הגנה על נפט, גז טבעי ושדות נפט

הגנה קתודית היא טכנולוגיה המונעת קורוזיה מתכת באמצעות עקרונות אלקטרוכימיים ונמצאת בשימוש נרחב במתקני מתכת כגון צינורות, מיכלי אגירה ומפרעות בתעשיית הנפט והגז. עקרון הליבה הוא: באמצעות זרם חיצוני או אנודה קורבן, מבנה המתכת המוגן הופך לקתודה של התא האלקטרוכימי, מדכא את תגובת החמצון (קורוזיה) על פני המתכת, ובכך מאריך את חיי השירות של הציוד.

ההגנה הקתודית הנפוצה בשדות נפט, גז טבעי ונפט מתחלקת לשני סוגים: הגנה קתודית של האנודה להקרבה והגנה קתודית מרשימה.

הגנה קתודית לאנודת הקרבה:

• עִקָרוֹן: מתכת בעלת פוטנציאל שלילי יותר (כגון אבץ, אלומיניום וסגסוגות מגנזיום) משמשת כאנודה ומחוברת למתכת שיש להגן עליה. באמצעות קורוזיה משלו, הוא מספק זרם מגן למבנה המתכת.
• תכונות:

1. הוא אינו מצריך אספקת חשמל חיצונית ומתאים לאזורים מרוחקים או -ללא חשמל (כגון צינורות- באר יחידות ומיכלי אחסון קטנים).
2. זה קל להתקנה ועלויות תחזוקה נמוכות, אך יש להחליף את האנודה באופן קבוע לאחר הצריכה.

הגנה קתודית נוכחית מתרשמת:

• עִקָרוֹן:באמצעות מקור מתח חיצוני כגון מיישר שנאי, מופעל זרם קתודי על המתכת המוגנת כדי לנטרל את זרם הקורוזיה. המערכת כוללת אנודות עזר (כגון ברזל יצוק סיליקון גבוה-, גרפיט), אלקטרודות ייחוס (לניטור פוטנציאל) וציוד אספקת חשמל.
• תכונות:

1. יש לו טווח הגנה רחב ותפוקת זרם מתכווננת, מה שהופך אותו מתאים לתרחישים מורכבים כגון צינורות-למרחקים ארוכים וקבוצות מיכלים גדולות.
2. נדרש אספקת חשמל יציבה (חשמל רשת או אנרגיה סולארית). ההשקעה הראשונית גבוהה יחסית, אך-העלות לטווח ארוך ניתנת לשליטה.

• הֶרכֵּב:

1. מיישר שנאי

מיישר השנאי שולט במדויק על זרם המוצא והמתח כדי לספק זרם קיטוב קתודי יציב למתכת המוגנת, תוך שמירה על הפוטנציאל שלה בטווח עמיד בפני קורוזיה- ובטוח.

2. מיטת קרקע אנודה:

תפקידה של האנודה העזרה הוא להעביר את פלט הזרם הישר על ידי אספקת הזרם הישר מהמדיום למבנה המתכת המוגן.

3. אלקטרודת ייחוס:

• אלקטרודת התייחסות למדידה: מנטרת את הפוטנציאל של המבנה המוגן.
• אלקטרודת ייחוס בקרה: היא מספקת אותות בקרה למיישר השנאי הנשלט אוטומטית כדי להתאים את זרם המוצא, מה שמבטיח שהמבנה המוגן תמיד במצב מגן טוב.

4. מערכת ניטור:

שידור-בזמן אמת של נתונים פוטנציאליים ונוכחיים כדי להתריע על סיכוני קורוזיה חריגים.