Açık Deniz Petrol ve Gaz Sahası Projelerinde Katodik Koruma (CP) Teknolojisi

Katodik koruma (CP, Katodik Koruma) teknolojisi, açık deniz petrol ve gaz sahası projelerinde çok önemlidir ve öncelikle deniz suyuna, deniz tabanı çamuruna ve gelgit bölgelerine maruz kalan metal tesislerin (örn. platformlar, boru hatları, deniz altı ekipmanları) elektrokimyasal korozyonunu önlemek için kullanılır.

Sabit Açık Deniz Platformları (Ceket ve Üst Taraf)

• Ceket Ayakları: Deniz suyuna ve deniz dibi çamuruna batırılmış destek yapıları.
• Ceket boru şeklindeki bağlantıları: Korozyona yatkın kaynaklı alanlar.
• Üst taraftaki destek yapıları: Batık bölümler.

Denizaltı Boru Hatları

• Karbon çelik boru hatları: Deniz suyuna maruz kalan dış duvarlar; iç duvarlar aşındırıcı maddeleri taşıyabilir (örn. CO₂, H₂S).
• Yalıtımlı boru hatları (örneğin, Boru-içinde-Boru): Katodik korumayı önlemek için özel tasarım gerektirir.

Denizaltı Üretim Sistemleri

• Noel ağaçları, manifoldlar: Uzun-deniz suyuna batırılan yüksek-değerli ekipmanlar.
• Jumper'lar, yükselticiler: Yorulma korozyonuna duyarlı dinamik yük alanları.

FPSO (Yüzen Üretim Depolama ve Boşaltma Üniteleri)

• Gövde: Deniz suyuyla temas eden çelik levhalar.
• Balast tankları: Korozyona yatkın kapalı nemli alanlar.

Denizaltı Kabloları ve Topraklama Sistemleri

• Kablo zırh katmanları: Metal zırh katmanları korozyona karşı koruma gerektirir.
• Anot topraklama elektrotları: Kaçak akımın korozyonunu önleyin.

1. Kurban Anot CP (SACP)

Uygulanabilir senaryolar:

• Deniz suyu ortamları.
• Küçük yapılar veya yerelleştirilmiş koruma.
• Güç kaynağı olmayan deniz altı tesisleri.

Ortak anot malzemeleri:

• Alüminyum alaşımlı anotlar: En yaygın olarak kullanılan, sürüş voltajı -1,1V (Ag/AgCl'ye kıyasla), kullanım ömrü 25-50 yıl.
• Çinko alaşımlı anotlar: Sürüş voltajı -1,05V, düşük-sıcaklıktaki veya düşük tuzluluktaki sular için uygundur.

Kurulum yöntemleri:

• Kaynak veya cıvatalama (örn. platform ayakları, boru hatları).
• Askıya alınmış kurulum (örneğin, FPSO balast tankları).

2. İthMevcut CP'yi (ICCP) geri aldı

Uygulanabilir senaryolar:

• Büyük yapılar (örneğin, FPSO gövdeleri, açık deniz platformları).
• Yüksek-akım- talebi olan alanlar (örneğin, sert aşındırıcı ortamlar veya ileri derecede bozulmuş kaplamalar).
• Derin su projeleri (kurban anot değişimi zordur).

Anahtar bileşenler:

Yardımcı anotlar:

• MMO anodes (Mixed Metal Oxide): Suitable for seawater, lifespan >20 yıl.
• Platin-niyobyum anotlar: Yüksek akım çıkışı, asidik ortamlara dayanıklıdır.
• Transformatör redresörleri: Referans elektrot geri bildirimine göre akımı otomatik olarak ayarlar.

Referans elektrotları:

• Ag/AgCl (deniz suyu): En yaygın, kararlı ve güvenilir.
• Zn (kalıcı referans elektrotları): Derin su veya tortu ortamlarında kullanılır.

Kurulum yöntemleri:

• Dağıtılmış anotlar (örneğin, FPSO gövdelerindeki çoklu anot noktaları).
• Uzak anot yatakları (örneğin, deniz altı boru hatları için anot dizileri).
• Gerilmiş anotlar.

1. Açık Deniz Platformu Koruması

Kurban anotlar:

• Ceket ayaklarına ve boru şeklindeki bağlantılara kaynaklanmış alüminyum alaşımlı anot blokları.

Etkilenen akım:

• Büyük platformlar için alt platform bölümlerine MMO anotları monte edilir.
• Kritik izleme noktalarına yerleştirilmiş referans elektrotları.

2. Denizaltı Boru Hattı Koruması

Kurban anotlar:

• Boru hatlarına kenetlenen alüminyum alaşımlı bilezik anotları.
• Yalıtımlı boru hatları, koruma önleyici tasarımlar (örneğin, özel kaplamalar veya anot düzenleri) gerektirir.

Etkilenen akım:

• Derin su boru hatları uzak anot dizilerini (örneğin deniz altı anot yatakları) kullanır.
• Açık deniz platformları uzak veya gerilmiş anotlar kullanır.

