ข้อบกพร่องทั่วไปและมาตรการรับมือของการป้องกันการกัดกร่อนและการป้องกันแคโทดิกของท่อเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกล

1. ความสำคัญของการป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกล
ในระยะนี้ ความต้องการก๊าซธรรมชาติทั้งในและต่างประเทศกำลังเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งก๊าซธรรมชาติได้กลายเป็นแหล่งพลังงานสำคัญที่ไม่อาจทดแทนได้ ในกรณีนี้ ความต้องการก๊าซธรรมชาติจะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะมีแหล่งพลังงานใหม่ที่มีประสิทธิภาพปรากฏขึ้น และก่อนที่จะไม่สามารถผลิตก๊าซธรรมชาติได้จำนวนมาก เพื่อให้แน่ใจว่ามีการจัดหาก๊าซธรรมชาติเพียงพอ สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือการปกป้องท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลถึงแม้ว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ท่อเหล็กจะเป็นวิธีการขนส่งก๊าซธรรมชาติที่ปลอดภัยที่สุดและใช้ทรัพยากรน้อยที่สุด แต่ในปัจจุบัน จำนวนอุบัติเหตุจากท่อเหล็กเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นว่ากระบวนการขนส่งท่อเหล็กยังมีข้อบกพร่องอยู่ สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของอุบัติเหตุจากท่อเหล็กคือการกัดกร่อนของโลหะ ในกระบวนการขนส่งท่อเหล็กจริง อันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากการกัดกร่อนของท่อเหล็กมีดังต่อไปนี้: เมื่อท่อเหล็กถูกกัดกร่อนอย่างรุนแรง ผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนจะปะปนกับก๊าซธรรมชาติในท่อ ทำให้เกิดสิ่งเจือปนปะปนอยู่ในก๊าซธรรมชาติ ซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อคุณภาพของก๊าซธรรมชาติ ประการที่สอง หากท่อเหล็กถูกกัดกร่อนอย่างรุนแรง มีโอกาสสูงที่จะทำให้เกิดการรั่วไหลของก๊าซธรรมชาติ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้สูญเสียทรัพยากรก๊าซธรรมชาติอย่างร้ายแรงเท่านั้น แต่ยังสร้างความเสียหายต่อทรัพย์สินของบริษัทท่อส่งเหล็กอีกด้วย ประการที่สาม หากระดับการกัดกร่อนสูงเกินระดับที่อาจเกิดการรั่วไหล ก๊าซธรรมชาติที่รั่วไหลจะไหลลงสู่ดิน ก่อให้เกิดมลพิษร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อม และความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมนั้นไม่อาจแก้ไขได้ ในระยะนี้ ปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมกำลังทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ในสถานการณ์เช่นนี้ มลพิษร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมจะเป็นข้อจำกัดสำคัญในการพัฒนาทรัพยากรก๊าซธรรมชาติ ประการที่สี่ เมื่อก๊าซธรรมชาติที่รั่วไหลสัมผัสกับแหล่งกำเนิดไฟโดยตรง อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุไฟไหม้และการระเบิดได้ง่าย ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อการขนส่งก๊าซธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดความสูญเสียอีกด้วย ประการที่ห้า หลังจากท่อเหล็กถูกกัดกร่อน ผลิตภัณฑ์ที่กัดกร่อนจะเกาะติดกับผนังด้านในของท่อเหล็ก ส่งผลให้การกัดกร่อนของท่อเหล็กเร็วขึ้น ดังนั้น การป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการขนส่งก๊าซธรรมชาติด้วยท่อส่งก๊าซธรรมชาติ

