Kõrge ränisisaldusega malm vs MMO – praktilised kogemused süvakaevude anoodimaterjalide valikul

Kõrge ränisisaldusega malm vs MMO – praktilised kogemused süvakaevude anoodimaterjalide valikul

Katoodkaitse projekteerimise aastate jooksul on alati, kui süvakaevu anoodiprojekt kerkib esile, esimene küsimus, mille klient tavaliselt küsib: "Andke mulle soovitus – midagi kulutõhusat." Teine on: "Kas me peaksime kasutama kõrge ränisisaldusega malmi või MMO-d?" Ausalt öeldes ei saa te neile lihtsalt oma peast vastata. See sõltub saidi tingimustest, eelarvest ja ennekõike sellest, mitu aastat te eeldate, et süsteem kestab.

Praegu on turul kaks peamist süvakaevude anoodimaterjalide perekonda: kõrge ränisisaldusega malm ja segatud metalloksiidiga kaetud titaan (lühidalt MMO). Üks on vana kooli, karm ja odav; teine ​​on uuem, kauakestev ja kallim. Vaatame neid reaalse maailma kogemuse põhjal üksikasjalikult läbi.

Kõrge ränisisaldusega malm – tööhobune

Kõrge ränisisaldusega malm sisaldab tavaliselt 14,5–17% räni – see vahemik on välja töötatud aastakümnete jooksul. Vähem räni ja see ei talu hästi korrosiooni; rohkem räni ja see muutub liiga rabedaks. Töötamise ajal tekib selle pinnale ränidioksiidi passiivne kile, mis toimib nagu soomus. See talub happelist keskkonda kuni pH 1–4 ja kloriidi kontsentratsiooni kuni umbes 500 ppm. Kuid kui paned selle tugevatesse leelistesse või kõrge kloriidisisaldusega soolasesse mulda, on tal probleeme.

Elektriliselt annab standardne kõrge ränisisaldusega malmist anood (Φ50 × 1000 mm) umbes 1,5–2 A väljundvõimsust, mille tarbimismäär on ligikaudu 0,05–0,2 kg/(A·a). Disaini kasutusiga on tavaliselt 15 kuni 20 aastat. Ja see on tõeliselt odav – eelpakendatud üksus maksab umbes 300 jüaani. Keskmise suurusega jaamade ja piirkondliku kaitse puhul on esialgne investeerimissurve madal ja tehnoloogia on piisavalt küps, et iga ehitusmeeskond saaks selle paigaldada.

Negatiivne külg on selle voolutihedus – umbes 10–15 A/m². Kui teil on vaja kaitsta mitukümmend kilomeetrit torustikku, on vaja palju anoode ja kaevude arvu suurenedes ei pruugi kogumaksumus madalaks jääda.

MMO anoodid – titaanist alus, väärismetallist kate, ehitatud kestma

MMO (mixed metal oxide) anoodidhttp://dinoer-anodes.comkasutage titaansubstraati, mis on kaetud õhukese väärismetallioksiidide kihiga, nagu iriidium, tantaal või plaatina. Kattekiht on vaid mõne mikroni paksune, kuid selle katalüütiline aktiivsus on äärmiselt kõrge. Lubatud töövoolutihedus võib ulatuda 50–80 A/m² – neli-viis korda suurem kui malm. Tarbimismäär on hämmastavalt madal – umbes 2 mg/(A·a), peaaegu tühine. Disaini eluiga algab 20 aastast ja hästi tehtud eluiga võib ulatuda 50 aastani.

Xinjiangi kõrbegaasivälja projektis kasutasime eelpakendatud MMO süvakaevu anoode. Üks anood andis umbes 15 A ja üks kaev kaitses ligi 60 km torujuhet. Kõrge räni malmi puhul oleks meil vaja olnud vähemalt nelja-viie kaevu – ja peale puurimiskulude ja hilisema hoolduse liitmist oleks malmilahendus olnud kallim.

Muidugi on MMO anoodi esialgne maksumus mitu korda kõrgem kui kõrge ränisisaldusega malm. Eelpakendatud MMO süvaanoodi (tavaliselt 2–4 torukujulist anoodi, mis on järjestikku ühendatud teraskesta sees, läbimõõt 273 mm, pikkus 10–30 meetrit) võib kergesti maksta üle kümne tuhande jüaani. Kuid kogu elutsükli jooksul – eriti kahekümneks või enamaks aastaks kavandatud võtmeprojektide puhul – on MMO sageli odavam, sest seda ei pea peaaegu kunagi välja vahetama ja selle energiatarve on väiksem.

Kuidas valida – rusikareeglid, mida kasutan

Kõigepealt vaadake mulda. Kui eritakistus on alla 100 Ω·m, on kloriidid madalad ja pH neutraalne kuni kergelt happeline, on kõrge ränisisaldusega malm täiesti piisav. Kui viibite kõrbes, Gobis, kõrge soolsusega leelismaal või rannikualal, kus eritakistus on kõrge või soolasisaldus kõrge, ilmnevad MMO eelised – selle madal polarisatsioonipinge tähendab, et see vajab sama kaitse jaoks vähem sõidupinget, mis säästab elektrit.

Teiseks vaadake nõutavat kasutusiga. Kui omanik ütleb: "Seda torujuhet kasutatakse ainult viisteist aastat, siis võidakse see ümber suunata või kasutusest kõrvaldada," on malm mõistlik valik. Kui tegemist on riikliku magistraalliiniga, mida vähemalt kolmkümmend aastat ei kaevata, tuleb minna MMO-ga – vastasel juhul tuleb viieteistkümne aasta pärast tagasi tulla ja uued kaevud juurde teha ning selleks ajaks võib maa olla sillutatud või hõivatud muude rajatistega, mis teeb puurimise võimatuks.

Kolmandaks kaaluge kaitsevahemikku. Kaugtorustikud kulgevad kümneid või sadu kilomeetreid – ühel MMO-kaevul on palju suurem kaitseraadius, mis võib oluliselt vähendada kaevude arvu, säästes kaudselt maa omandamise, puurimise ja tagasitäitmise kulusid. Jaamas sees olevate mõne kilomeetri torude või mõne mahutiklastri jaoks on malmkaevud sageli säästlikumad.

See ei ole must-valge valik. Minu tavapärane lähenemine on koostada elutsükli kulude analüüs, võttes arvesse alginvesteeringut, kasutuskulusid, hooldus- ja asenduskulusid ning riskikadusid – siis las numbrid räägivad. Kuid lõpuks olenemata sellest, millise materjali valite,vajate siiski häid paigaldustavasid. Suurepärane anood, mis on halvasti paigaldatud, on raha raiskamine.