- ρw là khối lượng riờng của nước
4.2.2. Phương phỏp hạn chế hư hỏng trong thi cụng lắp đặt đường ống
Khi thi cụng lắp đặt đường ống, cỏc đoạn mối nối ống được nối lại với nhau bằng mối hàn. Việc kiểm tra chất lượng của cỏc mối hàn trở nờn ngày càng quan trọng, cỏc vị trớ hư hỏng của mối hàn được xỏc định và ngăn chặn bằng những phương phỏp kiểm tra thớch hợp. Phương phỏp kiểm tra cỏc mối hàn cũng gúp phần làm giảm giỏ thành bởi vỡ phỏt hiện được cỏc khuyết tật, hư hỏng ở ngay cỏc giai đoạn đầu của quỏ trỡnh gia cụng, giảm chi phớ và kộo dài tuổi thọ của đường ống bằng việc phỏt hiện và sửa chữa bất cứ cỏc khuyết tật, hư hỏng nào nhằm nõng cao độ bền của tuyến ống suốt quỏ trỡnh thi cụng. Một số phương phỏp kiểm tra, xỏc định vị trớ hư hỏng của mối hàn được sử dụng như: kiểm tra mối hàn bằng phương phỏp siờu õm, phương phỏp dũng xoỏy ...
Ngoài ra cần phải đảm bảo quỏ trỡnh lắp đặt, vận hành cỏc thiết bị phụ trợ trờn tàu phục vụ cho thi cụng rải ống phải chớnh xỏc và đỳng kỹ thuật để hạn chế gõy ra những hư hỏng và sự cố đỏng tiếc cú thể xảy ra với đường ống trong suốt quỏ trỡnh thi cụng lắp đặt.
4.2.3.1. Phương phỏp bảo vệ thụ động
Được tiến hành bằng cỏch tạo ra cỏc lớp bảo vệ ngăn cỏch giữa mụi trường và chất lưu với bề mặt ống, ta sử dụng cho phớa trong lẫn phớa ngoài. Cỏc lớp bảo vệ ống ở thành ngoài nhằm ngăn khụng cho ống thộp tiếp xỳc trực tiếp với đất, nước, khụng khớ và thường được chia làm hai nhúm là vật liệu bitum và polime. Chất lượng phải đảm bảo cỏc yờu cầu:
- Cú độ bỏm dớnh tốt (liờn kết bền) với kim loại - Cú khả năng cỏch điện, cỏch nước (khụng thấm) tốt
- Đảm bảo độ bền cơ học và khả năng chống lại những tỏc động cơ học trong quỏ trỡnh thi cụng cũng như sự biến dạng do nhiệt độ của ống
- Giỏ cả hợp lý.
Ở phớa trong đường ống, khi khảo sỏt cỏc sự cố ta thường thấy sự phỏ hủy do han gỉ cú đặc tớnh cục bộ, ở phớa thấp để lại cỏc rónh cong vờnh, gồ ghề. Trong cỏc ống dẫn nhũ tương, sự phỏ hủy gõy ra bởi cỏc chất phỏ nhũ vỡ ở chế độ chảy dũng, phần thấp khụng tiếp cận với dầu mà là nước xõm thực làm ống gỉ nhanh. Nếu thực hiện chế độ chảy rối thỡ ống sẽ được bảo vệ tốt hơn. Ngoài ra để chống gỉ phớa trong đường ống người ta dựng cỏc loại sơn, nhựa epoxy, silicat kẽm và cỏc húa chất ức chế. Đặc biệt chất ức chế chiếm vị trớ hàng đầu vỡ nú tạo ra tấm rào cản giữa mụi trường và vật liệu. Hiệu quả của chất ức chế cú thể cú thể đạt đến từ 92 - 98%.
4.2.3.2. Phương phỏp bảo vệ chủ động
Được thực hiện đối với bề mặt tiếp xỳc với mụi trường, chủ yếu là mặt ngoài của thiết bị. Do tỏc động của mụi trường, biện phỏp thụ động khụng thể đảm bảo bảo vệ đường ống suốt thời gian sử dụng, sau 6 - 10 năm đó mất tỏc dụng. Vỡ vậy tựy theo tớnh chất mụi trường hoặc kết quả khảo sỏt, sau thời gian đú phải dựng cỏc protector và bảo vệ catot, thực hiện theo nguyờn tắc ăn mũn điện húa nhưng khụng phải bản thõn đường ống mà vật liệu được lắp đặt chủ động ngoài đường ống.
* Bảo vệ protector: được dựng cho cỏc tuyến ống dài, đi qua cỏc vựng xa nguồn điện. Việc bảo vệ khụng cần cung cấp điện cho nờn dọc theo tuyến ống người ta lắp đặt (chụn) cỏc thanh hoặc cỏc bản kim loại cú điện thế õm cao hơn sắt, chẳng hạn như kẽm, hợp kim magiờ, nhụm …, chỳng sẽ đúng vai trũ
cỏc anot . Đường ống được nối với cỏc thanh kim loại bằng dõy dẫn cú bọc cỏch điện. Khi đú trong dõy sẽ xuất hiện dũng điện, anot sẽ bị gỉ nhanh hơn so với trường hợp khụng đấu dõy. Cũn sự han gỉ của ống (catot) thỡ ngược lại sẽ ớt hơn hoặc hoàn toàn khụng xảy ra. Dũng điện xuất hiện do hiệu điện thế giữa protector và đường ống sẽ tạo ra trong ống một điện thế õm cao hơn so với trường hợp khụng cú bảo vệ.