2. มาตรการป้องกันการกัดกร่อนสำหรับท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกล
ในกระบวนการขนส่งท่อเหล็กจริง ๆ แล้ว การกัดกร่อนของท่อเหล็กถือเป็นปรากฏการณ์ปกติและไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้อย่างสมบูรณ์ เพื่อลดผลกระทบของการกัดกร่อนของท่อเหล็กต่อการขนส่งก๊าซธรรมชาติ สามารถทำได้โดยการใช้มาตรการที่เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดอัตราการกัดกร่อนของท่อเหล็ก การป้องกันการกัดกร่อนของท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลสามารถศึกษาได้จากสองด้าน คือ ทางกายภาพและทางเคมี ในด้านกายภาพ วิธีการหลักคือการเคลือบสารเคลือบผิว ในด้านเคมี วิธีการหลักคือการป้องกันด้วยไฟฟ้าเคมี ในกรณีส่วนใหญ่ การป้องกันท่อเหล็กจริงจะเลือกใช้การป้องกันทั้งทางกายภาพและทางเคมีร่วมกัน
(1) การเคลือบเพิ่มเติม
วิธีการหลักในการเพิ่มการเคลือบ ได้แก่:
ประการแรกคือการเคลือบน้ำมันดิน (Coal Tar Enamel) การเคลือบน้ำมันดินนอกพื้นที่ขนส่งถือเป็นมาตรการป้องกันที่ค่อนข้างสมบูรณ์ในขั้นตอนนี้ การเคลือบน้ำมันดินไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนในระดับหนึ่งอีกด้วย สามารถป้องกันท่อเหล็กจากกระแสไฟฟ้ารั่ว ซึ่งมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการปกป้องท่อเหล็ก เนื่องจากอายุการใช้งานที่ค่อนข้างยาวนานของการเคลือบน้ำมันดินจึงค่อนข้างสูง และส่วนใหญ่เลือกใช้เป็นวัสดุหลักสำหรับการเคลือบเพิ่มเติม นอกจากนี้ การเคลือบน้ำมันดินยังมีข้อบกพร่องบางประการในกระบวนการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านต่อไปนี้: เทคโนโลยีนี้มีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิของท่อเหล็กที่สูงมาก เมื่ออุณหภูมิของท่อเหล็กลำเลียงสูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนดของการเคลือบน้ำมันดิน จะทำให้การเคลือบน้ำมันดินละลาย ซึ่งไม่เพียงแต่ไม่สามารถป้องกันท่อเหล็กได้เท่านั้น แต่ยังอาจก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งส่งผลให้ไม่สามารถป้องกันท่อเหล็กได้ ดังนั้น ในขั้นตอนการใช้งานจริง ควรคำนึงถึงการเคลือบน้ำมันดินที่ไม่เหมาะสำหรับใช้กับท่อความร้อน ประการที่สอง คุณสมบัติเชิงกลของเคลือบน้ำมันดินถ่านหินอยู่ในสภาพที่ค่อนข้างย่ำแย่ และถูกรบกวนจากสารภายนอกอื่นๆ ที่มีความแข็งสูงได้ง่ายมาก หากมีหินแข็งจำนวนมากในดินบริเวณใกล้เคียง จะทำให้ชั้นป้องกันการกัดกร่อนของเคลือบน้ำมันดินถ่านหินเสียหายอย่างรุนแรง ในกรณีนี้ การเคลือบน้ำมันดินถ่านหินไม่เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีหินใต้ดินที่มีความแข็งสูง ประการที่สอง โครงสร้าง PE สองชั้น การเพิ่มโครงสร้าง PE สองชั้นที่ด้านนอกของท่อเหล็กขนส่งก็เป็นมาตรการป้องกันท่อเหล็กที่ใช้บ่อยขึ้นในขั้นตอนนี้ โครงสร้าง PE สองชั้นไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนเท่านั้น แต่ยังมีฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรียนม ซึ่งรบกวนแบคทีเรียรอบท่อเหล็ก และสามารถยับยั้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกัน โครงสร้าง PE