3. Denizaltı Üretim Sisteminin Korunması

Noel ağaçları/manifoldları:

• Ekipman yüzeylerine doğrudan monte edilen alüminyum alaşımlı anotlar.
• Standartlaştırılmış anot arayüzleri (örneğin, ISO 15589-2).

Jumper'lar:

• Kurban anotlar.

4.FPSO Koruması

Gövde:

• MMO anotları + yüksek-saflıkta çinko referans elektrotları içeren ICCP sistemleri.
• Balast tanklarında asılı alüminyum alaşımlı anotlar kullanılır.

Bağlama sistemleri:

• Kurban anotlarla korunan zincirler ve kablolar.

1. Deepwater Environments (>1000m)

Sorunlar:

• Düşük sıcaklıklar ve yüksek basınç anot performansını düşürür.
• Uzun ömürlü tasarımlar gerektiren zor bakım.{0}}

Çözümler:

• Yüksek-verimli alüminyum alaşımlı anotlar (örneğin, Al-Zn-In-Sn).
• Son derece güvenilir platin{0}niyobyum anotlara sahip ICCP sistemleri.

2. Katodik Koruma

Sorun:

• Yalıtım katmanları veya kalın kaplamalar akımın metal yüzeylere ulaşmasını engeller.

Çözümler:

• İletken kaplamalar veya lokalize çıplak metal tasarımlar kullanın.
• Anot yerleşiminde koruyucu bölgelerden kaçının.

3. Dinamik Yükler (örneğin Yükselticiler, Jumper'lar)

Sorun:

• Yorulma gerilmeleri korozyonu hızlandırır.

Çözümler:

• Esnek anot şeritleri (örneğin polimer kablo anotları).
• Stres konsantrasyonunu azaltmak için anot dağılımını optimize edin.

4. Mikrobiyolojik Etkilenen Korozyon (MIC)

Sorun:

• Sülfat- indirgeyen bakteriler (SRB), deniz yatağı çökeltilerinde gelişir.

Çözümler:

• Koruma potansiyelini artırın (-0,95V, Ag/AgCl'ye karşı).
• Biyosit tedavileriyle birleştirin.

1. Potansiyel izleme:

• Platform/boru hattı potansiyellerinin düzenli dalgıç veya ROV denetimleri.
• Kalıcı referans elektrotları + veri kaydediciler (örn. derin su projeleri) takın.

2. Anotun değiştirilmesi:

• Kütle kaldığında kurban anotları değiştirin<20% (via ROV or divers).
• ICCP redresörlerinin ve anot tüketiminin yıllık kontrolleri.

1. Uluslararası standartlar:

• ISO 15589-2: Petrol ve doğal gaz endüstrileri - Boru hattı taşıma sistemlerinin katodik koruması - Bölüm 2: Açık deniz boru hatları.
• DNV-RP-B401: Katodik Koruma Tasarımı.
• NACE SP0176-2022: Petrol Üretimiyle İlgili Kalıcı Olarak Kurulu Çelik Açık Deniz Yapılarının Sualtı Alanlarının Korozyon Kontrolü.

2. Çin standartları:

• SY/T 10008-2016: Sabit Açık Deniz Çelik Petrol Üretim Yapılarının Tamamen Sualtı Bölgeleri için Korozyon Kontrolü.
• SY/T 7699-2023: Açık Deniz Çelik Yapıları için Etkilenmiş Akım Katodik Koruması.

• Petrobras Budzios-11 ve Mero 4-11 Petrol ve Gaz Sahası Denizaltı Üretim Sistemi
• TPAO Sakarya Gaz Sahası Geliştirme Projesi Faz I Denizaltı Üretim Sistemi.
• CNOOC Lingshui 17-2 ve 25-1 Gaz Sahası Geliştirme Denizaltı Boru Hatları.
• Nijer-Benin İhracat Denizaltı Boru Hattı Katodik Koruma Projesi.
• Bangladeş Tek Noktadan Bağlama ve Çift Denizaltı Boru Hattı Projesi.
• Dongying Limanı 250.000 Tonluk Ham Petrol İthalat Terminali ve Denizaltı Boru Hattı Projesi.
• CNOOC Lingshui 17-2 Yarı Dalgıç Üretim Depolama Platformu (FPSO).
• Katar NOC Ruya Petrol Sahası Geliştirme Kuyu Başı Platformları ve Denizaltı Boru Hatları.

Açık deniz petrol ve gaz projelerinde katodik koruma, korozyonun önlenmesi için temel teknolojidir. Kurban anot ve etkilenmeli akım yöntemleri arasındaki seçim, ROV izleme, uzun-ömürlü malzemeler (örneğin, MMO titanyum anotlar) ve akıllı kontrol sistemleri (örneğin, transformatör redresörleri) ile desteklenen su derinliğine, çevreye ve yapı tipine bağlıdır. Doğru tasarım, tesis ömrünü 30 yılın üzerine çıkararak işletme maliyetlerini ve sızıntı risklerini önemli ölçüde azaltır.