d-differenzi fil-proprjetajiet tal-materjal u l-ambjenti tas-servizz bejn il-pajpijiet tal-azzar u l-Pajpijiet taċ-Ċilindru tal-Konkrit Prestressed (PCCP), hemm varjazzjonijiet sinifikanti fid-disinn u l-implimentazzjoni tal-protezzjoni katodika.

1. Korrużjoni Ambjent u Sfidi

Tipi ewlenin ta 'korrużjoni:

• Korrużjoni elettrokimika: Ċelloli ta 'korrużjoni ffurmati minn differenzi fl-umdità tal-ħamrija, salinità, u ossiġnu.
• Korrużjoni tal-kurrent mifrux: Interferenza kurrenti minn faċilitajiet ta 'enerġija fil-qrib u transitu ferrovjarju.
• Korrużjoni mikrobjali (MIC): Il-batterji li jnaqqsu s-sulfat-(SRB) jaċċelleraw il-korrużjoni fil-ħamrija anerobika.

Żoni ta'-riskju għoli:

• Ħjatat tal-weldjatura u difetti tal-kisi: Il-pajpijiet tal-azzar esposti lokalment jaġixxu bħala anodi.
• Ħamrija għolja-melħ/reżistività baxxa (eż., żoni kostali): Ir-rati ta 'korrużjoni jistgħu jilħqu 0.1 ~ 0.3 mm/sena.

2. Għażla tat-Teknoloġija tal-Protezzjoni Katodika

Sistema ta' Anodi Sagrifiċjali (Anodu Sagrifiċjali CP, SACP)

1) Xenarji applikabbli:

• Distanza-qasira (<5 km), small-diameter (
• Ambjenti tal-ħamrija jew ilma ħelu.

2) Materjali tal-anodi:

• Anodi tal-liga tal-manjeżju: Vultaġġ għoli tas-sewqan, adattat għal-ħamrija ta 'reżistività għolja jew ilma ħelu.
• Anodi tal-liga taż-żingu: Vultaġġ baxx tas-sewqan, adattat għal-ħamrija b'reżistività baxxa (<1000 Ω·cm).

3) Parametri tad-disinn:

• Densità tal-kurrent tal-protezzjoni: 0.02~10 mA/m² (skond il-kwalità tal-kisi u xenarji tal-pipeline, eż, 5-10 mA/m² għal pajpijiet midfuna miksija 3PE{-f'sistemi reġjonali, 0.01-0.05 mA/m² għal linji tal-pajpijiet b'distanza twila miksija 3PE).
• Fond tad-dfin ta 'l-anodu: 1.5 ~ 2 metri (li jinsabu f'saffi tal-ħamrija niedja taħt il-pipelines).

Sistema ta' Kurrenti Impressjonat (CP Kurrenti Impressjonat, ICCP)

1) Xenarji applikabbli:

• Long-distance (>10 km), large-diameter (>DN1000) pipelines.
• Ambjenti tal-ħamrija jew tal-ilma.

2) Komponenti tas-sistema:

• Sodod tal-anodi: Anodi tal-ħadid fondut tas-silikon -għoli, anodi MMO (Mixed Metal Oxide), anodi tal-grafita, anodi flessibbli, eċċ.
• Provvista ta 'enerġija: Rettifikatur potenzjali kostanti (jikkontrolla l-potenzjal f'-0.85 ~ -1.20 V vs. Cu/CuSO₄).
• Elettrodi ta 'referenza: Elettrodi permanenti Cu/CuSO₄ (midfuna ħdejn il-pajpijiet).

3) Iddisinja l-punti ewlenin:

• Sodod tal-anodi remoti Ikbar minn jew ugwali għal 50 metru minn pajpijiet biex tiġi evitata distribuzzjoni irregolari tal-kurrent.
• Sodod tal-anodi distribwiti (punti mxerrda multipli) għal terreni kumplessi jew żoni urbani densi.

Teknoloġiji Ewlenin u Protezzjoni Magħquda

1) Kisi + sinerġija CP:

• Tipi ta 'kisi: 3PE (polietilene ta' tliet-saffi), FBE (epoxy fużjoni-bonded), eċċ.
• Ġestjoni tad-difetti tal-kisi: kopertura CP għal punti bil-ħsara (densità tal-kurrent Inqas minn jew ugwali għal 10 mA/m² meta rata ta' ħsara<1%).

