고규소 주철과 MMO – 깊은 우물 양극 재료 선택에 대한 실제 경험

고규소 주철과 MMO – 깊은 우물 양극 재료 선택에 대한 실제 경험

수년간 음극 보호 설계를 수행하면서 깊은 유정 양극 프로젝트가 나올 때마다 고객이 묻는 첫 번째 질문은 일반적으로 "추천해 주세요. 비용 효율적인 것입니다."입니다. 두 번째는 "고규소 주철을 사용해야 할까요, 아니면 MMO를 사용해야 할까요?"입니다. 솔직히 말해서, 머리 꼭대기에서 대답할 수는 없습니다. 이는 현장 조건, 예산, 그리고 무엇보다도 시스템이 몇 년 동안 지속될 것으로 예상하는지에 따라 달라집니다.

현재 시장에는 두 가지 주요 딥웰 양극 재료 제품군이 있습니다. 바로 고규소 주철과 혼합 금속 산화물 코팅 티타늄(간단히 MMO)입니다. 하나는 구식이고 터프하며 값싼 것입니다. 다른 하나는 더 새롭고 오래 지속되며 더 비쌉니다. 실제 경험을 바탕으로 자세히 살펴보겠습니다.

고규소 주철 – 주력 제품

고규소 주철에는 일반적으로 14.5%~17%의 실리콘이 포함되어 있습니다. 이 범위는 수십 년에 걸쳐 연구되어 왔습니다. 실리콘이 적고 부식에 잘 견디지 못합니다. 실리콘이 많아지면 너무 부서지기 쉽습니다. 작동하는 동안 표면에 이산화규소 부동태 필름이 형성되어 갑옷처럼 작용합니다. pH 1~4까지의 산성 환경과 최대 약 500ppm의 염화물 농도를 처리할 수 있습니다. 그러나 강알칼리성 토양이나 고염화물 염분 토양에 넣으면 어려움을 겪습니다.

전기적으로 표준 고규소 주철 양극(Φ50×1000mm)은 약 1.5~2A 출력을 제공하며 소비율은 대략 0.05~0.2kg/(A·yr)입니다. 설계 수명은 일반적으로 15~20년입니다. 그리고 정말 저렴합니다. 사전 포장된 제품의 가격은 약 300위안입니다. 중형 역사 및 지역 보호의 경우 초기 투자 부담이 낮고 건설 인력이라면 누구나 설치할 수 있을 만큼 기술이 성숙해 있다.

단점은 전류 밀도가 약 10-15A/m²라는 것입니다. 수십 킬로미터의 파이프라인을 보호해야 한다면 많은 양극이 필요하며, 유정의 수가 증가할수록 총 비용이 낮게 유지되지 않을 수 있습니다.

MMO 양극 – 티타늄 베이스, 귀금속 코팅, 내구성이 뛰어남

MMO(혼합 금속 산화물) 양극http://dinoer-anodes.com이리듐, 탄탈륨 또는 백금과 같은 귀금속 산화물의 얇은 층으로 코팅된 티타늄 기판을 사용합니다. 코팅의 두께는 수 마이크론에 불과하지만 촉매 활성은 매우 높습니다. 허용되는 작동 전류 밀도는 주철의 4~5배인 50~80A/m²에 이릅니다. 소비율은 약 2 mg/(A·yr)로 거의 무시할 수 있을 정도로 매우 낮습니다. 디자인 수명은 20년부터 시작되고 잘 만들어진 수명은 50년에 달합니다.

신장의 사막 가스전 프로젝트에서 우리는 사전 포장된 MMO 깊은 우물 양극을 사용했습니다. 단일 양극은 약 15A를 전달했으며 단일 유정은 거의 60km에 달하는 파이프라인을 보호했습니다. 규소 함량이 높은 주철을 사용했다면 적어도 4~5개의 유정이 필요했을 것입니다. 시추 비용과 후속 유지 관리 비용을 합산하면 주철 솔루션의 가격이 더 비쌌을 것입니다.

물론 MMO 양극의 초기 비용은 고규소 주철의 몇 배에 달합니다. 사전 포장된 MMO 깊은 우물 양극(일반적으로 강철 케이스 내부에 직렬로 연결된 2~4개의 관형 양극, 직경 273mm, 길이 10~30m)의 가격은 쉽게 만 위안이 넘을 수 있습니다. 그러나 전체 수명 주기에 걸쳐(특히 20년 이상 설계된 핵심 프로젝트의 경우) MMO는 교체할 필요가 거의 없고 전력 소비도 낮기 때문에 가격이 더 저렴해지는 경우가 많습니다.

선택 방법 – 내가 사용하는 경험 법칙

먼저 토양을 살펴보세요. 저항률이 100Ω·m 미만이면 염화물 함량이 낮고 pH가 중성~약산성인 경우 높은 규소 주철이 완벽하게 적합합니다. 사막, 고비, 고염도 알칼리 지대 또는 저항률이 높거나 염분 함량이 높은 해안 지역에 있는 경우 MMO의 장점은 분명해집니다. 즉, 분극 전압이 낮기 때문에 동일한 보호를 위해 구동 전압이 덜 필요하므로 전기가 절약됩니다.

둘째, 요구되는 수명을 살펴보자. 소유자가 "이 파이프라인은 15년 동안만 사용될 것이며 경로가 변경되거나 폐기될 수 있습니다"라고 말하면 주철이 합리적인 선택입니다. 적어도 30년 동안 굴착되지 않을 국가 간선이라면 MMO를 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 15년 후에 돌아와서 새로운 우물을 추가해야 하며 그때쯤이면 땅이 포장되거나 다른 시설에 의해 점유되어 시추가 불가능해질 수 있습니다.

셋째, 보호 범위를 고려하십시오. 장거리 파이프라인은 수십 또는 수백 킬로미터에 걸쳐 실행됩니다. 단일 MMO 유정은 훨씬 더 넓은 보호 반경을 가지므로 유정 수를 크게 줄여 토지 취득, 시추 및 되메움 비용을 간접적으로 절약할 수 있습니다. 스테이션 내부의 몇 킬로미터 길이의 파이프 또는 몇 개의 탱크 클러스터의 경우 주철 유정이 더 경제적인 경우가 많습니다.

이것은 흑백 선택이 아닙니다. 나의 일반적인 접근 방식은 초기 투자, 운영 전력 비용, 유지 관리 및 교체 비용, 위험 손실을 고려하여 수명 주기 비용 분석을 실행한 다음 수치를 말하는 것입니다. 하지만 결국 어떤 재료를 선택하든,여전히 좋은 설치 방법이 필요합니다. 제대로 설치되지 않은 훌륭한 양극은 돈 낭비입니다.