طراحي و عمليات سيستم هاي حفاظت كاتدي (CP) براي محافظت از سازه هاي نفت و گاز از خوردگي در محيط دريايي وظيفه اي پيچيده است. توسعه هاي مدرن اغلب شامل مواردي مانند خطوط كم عمق دريا، خطوط لوله، سازه هاي چاهي، پوشش ها و سطح خطوط لوله در توليد، نگهداري، ذخيره سازي، و بارگذاري را شامل مي شوند.

اگر چه اين سازه ها اغلب با فاصله هاي زيادي از هم جدا مي شوند ولي به علت مقاومت نسبتا كم آب دريا، آنها توانايي دخالت در يكديگر را دارند و به طور كلي عملكرد كلي سيستم CP را تحت تأثير قرار مي دهند.

تداخل بين آندها مي تواند توانايي آنها را براي توليد جريان مورد نياز كاهش دهد، گاهي نيز تداخل بين سازه ها رخ مي دهد كه باعث كاهش عمر سيستم حفاظت كاتدي(CP) مي شود. منابع الكتريكي خارجي همچنين مي توانند باعث ايجاد اختلال شوند، مخصوصا براي خطوط لوله.

با اين وجود، در سالهاي اخير، تكنولوژي هاي مدل سازي كامپيوتري پيش بيني هاي بهتر براي عملكرد سيستم حفاظت كاتدي(CP) را فراهم كرده اند، در حالي كه شناسايي خطرات حفاظت و كاهش سرعت جريان دهي آند در اثر تداخل امري ضروري است.

اثرات تداخل آندها بيشتر زماني ديده مي شود كه در نزديك هم در يك دسته بندي قرار داده مي شوند، كه در آن خروجي  جريان آند ها مي تواند به طور اساسي در مقايسه با آنچه كه با محاسبات مقاومت انتظار مي رود كاهش يابد. در همين حال، احتمال دخالت كمتر شناخته شده بين چندين سيستم قرباني شونده  وجود دارد. چنين تداخل مي تواند در شرايط مختلف رخ دهد.

در يك مطالعه نشان داده شده است كه اگر حفاظت كاتدي (CP) سيستم به درستي طراحي و اجرا نگردد، مي تواند سيستم هاي فعلي  (ICCP) و سيستم هاي زير دريايي و خطوط جريان را تحت تاثير قرار دهند. تعاملات مي تواند منجر به تضعيف سريع اند هاي قرباني در سيستم هاي زيرزميني و كاهش حفاظت از واحد FPSO شود. سيستم هاي ICCP در تحقيق قبلي همچنين داراي كنترل هاي نامناسب بوده و باعث آسيب بيش از حد محافظت و پوشش مي شوند.

از آن به بعد، مدل سازي كامپيوتري در طول سال ها توسعه يافته است و در حال حاضر به طور گسترده اي مورد استفاده براي بررسي عملكرد CP سيستم در محيط دريايي و در ساحل قرار مي گيرد. يك سيستم با استفاده از اين تكنيك هاي مدرن، بسته نرم افزاري BEASY CP است.

در اين بسته، مدل كامپيوتري، فيزيك خوردگي گالوانيزه و ويژگي هاي يك سيستم حفاظت كاتدي(CP) شبيه سازي مي شود. اين مدل شبيه سازي سينتيك الكترود روي سطوح فلزي، پوشش، مقاومت الكتروليت (آب دريا)، مسيرهاي مقاومت دروني در ساختارها و هندسه سه بعدي الكتروليت قرار دارد.

براي پيش بيني نحوه طراحي در طول عمر ساختار، بسته نرم افزاري يك شبيه سازي وابسته به زمان را انجام مي دهد كه در آن فرضات مربوط به ميزان تخريب پوشش ها در طي زمان در نظر گرفته شده است.

اين داده ها مي توانند براساس كد طراحي شده يا بر اساس آسيب هاي موجود در سازه هاي مشابه مورد استفاده قرار گيرند. شبيه سازي در سال صفر شروع مي شود و حفاظت ارائه شده به ساختار و جريان ارائه شده توسط آندها را پيش بيني مي كند.