2) Twaħħil u insulazzjoni:

• Uża flanġijiet jew ġonot iżolanti biex tiżola pajpijiet protetti minn strutturi oħra tal-metall li jistgħu jinterferixxu mal-kurrenti CP.
• Installa kejbils tat-twaħħil biex tibbilanċja d-differenzi potenzjali.

1. Mekkaniżmu tal-Korrużjoni tal-PCCP

Karatteristiċi strutturali:

• Wajers ta 'l-azzar prestressed imgeżwer madwar ċilindri ta' l-azzar, miksija b'saffi ta 'barra tal-konkrit.
• Riskji tal-korrużjoni tal-wajer: Il-karbonizzazzjoni tal-konkrit jew il-penetrazzjoni tal-klorur teqred il-films tal-passivazzjoni.

Konsegwenzi tal-korrużjoni:

• Ksur tal-wajer li jwassal għal fqigħ tal-pajpijiet (eż., inċident tal-fqigħ tal-PCCP tal-2000 f'Tampa Bay, l-Istati Uniti).

2. CP Sfidi Tekniċi

Ilqugħ kurrenti:

• Saffi tal-konkrit ifixklu l-kurrent milli jilħaq il-wajers, li jeħtieġu disinji speċjali.

Riskju ta' fraġilità mill-idroġenu:

• -Protezzjoni żejda (potenzjal<-1.00 V vs. Cu/CuSO₄) may cause hydrogen-induced fractures in high-strength wires.

Diffikultajiet fil-monitoraġġ:

• Wajers inkorporati fil-konkos jeħtieġu kejl potenzjali permezz ta 'saffi protettivi.

3. Soluzzjonijiet ta' Implimentazzjoni CP

Anodi mqassma:

• Installa anodi tas-sagrifiċċju tal-liga taż-żingu fil-ħamrija barra l-ħitan tal-pajpijiet, jew anodi żigarella MMO/anodi polimeri konduttivi.

Sodod tal-anodi mill-bogħod:

• Għal pipelines eżistenti, uża sodod ta' anodi-fond biex tippenetra saffi tal-konkrit.

Parametri tad-disinn:

• Potenzjal ta 'protezzjoni: -0.85 ~ -1.00 V (vs. Cu/CuSO₄) biex tevita l-fraġilità tal-idroġenu.
• Densità tal-kurrent: 0.1 ~ 1.0 mA/m² (domanda baxxa ta 'kurrent minħabba reżistenza għolja tal-konkrit).

4. Monitoraġġ u Manutenzjoni

Monitoraġġ potenzjali:

• Sondi: Elettrodi Cu/CuSO₄ saturati midfuna fil-ħamrija jew elettrodi Mn/MnO₂ inkorporati minn qabel fil-konkos għall-monitoraġġ tal-potenzjal tal-wajer-ħin reali.
• Insulazzjoni sezzjonali: Aqsam il-pipelines tal-PCCP f'segmenti għal monitoraġġ potenzjali indipendenti.

Twissija ta' ksur tal-wajer:

• Emissjoni akustika (AE): Issib sinjali tal-mewġ tal-istress minn ksur tal-wajer.
• Metodu elettromanjetiku (EMAT): Skennja l-uċuħ tal-pajpijiet biex tevalwa l-integrità tal-wajer.

• China Harbour Karachi No.4 Water Pipeline EPC Project, Pakistan
• Proġett ta' Desalinizzazzjoni u Provvista ta' Ilma JAFURAH (JFD)
• Xinjiang 180km PCCP Pipeline CP Project bl-użu ta '-anodi taż-żingu ppakkjati minn qabel u anodi ta' żigarella taż-żingu ta 'purità għolja-.
• Proġett tas-Sigurtà tal-Ilma tax-Xorb Rurali Xinjiang Kashi.
• Proġett Konġunt tal-Provvista tal-Ilma tal-Baċin tax-Xmara Xinjiang Pishan (Fażi I) CP
• Ningbo Taoyuan Water Plant & Outbound Pipeline CP Project
• Putian Jinzhong Water Hub Devjazzjoni Proġett - Mazu Branch Kostali PCCP Pipeline

