Petrol boru hatları koruması

Ülkemizde yaygın olarak kullanılan çelik boru koruma katmanları arasında petrol asfaltı, PE kılıf ve PE köpük kılıf, epoksi kömür asfaltı, kömür katranlı seramik boya, epoksi tozu ve üç katmanlı kompozit yapı, epoksi kömür asfaltlı soğuk sargı bantları (PF tipi) ve kauçuk-plastik tipi epoksi kömür asfaltlı soğuk sargı bantları (RPC tipi) yer alır. Günümüzde en çok kullanılan boru koruma yöntemleri ise üç katmanlı PE kompozit yapısı, tek katmanlı toz epoksi, PF tipi soğuk sargı bantları ve RPC tipi soğuk sargı bantlarıdır.

Koruma yöntemleri A, Kaplama ile koruma: Boru koruması için, pası giderilmiş metal boru yüzeylerine boya, eşit ve sıkı bir şekilde uygulanır; bu sayede borular çeşitli aşındırıcı maddelerden izole edilir. Bu, boru korumanın en temel yöntemlerinden biridir. 1970’lerden bu yana, kutuplar ve okyanuslar gibi zorlu ortamlarda boru döşenmesi ve petrolün ısıtılarak taşınması sonucu boruların sıcaklığının artması gibi faktörler, kaplama performanslarına daha fazla talep getirmiştir. Bu nedenle, boru hatlarının korozyon önleyici kaplamalarında giderek daha fazla kompozit malzemeler veya kompozit yapılar kullanılmaktadır. 1. Dış duvar koruyucu kaplama: Borunun dış duvarı için kullanılan kaplama malzemelerinin türleri ve kullanım koşulları. ②İç duvar koruyucu kaplama: Boru içindeki korozyonu önlemek, sürtünme direncini azaltmak ve taşıma kapasitesini artırmak için borunun iç duvarına sürülen ince film. Yaygın olarak kullanılan kaplamalar, amin ile sertleştirilmiş epoksi reçineler ve poliamid epoksi reçinelerdir; kaplamanın kalınlığı 0,038–0,2 milimetredir. Kaplamanın boru duvarıyla sağlam bir şekilde bağlanmasını sağlamak için, borunun iç yüzeyinin işlenmesi gereklidir. 70’lerden beri, iç ve dış duvar kaplamalarında aynı malzemenin kullanılması eğilimi vardır; böylece iç ve dış duvarların kaplanması aynı anda gerçekleştirilebilir. ③Koruyucu ve yalıtıcı kaplama: Orta ve küçük çaplı, ham petrol veya yakıt yağı taşıyan borularda, borunun toprağa ısı kaybetmesini azaltmak için borunun dışına yalıtım ve koruma işlevi gören bir kompozit katman eklenir. Yaygın olarak kullanılan yalıtım malzemesi sert poliüretan köpük plastiktir ve uygulanabilir sıcaklık aralığı –185～95℃’dir. Bu malzemenin dokusu yumuşaktır; mukavemetini artırmak için yalıtım katmanının dışına yüksek yoğunluklu polietilen bir katman eklenerek, yeraltı sularının yalıtım katmanına sızmasını önleyen kompozit bir yapı oluşturulur. B. Elektrokimyasal koruma: Metalin çevresindeki ortama göre elektrot potansiyelini değiştirerek metali korozyondan koruma yöntemi. Uzun mesafe boru hatlarının elektrokimyasal koruması yalnızca katotik koruma ve elektrokorozyon önleme yöntemlerini kapsar. ①Katkot koruması: Metalin korozyonunu önlemek için korunacak metalin katot haline getirilmesi yöntemi. Bu yöntem, gemilerin korozyonuna karşı korunmasında 150 yıldan fazla bir süredir kullanılmaktadır ； 1928’de ilk kez borularda kullanıldığında, metal korozyon pillerinde katodun korozyona uğramaması ve anodun korozyona uğraması ilkesi, metal koruma teknolojisinde uygulanmıştır. Dışarıdan uygulanan akım kullanılarak elektrolit içindeki korunan metal yüzeyinin tamamı katot polarize edilirse, korozyon meydana gelmez. Bir borunun katot koruması kriterlerini karşılayıp karşılamadığını belirlemek için iki kriter vardır. Birincisi, en düşük koruma potansiyelidir; bu, metalin elektrolit içinde korozyon sürecinin durduğu noktadaki katot polarizasyon potansiyelidir ； Değeri çevre gibi faktörlerle ilgilidir; yaygın olarak kullanılan değer -850 milivolt’tur (bakır-kuprat referans elektroduna göre ölçülmüştür, aynı şekilde). İkincisi, en yüksek koruma potansiyeli; yani korunan metal yüzeyinin ulaşabileceği en yüksek potansiyel değeridir. Katkot polarizasyonu aşırı derecede yüksek olduğunda, boru yüzeyi ile kaplama arasında hidrojen gazı oluşur ve bu da kaplamanın katotik olarak ayrılmasına neden olur. Bu yüzden kaplamanın zarar görmesini önlemek için toplama noktasının potansiyelinin izin verilen aralıkta tutulması gerekir. Bu değer kaplamanın özellikleriyle ilgilidir ve genellikle –1,20 ile –2,0 volt arasında alınır. Yeraltı boru hatlarının katot korumasını sağlamak için ekstra akım yöntemi ve fedakar anot yöntemi olmak üzere iki yöntem vardır. Dış akım yöntemi, doğru akım kaynağı kullanılarak, negatif