สองชั้นยังมีความสามารถในการดูดซับน้ำสูง ซึ่งสามารถป้องกันอิทธิพลของความชื้นในดินต่อการทำงานของท่อเหล็กได้อย่างมาก โครงสร้าง PE สองชั้นมีราคาไม่สูง จึงเหมาะสำหรับท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลเหมาะสมอย่างยิ่ง แต่ในทางปฏิบัติก็มีปัญหาตามมาเช่นกัน ในแง่หนึ่ง วัสดุเหล่านี้ไม่สามารถถูกนำไปตากแดดได้ มิฉะนั้นรังสีอัลตราไวโอเลตจะรบกวนอย่างรุนแรงและสูญเสียประสิทธิภาพในการป้องกัน ในทางกลับกัน วัสดุเหล่านี้ไม่สามารถยึดติดกับท่อได้อย่างแน่นหนา ทำให้ประสิทธิภาพในการป้องกันลดลงอย่างมาก สุดท้ายคือโครงสร้าง PE สามชั้น โครงสร้าง PE สามชั้นนี้เป็นส่วนหนึ่งของมาตรการป้องกันท่อเหล็กที่ผลิตขึ้น และยังเป็นมาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในขณะนี้ เมื่อเทียบกับโครงสร้างสองชั้น โครงสร้างสามชั้นนี้จะเพิ่มผงอีพ็อกซี่ที่ข้อต่อกลาง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนเท่านั้น แต่ยังช่วยให้วัสดุและท่อเหล็กเชื่อมต่อกันอย่างแนบแน่น ทำให้ประสิทธิภาพในการป้องกันเต็มที่ นอกจากนี้ เนื่องจากโครงสร้าง PE สามชั้นมีผงอีพ็อกซี่ วัสดุจึงไม่ถูกรบกวนจากรังสีอัลตราไวโอเลตอีกต่อไป และสามารถใช้งานได้แม้ในแสงแดด
(2) การป้องกันไฟฟ้าเคมี
ในกระบวนการป้องกันไฟฟ้าเคมีจริงของท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลมักใช้วิธีการป้องกันการกัดกร่อนแบบแคโทดิกของแอโนดแบบซาคริฟิเชียล หลักการของวิธีการป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กส่งผ่านสารเคมีนี้ง่ายมาก ในกระบวนการใช้งานจริง จะมีการนำวัสดุโลหะที่มีฤทธิ์มากกว่าวัสดุโลหะที่ใช้ในท่อเหล็กมาใส่ไว้ด้านนอกท่อเหล็กส่งผ่านเพื่อสร้างแบตเตอรี่กัลวานิก ในเซลล์กัลวานิกนี้ แอโนดคือโลหะที่มีฤทธิ์ และแคโทดคือท่อ ซึ่งจะได้รับการปกป้องในระหว่างการกัดกร่อนจริง ในการใช้งานจริงของวิธีการป้องกันการกัดกร่อนดังกล่าว ควรพิจารณาความยาว ความหนาของผนัง และสภาพแวดล้อมของท่อเหล็กอย่างครอบคลุม จากนั้นจึงคำนวณตำแหน่งและน้ำหนักของโลหะที่มีฤทธิ์อย่างละเอียด
(3) วิธีการป้องกันแคโทดิกของแหล่งจ่ายไฟภายนอก
ในกระบวนการใช้งานจริง วิธีการป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็กส่งกำลังชนิดนี้มีการใช้งานน้อยกว่า แต่ในเชิงทฤษฎีแล้วถือว่ามีความเป็นไปได้ ในกระบวนการใช้งานจริง ควรเพิ่มแหล่งจ่ายไฟที่ผนังด้านนอกของท่อเหล็ก เพื่อให้สามารถป้องกันท่อเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ เหตุผลที่จำนวนการใช้งานค่อนข้างน้อยเนื่องจากก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่เป็นก๊าซไวไฟและระเบิดได้ เมื่อใช้วิธีการนี้ จำเป็นต้องคำนวณแรงดันไฟฟ้าอย่างง่ายตามสถานการณ์จริงด้วย

3. ข้อบกพร่องทั่วไปของการป้องกันแบบแคโทดิกของท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกล
หลังจากใช้งานมาเป็นเวลานาน ปัญหาต่างๆ มากมายเกิดขึ้นระหว่างการใช้ระบบป้องกันแคโทดิกในท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลในแง่หนึ่ง อุปกรณ์ป้องกันแคโทดิกมีอายุการใช้งานยาวนานและไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ สาเหตุของปัญหานี้คือสวิตช์ปรับโพเทนชิโอสแตทที่สถานีแรกของท่อส่งก๊าซธรรมชาติระยะไกลเกิดขัดข้องเนื่องจากปัญหาเรื่องเวลา และไม่สามารถปรับศักย์ไฟฟ้าป้องกันได้ ตัวแปลงโพเทนชิโอสแตทที่สถานีสุดท้ายไม่สามารถแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้มีกระแสไฟฟ้าไหลออกจากเครื่อง แต่ไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลออกจากท่อเหล็ก ความต้านทานสูงของฐานกราวด์แอโนดส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแตกต่างของกระแสแคโทด และการสูญเสียของแอโนดไม่สามารถทำหน้าที่ได้อย่างเหมาะสม ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียการป้องกันของท่อเหล็กส่วนใหญ่และก่อให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง ในทางกลับกัน ศักย์ไฟฟ้าป้องกันของท่อเหล็กสูงเกินไป ทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรงในบางส่วนของท่อ ในขั้นตอนนี้ ศักย์ไฟฟ้าของท่อเหล็กส่วนใหญ่ท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลอยู่ในสภาวะสูง และศักยภาพในการป้องกันของท่อเหล็กเบี่ยงเบนไปจากศักยภาพปกติ ซึ่งทำให้การกัดกร่อนของท่อเหล็กรุนแรงมากขึ้น

4. มาตรการรับมือเพื่อปรับปรุงการป้องกันแคโทดิกของท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกล
ในกระบวนการป้องกันการกัดกร่อนของก๊าซธรรมชาติด้วยแคโทดิกในท่อเหล็ก วิธีแรกที่ควรเลือกใช้คือวิธีการป้องกันการกัดกร่อนของก๊าซธรรมชาติด้วยแคโทดิกในท่อเหล็ก เนื่องจากท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลโดยปกติจะใช้ขั้วบวกเสียสละและการป้องกันแคโทดิกกระแสบังคับเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของท่อเหล็ก ในเวลานี้ ความลึกที่ฝังอยู่ของท่อเหล็กและขั้วบวกเสียสละมักจะอยู่ในช่วง 2 ถึง 2.5 เมตร แต่สำหรับท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ความยาวของมันยาวเกินไป ในขณะเดียวกัน เนื่องจากลักษณะทางธรรมชาติ ทำให้มีรอยต่อระหว่างปลายทั้งสองของท่อเหล็กจำนวนมากลดลงอย่างมาก ในขณะเดียวกัน ระดับน้ำใต้ดินที่ปลายทั้งสองของท่อเหล็กมีความแตกต่างจากสภาพทางธรณีวิทยา และค่าความต้านทานของดินที่ท่อเหล็กบางแห่งตั้งอยู่สูงเกินไป วิธีการป้องกันแบบแคโทดิกโดยใช้แอโนดเสียสละในบริเวณนี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพมากนัก วิธีแก้ปัญหานี้คือการเปลี่ยนวิธีการป้องกันแบบแอโนดเสียสละเป็นการป้องกันกระแสบังคับสำหรับส่วนที่มีค่าความต้านทานของดินสูงของท่อเหล็กระยะไกล ประการที่สอง ในระหว่างการใช้วิธีการป้องกันกระแสบังคับ โพเทนชิโอสแตทสามารถจ่ายกระแสป้องกันแบบแคโทดิกที่ปรับได้อย่างต่อเนื่องไปยังตัวโลหะที่ต้องการป้องกัน โพเทนชิโอสแตททำหน้าที่เป็นตัวเสริมสำหรับแอโนดในวิธีแอมเพอโรเมตริกบังคับ และใช้เพื่อสร้างวงจรสำหรับกระแสป้องกันแบบแคโทดิกที่โพเทนชิโอสแตทให้ สุดท้าย ในกระบวนการป้องกันแบบแคโทดิกจริงของท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกลสามารถสร้างทีมงานมืออาชีพที่มีความรับผิดชอบสูงได้ และนำหลักการในการกำหนดตำแหน่งและความรับผิดชอบมาประยุกต์ใช้ในการบริหารจัดการ ควบคู่ไปกับการพัฒนาคุณภาพโดยรวมของทีม ขยายขอบเขตการบริหารจัดการ และพัฒนาประเทศชาติของเรา การป้องกันแบบแคโทดิกท่อส่งเหล็กก๊าซธรรมชาติระยะไกล.