1. Sfidi kurrenti

• Distribuzzjoni irregolari tal-kurrent tal-PCCP: Ħxuna tal-konkrit li tvarja tikkawża taħt-protezzjoni/over-protezzjoni lokali.
• Cost-effettività: PCCP CP jiswa 3 ~ 5 × ogħla mis-sistemi tal-pajpijiet tal-azzar (minħabba rekwiżiti ta 'penetrazzjoni tal-konkrit).
• Kontroll tal-fraġilità tal-idroġenu: Jeħtieġ regolazzjoni potenzjali preċiża (eż., bl-użu ta' limitaturi potenzjali).

2. Direzzjonijiet għall-Innovazzjoni

Materjali tal-anodi intelliġenti:

• Anodi li jirregolaw lilhom infushom -(jaġġusta awtomatikament il-ħruġ tal-kurrent ibbażat fuq l-umdità/salinità).
• Nano-anodi komposti (eż., CNT-MMO mtejba għal effiċjenza mtejba tal-kurrent).

Monitoraġġ diġitali:

• Pjattaformi tal-IoT (Internet tal-Oġġetti) għal analiżi ta'-ħin reali tad-dejta tal-emissjonijiet potenzjali, kurrenti u akustiċi.
• Tagħlim bil-magni biex ibassar il-hotspots tal-korrużjoni u jottimizza l-parametri tal-protezzjoni.

Teknoloġiji ħodor:

• Sistemi ICCP li jaħdmu bix-xemx/riħ-(eż., l-Iskema Idroelettrika tal-Muntanji Snowy tal-Awstralja).

3. Standards u Speċifikazzjonijiet

Standards internazzjonali:

• NACE SP0169 (Kontroll ta' Korrużjoni Esterna fuq Sistemi ta' Pajpijiet Metalliċi taħt l-art jew Mgħaddsa).
• NACE SP0100 (Protezzjoni Katodika għall-Kontroll tal-Korrużjoni Esterna ta' Pipelines tal-Pressjoni tal-Konkrit u Mehrież-Pipelines tal-Azzar Miksijin għal Servizz tal-Ilma jew tad-Drenaġġ).

Standards Ċiniżi:

• GB/T 21448-2017 "Speċifikazzjoni teknika għall-protezzjoni katodika ta 'pipelines tal-azzar midfuna" tiddeskrivi l-istandards għall-protezzjoni tal-pipelines tal-azzar midfuna mill-korrużjoni permezz ta' tekniki ta 'protezzjoni katodika.
• GB/T 19685-2017 "Pajpijiet taċ-ċilindri tal-konkrit prestressed" jipprovdi l-ispeċifikazzjonijiet għall-pajpijiet taċ-ċilindri tal-konkrit prestressed, li huma komunement użati fis-sistemi tal-ilma u tad-drenaġġ.
• GB/T 28725-2012 "Protezzjoni katodika ta 'pajpijiet midfuna taċ-ċilindru tal-konkrit prestressed" tiffoka fuq l-istandards ta' protezzjoni katodika speċifikament għal pajpijiet midfuna taċ-ċilindru tal-konkrit prestressed, li tiżgura l-lonġevità u l-integrità tagħhom.

L-applikazzjonijiet CP f'pipelines tal-ilma tal-art (azzar u PCCP) jeħtieġu disinji mmirati:

• Pajpijiet tal-azzar: Iffoka fuq is-sinerġija tal-kisi + CP biex tindirizza l-kurrenti mifruxa u l-korrużjoni tal-ħamrija.
• PCCP: Protezzjoni diretta tal-wajer permezz ta 'saffi tal-konkrit filwaqt li jibbilanċjaw ir-riskji tal-fraġilità tal-idroġenu.

Ix-xejriet futuri jenfasizzaw il-monitoraġġ intelliġenti, materjali ta' fraġilità ta'-idroġenu-baxx, u soluzzjonijiet ta' enerġija ħadra biex jissodisfaw it-talbiet ta' affidabbiltà għal-distanza twila ta' trasferiment tal-ilma u netwerks urbani, li javvanzaw l-infrastruttura tal-ilma lejn ħajja ta' servizz twila ta' seklu-.