- Ưu điểm:
+ Phương phỏp này cho kết quả chống ăn mũn như mong muốn + Lắp đặt đơn giản
+ Dựng được cho cỏc tuyến ống dài, đi qua cỏc vựng xa nguồn điện + Nguyờn vật liệu đơn giản.
- Nhược điểm:
+ Trong điều kiện biển luụn cú sinh vật sống ký sinh, do vậy bề mặt anot bị che phủ làm giảm khả năng chống ăn mũn như mong muốn
+ Phải khảo sỏt định kỳ để đỏnh giỏ lại khả năng cũn, chống ăn mũn của anot.
Hỡnh 4.1. Sơ đồ nguyờn tắc bảo vệ ống bằng protector
1: Anot 2: Catot
3: Dõy dẫn cú bọc cỏch điện - Cỏc loại anot thường được sử dụng:
+ Anot hỡnh vành khuyờn thường được sử dụng cho những đường ống bọc gia tải
+ Anot hỡnh thang được sử dụng cho những loại cụng trỡnh khụng bọc lớp gia tải phõn bố
+ Vật liệu để chế tạo anot thường là nhụm, kẽm hoặc hợp kim của chỳng. - Cỏc sơn phủ thường được sử dụng tại Việt Nam:
+ Glass flake epoxy
+ Fusion bonded epoxy (FBE) + Coal tar epoxy
+ Asphalt Enamel kết hợp Polyetylen (hoặc Polypropylen) - Cỏc kiểu Anot hy sinh hay được sử dụng:
+ Kiểu hỡnh trụ: “Slender stand - off”
+ Kiểu hỡnh thang: “Elongated flush mounted”
+ Kiểu hỡnh bỏn khuyờn: “Half shell bracelet”
* Bảo vệ catot cần cú nguồn điện một chiều, cũn anot khụng cần đến cỏc kim loại cú điện thế õm thấp mà chỉ cần dựng cỏc thanh sắt bỡnh thường. Cỏc
thanh sắt được chụn dọc theo tuyến ống và được nối với cực dương của nguồn bằng cỏc dõy dẫn cú bọc cỏch điện. Cỏc thanh này sẽ trở thành anot, từ đú dũng điện truyền qua đất vào đường ống qua cỏc điểm bị bong lớp bảo vệ, tới điểm hồi vào theo dõy dẫn về cực õm của nguồn. Đường ống phải cú độ dẫn điện tốt vỡ vậy cỏc điểm cú điện trở lớn như cỏc đầu nối, mặt bớch, cỏc van… cần phải tăng thờm độ dẫn điện, trỏnh biến chỳng thành cỏc vựng anot. Nguồn điện dựng cho bảo vệ catot cú thể là cỏc mỏy phỏt một chiều hoặc lấy từ lưới xoay chiều với cỏc bộ nắn dũng. Lượng điện tiờu thụ tăng theo sự xuống cấp của lớp bảo vệ, khoảng cỏch cỏc nguồn từ 5ữ25 km tựy theo điện trở của lớp bảo vệ.
- Ưu điểm:
+ Chủ động trong cụng tỏc chống ăn mũn + Độ an toàn.
- Nhược điểm:
+ Phụ thuộc vào điều kiện vị trớ vật bảo vệ so với nguồn điện, do vậy rất khú cho việc bảo vệ những cụng trỡnh chạy dài, xa khu vực cú khả năng cung cấp nguồn điện ổn định
+ Khú kiểm soỏt hệ thống chống ăn mũn theo loại này.
Hỡnh 4.2. Sơ đồ nguyờn tắc bảo vệ ống bằng Catot
1: Anot 2: Catot
3: Dõy dẫn cú bọc cỏch điện 4: Nguồn điện
Trong thực tế người ta khụng sử dụng một biện phỏp bảo vệ chống ăn mũn mà thường sử dụng kết hợp cỏc phương phỏp sao cho hợp lý, mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Như là:
- Để bảo vệ cỏc kết cấu kim loại làm việc trong nước biển người ta thường dựng kết hợp giữa phương phỏp sơn phủ bảo vệ với phương phỏp bảo vệ bằng protector hoặc dũng điện bờn ngoài.
- Để bảo vệ cỏc ống dẫn đặt ngầm thỡ người ta kết hợp sử dụng cỏc lớp bảo phủ ngăn cỏch (bitum, xi măng) với bảo vệ bằng dũng điện bờn ngoài hoặc protector.
Phương phỏp bảo vệ kết hợp cú những ưu điểm sau: - Phõn bố dũng điện bảo vệ tốt hơn
- Kinh tế hơn cỏc phương phỏp riờng lẻ
- Trỏnh được những hạn chế cỏc phương phỏp trờn khi dựng riờng lẻ - Giảm tốc độ hoà tan anot.