장거리-석유 및 가스 파이프라인의 음극 보호 기술

음극 보호 기술은 석유 및 가스 전송 파이프라인의 장기적 안전한 작동을 보장하기 위한 핵심 -부식 방지 조치입니다.-

• 토양 부식
• 표류 전류
• 코팅 결함
• 미생물 부식(MIC)

1. 희생양극음극보호(SACP)

적용 시나리오:

• 단거리-거리 파이프라인.
• 안정적인 전원 공급이 불가능한 원격 지역.

일반적인 양극:

• 마그네슘 합금(Mg): 높은 구동 전압(개방-회로 전위-1.7V 대 CSE), 고저항 토양에 적합합니다.
• 아연 합금(Zn): 낮은 구동 전압(개방-회로 전위-1.1V 대 CSE), 저항력이 낮은 토양에 적합합니다.

설치 방법:

• 케이블을 통해 연결된 파이프라인의 양쪽에 희생 양극이 묻혀 있습니다.

2. ICCP(인상 전류 음극 방식)

적용 가능한 시나리오:

• 장거리-전송 파이프라인.
• 역 매설 파이프라인.

핵심 구성요소:

1)보조 양극:

• 고-실리콘 주철 양극(HSCI): 내산성-토양 적합성, 15~25년의 사용 수명.
• MMO 양극: 경량, 고출력 전류, 20~30년 사용 수명.

2)변압기 정류기:

• 음극 보호 전류를 제공하고, 원격 모니터링(유선/무선/모바일 네트워크)을 통해 다양한 작동 모드(정전류/전위/전압)를 지원합니다.

3)양극 접지층:

• 얕은 바닥: 기존 설치, 쉬운 시공, 큰 설치 공간.
• Deep well ground beds (>30m): 컴팩트한 설치 공간, 낮은 접지 저항, 균일한 전류 분포.

4)기준 전극:

• 수명이 긴-황산구리 전극(CSE): 파이프라인 근처에 매립, 정확도 ±10mV.

1. 단면 보호 설계

구역별 전원 공급 장치:

• 50-100km당 하나의 음극 보호 스테이션으로 보호 효과와 효율성의 균형을 유지합니다.

사례:

• 서부-동부 가스 파이프라인 스테이션은 80km마다 정류기 전력은 5kW입니다.

절연 조인트:

• 전류 손실을 방지하기 위해 스테이션 및 밸브 챔버에 설치됩니다.

2. 동적 표류 전류 완화

배수 조치:

• 직접 배수: 접지 본체에 직접 연결된 파이프라인.
• 강제 배수: 빠른-응답 정류기를 통한 동적 역전류 출력으로 간섭을 중화합니다.

모니터링 시스템:

• 테스트 스테이션: 보호 전위, 양극 출력 전류 및 표유 전류를 수동으로 측정하는 데 사용됩니다.
• 스마트 테스트 스테이션: 자동화된 감지 및 원격 데이터 전송을 위한 데이터 수집/통신 모듈을 갖추고 있습니다.

3. 코팅-CP 시너지 최적화

코팅-CP 관계:

• 보완적인 역할과 결합된 보호 CP는 코팅 결함/약한 부분에 중점을 둡니다.
• 코팅 품질이 향상되면 CP 전류 수요가 줄어듭니다.

전류 밀도 설계:

• 새로운 파이프라인: 0.01-0.05 mA/m²(손상되지 않은 코팅).
• 오래된 파이프라인: 0.1-1mA/m²(손상된 코팅에 필요한 전류 증가).

1. 정기점검

CIPS(폐쇄 간격 잠재 조사):

• 2년마다 전체{0}}전선 잠재 조사(1km 간격으로 테스트 스테이션).

DCVG(직류 전압 변화도):

• 코팅 결함을 찾습니다(정확도 ±0.5m).

2. 스마트 모니터링

SCADA 통합:

• 원격 정류기 매개변수 조정 및 실시간-비정상 가능성 경보.

지능형 모니터링:

• 파이프라인을 따라 있는 스마트 테스트 스테이션은 보호 잠재력과 표류 전류 매개변수를 모니터링합니다.

• 서부-동부 가스 파이프라인 III Fujian-광동 지점(광저우-차오저우 섹션).
• 조저우시 고압-압력 천연가스 파이프라인(96.5km) CP 프로젝트.
• Zhuozhou-Yongqing 천연가스 파이프라인(82.35km) CP 프로젝트.
• 중국-러시아 동파이프라인(융칭-상하이) 타이안-타이싱 구간 7단계.
• Ningbo-Taizhou-Wenzhou Natural Gas, Zhejiang-Shanghai Gas Interconnection, Guodian Nanxun 발전소 지원 및 Shangyu-Xinchang 천연가스 파이프라인 프로젝트.

1. 국제:

• ISO 15589-1 "석유, 석유화학 및 천연가스 산업 - 파이프라인 시스템의 음극 보호 - 1부: 육상 파이프라인"
• NACE SP0169-2004 "지하 또는 수중 금속 배관 시스템의 외부 부식 제어"

2. 국내(중국):

• GB/T 21448-2017 "매설 강철 파이프라인에 대한 음극 보호 기술 표준"
• GB50369-2014 "장거리 석유 및 가스 파이프라인 엔지니어링 건설 및 수용에 관한 규정"

전송 파이프라인의 음극 보호에는 포괄적인 고려 사항이 필요합니다.

• 기술 선택: 기본 방법으로 ICCP, 보조 방법으로 SACP.
• 코팅 시너지 효과: 3PE/FBE 코팅을 기초로, CP가 코팅 결함을 보상합니다.
• 스마트 모니터링: 스마트 테스트 스테이션, 수동 검사, 드론 순찰을 통한 통합 수명주기 관리.
• 특수 환경: 영구 동토층/사막 지역(예: 깊은 우물 양극, 태양열 발전)을 위한 맞춤형 설계.

이러한 조치를 통해 누출 위험이 크게 줄어들어 -장기적으로 안전하고 안정적인 파이프라인 운영이 보장됩니다.