kutbun korunan boru hattına, pozitif kutbun ise anot zemine bağlanması esasına dayanır. Devre bağlandıktan sonra, boru katotla polarize edilir. Koruma borusunun toprağa göre potansiyeli en düşük koruma potansiyeline ulaştığında, tam katalitik koruma sağlanmış olur. Bağlantısı Şekil 3’te gösterilmiştir. Yaygın olarak kullanılan tüm doğru akım kaynakları kullanılabilir; bunlar arasında özellikle doğrultucular yaygındır. Doğru akım çıkışı genellikle 60 volt, 30 amperin altındadır. Yeni tip doğru akım güç kaynakları arasında termoelektrik jeneratörler, güneş pilleri vb. bulunur ve genellikle elektrik sıkıntısı olan bölgelerde kullanılır. Anot zemini, doğru akım kaynağının pozitif kutbuna bağlı olan ve toprakla iyi bir elektriksel temas kuran iletken bir yapıdır; aynı zamanda anot topraklama cihazı olarak da adlandırılır ； Yaygın olarak kullanılan malzemeler karbon çelik, yüksek silisyumlu demir, grafit, manyetik demir oksit vb. dir. Anot zemini, toprak direncinin düşük olduğu, koruma akımının kolayca dağıldığı ve aynı zamanda komşu yeraltı yapılarını rahatsız etmeyen yerlerde kurulur. Anot, borunun gömülme konumuna göre belirlenir ve sığ gömülü uzak mesafe anotları ile derin anotlar olmak üzere iki türü vardır. Katkı koruma parametrelerini belirlemek ve boru hattının katkı koruma etkinliğini değerlendirmek için, boru hattı boyunca ölçüm noktaları ve kontrol plakaları yerleştirilmelidir. Eşlik eden ölçüm cihazları arasında yüksek dirençli voltmetre, ampermetre, bakır sülfat elektrotu vb. bulunur. 1970’lerden itibaren, boru hatları üzerindeki hava taraması ile birleştirilen katot koruma parametreleri uzaktan ölçüm sistemleri kullanılmaya başlanmış; ölçülen veriler ise bilgisayarlar aracılığıyla işlenmiştir. Ek akım katot korumasında tek istasyonla koruma mesafesi genellikle onlarca kilometreye ulaşabilir ve uzun mesafe boru hatlarının katot korumasında bu yöntem sıkça kullanılır. Fedakar anot yöntemi, korunacak metalin elektrot potansiyelinden daha negatif bir potansiyele sahip olan bir metali, korunacak metalle bağlayarak her ikisinin elektrolit içinde bir pili oluşturmasını esas alır. Daha negatif potansiyelli metaller (örneğin magnezyum, çinko, alüminyum ve alaşımları) anot olur ve akım verilirken giderek tükenir. Korunan boru metali ise katot olarak görev yaparak korozyondan korunur; bu yüzden daha negatif potansiyelli metallere fedakar anot denir. Bağlantısı Şekil 4’te gösterilmiştir. Yeraltı boruları fedakar anot koruması kullanılarak korunur; bunun belirleyici faktörleri anottan akan akım, anot sayısı ve koruma uzunluğudur. Anot türü belirlendikten sonra, yukarıda bahsedilen parametreleri etkileyen faktörler anotun topraklama direnci ve söz konusu anot koruma bölümünün sızıntı direncidir. İlki toprak direnç değerine bağlıdır, ikincisi ise boru kaplamasının direncine ve kaplamanın uygulama kalitesine bağlıdır. Feda anodunun kullanım ömrü ağırlığıyla ilgilidir ve ihtiyaca göre birkaç yıldan onlarca yıla kadar sürebilir. Feda anotları, düşük yatırım maliyeti, basit yönetimi, harici bir güç kaynağına ihtiyaç duymaması ve parazitik korozyonu etkili bir şekilde önleme gibi avantajlara sahip olduğundan, yeraltı metal borularının korozyona karşı korunmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. ②Elektrokimyasal aşınmayı önleme yöntemi: Birincisi, gürültülü akım kaynaklarına ilişkin tesislerde önlemler alarak sızıntı akımını en aza indirmektir ； İkincisi, boru döşenirken mümkün olduğunca dağınık akımın bulunduğu bölgelerden kaçınılmalı veya rahatsız edilen boru bölümlerinin yalıtım ve koruma katmanlarının kalitesi artırılmalı; ekranlama, yalıtımlı flanş kullanma gibi önlemler alınmalıdır ； Üçüncüsü, müdahale edilen borular için akış yönlendirme koruması sağlamaktır; yani, gürültü akımını müdahale edilen borudan, sızıntı akımının oluştuğu elektrik şebekesine geri yönlendirerek, gürültü akımının borulara verdiği korozyonu ortadan kaldırmaktır. Uygulama alanlarına ve drenaj ekipmanlarının farklı performans özelliklerine göre, doğrudan drenaj, polariteye dayalı drenaj ve zorunlu drenaj olmak üzere üç türü vardır. İletim girişim voltajlarına karşı koruma için birçok ** alanında teknik düzenlemeler bulunmaktadır; bunlar esas olarak güvenli mesafe ve boru hatlarındaki akım tahliyesi yöntemleri kullanılarak boru hatlarının zarar görmesini engellemeyi amaçlamaktadır.