Offshore shamol fermalarida katodik himoya texnologiyasini qo'llash

Katodik himoya texnologiyasi (Cathodic Protection, CP) dengiz shamol sanoatida korroziyani nazorat qilishning muhim usuli bo'lib, birinchi navbatda po'lat konstruktsiyalarni (masalan, monopil poydevorlar, ko'ylagi tuzilmalari va dengiz podstansiyalari) dengiz suvi va dengiz atmosferasidagi elektrokimyoviy korroziyadan himoya qilish uchun ishlatiladi. Dengizdagi shamol inshootlarining yuqori shoʻrligi, namligi, toʻlqinlarni tozalash va mikroorganizmlar bilan tavsiflangan murakkab korroziy muhitlarga-uzoq muddatli taʼsiri tufayli katodik himoya texnologiyasi ularning uzoq muddatli xavfsiz ishlashini taʼminlashning asosiy chora-tadbirlaridan biriga aylandi.

Dengizdagi shamol inshootlarida korroziya, birinchi navbatda, quyidagi ekologik omillardan kelib chiqadi:

• Dengiz suvi korroziyasi: Yuqori sho'rlanish, erigan kislorod va xlorid ionlari metall korroziyasini tezlashtiradi.
• To'lqin zonasi korroziyasi: navbatma-navbat nam{0}}quruq davrlar kislorod kontsentratsiyasidagi farqlarni keltirib chiqaradi va mahalliy korroziyani kuchaytiradi.
• Dengiz biofouling: Mikroorganizmlar (masalan, sulfat{2}}qaytaruvchi bakteriyalar) mahalliy korroziyaga yordam beradi.
• Tsiklik yuklanish: shamol va to'lqinlar tomonidan qo'zg'atilgan dinamik stresslar korroziya charchoqlarini tezlashtiradi.

Odatda korroziyaga-moyillik joylari:

• Monopil asoslar: suvga cho'mgan zona, suv oqimi zonasi, chayqalish zonasi.
• Ko'ylagi tuzilmalari va o'tish qismlari: payvandlangan bo'g'inlar, quvurli tugunlar.
• Offshore podstantsiya platformalari: po'lat qoziqlar, pastki qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalar.
• Ichki quvur liniyalari: Kabel po'lat korpuslari, grout quvurlari.

1. Qurbonlik anodining katod himoyasi (SACP)

Printsip:

• Anod sifatida elektrokimyoviy faolligi yuqori bo'lgan metallardan (masalan, alyuminiy, rux qotishmalari) foydalanadi, ular po'lat konstruktsiyalarni himoya qilish uchun afzallik bilan korroziyaga uchraydi.

Ilovalar:

• Monopil asoslar: to'g'ridan-to'g'ri qoziq yuzasiga payvandlangan yoki murvatlangan anodlar.
• Ko'ylagi quvurli tugunlar: quvurli bo'g'inlar atrofida o'rnatilgan halqali anodlar.
• O'tish qismi grout zonalari: grout materiallari ichiga ko'milgan anodlar.

Anod materiallari:

• Alyuminiy qotishma anodlari: Yuqori oqim samaradorligi (85% ~ 90%), yuqori elektr quvvati, dengiz suvi muhiti uchun mos.
• Sink qotishma anodlari: Zo'r barqarorlik, dengiz suvi va dengiz tubidagi loyda 90% ~ 95% oqim samaradorligi, dengiz suvi va dengiz osti loy muhitiga mos keladi.

Dizayn masalalari:

• Strukturaning ishlash muddati (odatda 25-30 yil) asosida anod miqdori va taqsimotini hisoblang.
• Joriy zichlik talablarini ko'rib chiqing (masalan, suv ostidagi zona: 80~120 mA/m²; suv oqimi zonasi: 150~200 mA/m²; -loy zonasi: 20~25 mA/m²).

2. Ta'sirlangan joriy katod himoyasi (ICCP)

Printsip:

• Metall yuzasida katodik polarizatsiyani keltirib chiqaradigan himoyalangan strukturaga oqim oqimini majburlash uchun tashqi quvvat manbasidan foydalanadi.

Ilovalar:

• Katta dengiz podstansiyasi platformalari: Yuqori qamrov maydoni va joriy talab.
• Murakkab tuzilmalar: ko'p-qoziqli kurtkalar yoki dinamik kabel tizimlari.

Tizim komponentlari:

• Anodlar: aralash metall oksidi (MMO) anodlari, platinlashtirilgan niobiy anod, platinlashtirilgan titanium anod.
• Elektr ta'minoti: transformator rektifikatorlari yoki doimiy oqim to'g'irlagichlari.
• Yoʻnaltiruvchi elektrodlar: Ag/AgCl yoki rux elektrodlari real vaqt potentsialini kuzatish uchun-.

Afzalliklari:

• Dinamik korroziyali muhitga moslashish uchun sozlanishi oqim chiqishi.
• Suitable for long-life projects (>30 yil) past texnik xarajatlar bilan.