شبيه سازي بطور گام به گام ادامه مي يابد و در هر مرحله از مصرف آند (و كاهش اندازه)، از جمله تخمين زدايي پوشش ها تا زمان رسيدن به طراحي، محاسبه مي شود. اگر آند در زمان شبيه سازي مصرف شود، تعيين مي شود كه ديگر به حفاظت از ساختار كمك نمي كند. در طول فرايند زماني، تنظيمات ICCP براي حفظ توان بالقوه حفاظت در نقطه تنظيم به عنوان ساختار سني تنظيم مي شود. به اين ترتيب، مدل رفتار واقعي سيستم ICCP را شبيه سازي مي كند.

مدل FPSO اندهاي قرباني شونده در اتصال دهنده هاي زنجيره اي و برجك.

يك پروژه اخير با استفاده از يك مطالعه مدلسازي از بسته نرم افزاري براي تأييد اينكه سيستم حفاظت كاتدي(CP) آن با اهداف طراحي مواجه شده است. اين مطالعه شامل توسعه دريايي بر اساس يك واحد FPSO با خطوط پايين و سيستم هاي زيردريايي بود. حفاظت توسط يك سيستم ICCP ارائه شد، و ساختارهاي خاص و ضميمه ها توسط آند هاي قرباني كه در كانكتور هاي زنجيره اي، استخر ماه و برجك قرار داشت، محافظت مي شد.

يكي از عوامل در نظر گرفته شده در طراحي عدم توانايي تضمين پيوستگي الكتريكي بين اتصال دهنده هاي زنجيره اي و برجك است. در نتيجه، يك مقاومت الكتريكي بين زنجير و برجك در فاكتور وارد مي شود.

در مطالعه موردي FPSO، شبيه سازي داده هاي مربوط به CP را كه در طول زمان به ساختار FPSO ارائه شده است، ميزان مصرف اند هاي فردي را به ما مي دهد. با استفاده از اين اطلاعات، مناطقي كه حفاظت ممكن است حفظ نشود و عدم تعادل در مصرف آندها رخ دهد، شناسايي شده و مورد مطالعه و بهبود و بهينه سازي طراحي قرار مي گيرد.

اين مدل همچنين نشان داد كه مصرف انده هاي قرباني در اتصال دهنده هاي زنجيره اي سريع تر شده است. اين مصرف شتابدهنده به دليل جريان هاي مداخله اي از سيستم ICCP ايجاد شد كه به دليل مقاومت بين اتصال زنجيره اي و برجك، يك IR جزئي بين اين اجزا ايجاد كرده است.

پتانسيل پيش بيني شده در vessel در ابتدا، نيمه و پايان عمر طراحي.

پيش بيني هاي مدل تخريب آند همچنين مي تواند براي مديريت يكپارچگي vessel و به ويژه براي برنامه ريزي براي بهينه سازي آن مناسب باشد. مناطق مورد نظر براي نظارت منظم بر حفاظت ارائه شده و ميزان مصرف آندها تعيين مي شود.

طيف وسيعي از سناريوها را مي توان براي پيش بيني نتايج در طول عمر ساختار شبيه سازي كرد، بنابراين در طول فرآيند طراحي اوليه مي توان مشكلات را كاهش داد. در مطالعه موردي FPSO، تداخل مشخص شد كه به مقاومت ميان اتصال دهنده زنجيره اي و برجك حساس است، كه بر نياز به اتصالات پايدار زمين تاكيد دارد.

متغيرهاي طراحي مانند تجزيه پوشش و مقاومت دروني زنجيرها، خطوط پايين و اتصالات بر اساس قوانين طراحي است. با به روز رساني مدل با داده ها از سيستم ICCP و بررسي داده هاي حفاظت كاتدي(CP) در طول عمليات vessel، مدل را مي توان به عملكرد واقعي از پوشش ها و هر مقاومت الكتريكي كاليبراسيون كرد. به اين ترتيب، مسائل تداخل و تضعيف آند تخليه را مي توان پيش بيني كرد، بنابراين مي توان اقدامات اصلاحي را به طور موثر برنامه ريزي كرد.

http://detec.ir