1. Potentsial mezonlar:

• Po'lat konstruktsiyalar uchun himoya potentsial diapazoni: -0,80 V ~ -1,10 V (Ag/AgCl elektrodiga nisbatan).
• Qoplamaning parchalanishi yoki vodorodning mo'rtlashishini oldini olish uchun{0}}ortiqcha himoyalanishdan saqlaning (potentsiallar -1,10 V va Ag/AgCl dan past).

2. Anodni joylashtirish va o'rnatish:

• Monopil poydevorlar: Anodlar odatda aylana bo'ylab joylashgan bo'lib, suv toshqini zonalari va loydan past bo'lgan joylarga qaratilgan.
• Ko'ylagi tuzilmalari: quvurli bo'g'inlar va payvand choklarida anod zichligi oshishi.
• Dinamik zonalar: Strukturaviy deformatsiyaga moslashish uchun kuchlanishli yordamchi anodlar yoki segmentli dizaynlardan foydalaning.

3. Qoplama sinergiyasi:

• CP yuqori samarali{0}}korroziyaga qarshi-qoplamalar (masalan, epoksi, poliuretan) bilan birlashtirilishi kerak.
• Katodik himoya qoplama nuqsonlari yoki shikastlanishlarini qoplaydi.

4. Monitoring va texnik xizmat ko'rsatish:

• Potentsial monitoring: Oldindan oʻrnatilgan mos yozuvlar elektrodlari yoki ROV tekshiruvlari- orqali.
• Anod iste'molini tekshirish: anod qoldiq massasini yoki oqim chiqishini muntazam ravishda o'lchash.
• Aqlli tizimlar: IoT{0}}quyidagi boshqaruv markazlariga real vaqt-ma’lumotlarni uzatishni yoqdi.

• Germaniyaning Ocean Breeze Energy Bard Offshore 1 shamol fermasi.
• Shenneng Hainan CZ2 600MVt offshore shamol energiyasini namoyish qilish loyihasi.
• CGN Shanwei Jiazi II 400MW Offshore Wind Farm ICCP System tadqiqot loyihasi.
• SPIC Xiangshan 1 # 500 MVt quvvatga ega offshore shamol fermasi loyihasi.
• Xitoy Uch Gorges Yangjiang Yangxi Shapa 300MVt quvvatga ega offshore shamol energetikasi loyihasi.
• Huadian Fujian Fuqing Haitan bo'g'ozi 300 MVt offshor shamol loyihasi.
• CPI Dafeng H3 # 300MW Offshore Shamol Farm loyihasi.

1. Texnik qiyinchiliklar

• Dinamik yuklash effektlari: anodli ulanishlar-to‘lqinli charchoq yorilishi.
• Chuqurlik{0}}dengiz muhitlari: 50 metrdan oshiq chuqurliklarda anod oqimining notekis taqsimlanishi.
• Xarajatlarni nazorat qilish: anod materiallari xarajatlari yirik shamol fermalarida umumiy xarajatlarning 10-15% ni tashkil qiladi.

2. Innovatsion yo'nalishlar

Yangi anod materiallari:

• Joriy samaradorlikni oshirish uchun nano-kompozit anodlar (masalan, Al-Zn-In-Ti).
• Ekologik toza anodlar (og'ir metallarning past erishi).

Intellektual tizimlar:

• AI{0}}asosidagi moslashuvchan potentsialni sozlash texnologiyasi.
• ROV-birgalikda monitoring olib borishga yordam berdi.

Gibrid energiya ta'minoti:

• ICCP tizimlarini yashil energiya bilan ta'minlash uchun quyosh va shamol energiyasini integratsiyalash.

3. Standartlar va qoidalar

Xalqaro standartlar:

• ISO 24656-2022 (Dengizdagi shamol konstruksiyalarini katodik himoya qilish).
• DNV-RP-B401 katodik himoya dizayni.

Xitoy standartlari:

• SY / T10030-2018 "Dengizdagi statsionar platformalarning katodik himoya tizimlari uchun dizayn kodi".
• NB/T 10626-2021 "Dengizdagi shamol stansiyalari loyihalarini korroziyaga qarshi loyihalash kodeksi".

Katodik himoya texnologiyasi materialshunoslik, dengiz muhandisligi va aqlli monitoring texnologiyalari integratsiyasini talab qiladigan dengizdagi shamol inshootlarining mustahkamligini ta'minlash uchun asosdir. Sanoat chuqurroq suvlar va kattaroq quvvatlar sari ilgarilab borar ekan, CP tizimlari yuqori samaradorlik, ekologik barqarorlik va aql-idrokka urg'u beradi. Materiallar va raqamli boshqaruv sohasidagi kelajakdagi innovatsiyalar hayot aylanish xarajatlarini kamaytirishi va offshor shamol energiyasining global barqaror rivojlanishini qo'llab-quvvatlashi kutilmoqda.