High Silicon Cast Iron vs MMO – Kinh nghiệm thực tế trong việc lựa chọn vật liệu Anode giếng sâu

High Silicon Cast Iron vs MMO – Kinh nghiệm thực tế trong việc lựa chọn vật liệu Anode giếng sâu

Qua nhiều năm thực hiện thiết kế bảo vệ ca-tốt, bất cứ khi nào có một dự án anode giếng sâu, câu hỏi đầu tiên mà khách hàng thường hỏi là: "Hãy cho tôi một đề xuất – điều gì đó tiết kiệm chi phí." Thứ hai là: “Nên dùng gang silicon cao hay MMO?” Thành thật mà nói, bạn không thể chỉ trả lời những câu hỏi đó một cách tự nhiên. Nó phụ thuộc vào điều kiện địa điểm, ngân sách và trên hết là bạn mong đợi hệ thống sẽ tồn tại được bao nhiêu năm.

Hiện nay có hai dòng vật liệu anode giếng sâu chính trên thị trường: gang có hàm lượng silicon cao và hỗn hợp titan phủ oxit kim loại (gọi tắt là MMO). Một là kiểu cũ, cứng cáp và rẻ tiền; cái còn lại mới hơn, bền hơn và đắt hơn. Chúng ta hãy xem xét chúng một cách chi tiết, dựa trên kinh nghiệm thực tế.

Gang có hàm lượng silic cao – con ngựa thồ

Gang có hàm lượng silicon cao thường chứa 14,5% đến 17% silicon - một phạm vi đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ. Ít silicon hơn và nó sẽ không chống ăn mòn tốt; nhiều silicon hơn và nó trở nên quá giòn. Trong quá trình hoạt động, nó tạo ra một lớp màng thụ động silicon dioxide trên bề mặt, hoạt động giống như áo giáp. Nó có thể xử lý môi trường axit có độ pH xuống tới 1–4 và nồng độ clorua lên tới khoảng 500 ppm. Nhưng nếu bạn đặt nó trong đất có tính kiềm mạnh hoặc đất nhiễm mặn có hàm lượng clorua cao, nó sẽ gặp khó khăn.

Về mặt điện, cực dương bằng gang đúc silicon tiêu chuẩn cao (Φ50×1000 mm) cung cấp dòng điện đầu ra khoảng 1,5 đến 2 A, với mức tiêu thụ khoảng 0,05–0,2 kg/(A·năm). Tuổi thọ thiết kế thường là 15 đến 20 năm. Và nó thực sự rẻ – một đơn vị đóng gói sẵn có giá khoảng 300 nhân dân tệ. Đối với các trạm cỡ trung bình và bảo vệ khu vực, áp lực đầu tư ban đầu thấp và công nghệ đủ hoàn thiện để bất kỳ đội xây dựng nào cũng có thể lắp đặt.

Nhược điểm là mật độ dòng điện của nó – khoảng 10–15 A/m2. Nếu bạn cần bảo vệ đường ống dài hàng chục km, bạn sẽ cần nhiều cực dương, và khi số lượng giếng tăng lên, tổng chi phí có thể không ở mức thấp.

Cực dương MMO – đế titan, lớp phủ kim loại quý, được thiết kế để tồn tại lâu dài

Cực dương MMO (oxit kim loại hỗn hợp)http://dinoer-anodes.comsử dụng chất nền titan được phủ một lớp mỏng oxit kim loại quý như iridium, tantalum hoặc bạch kim. Lớp phủ chỉ dày vài micron nhưng hoạt tính xúc tác của nó cực kỳ cao. Mật độ dòng điện làm việc cho phép có thể đạt tới 50–80 A/m2 – gấp bốn hoặc năm lần so với gang. Tỷ lệ tiêu thụ thấp đến mức đáng kinh ngạc – khoảng 2 mg/(A·yr), gần như không đáng kể. Tuổi thọ thiết kế bắt đầu từ 20 năm và những sản phẩm được sản xuất tốt có thể đạt tới 50 năm.

Trong một dự án mỏ khí sa mạc ở Tân Cương, chúng tôi đã sử dụng cực dương giếng sâu MMO được đóng gói sẵn. Một cực dương duy nhất cung cấp khoảng 15 A và một cực dương duy nhất được bảo vệ tốt cho gần 60 km đường ống. Với gang có hàm lượng silic cao, chúng tôi sẽ cần ít nhất bốn hoặc năm giếng - và sau khi cộng chi phí khoan và bảo trì sau đó, giải pháp gang sẽ đắt hơn.

Tất nhiên, chi phí ban đầu của cực dương MMO gấp vài lần so với gang có hàm lượng silicon cao. Một cực dương giếng sâu MMO được đóng gói sẵn (thường có 2 đến 4 cực dương hình ống mắc nối tiếp bên trong vỏ thép, đường kính 273 mm, dài 10 đến 30 mét) có thể dễ dàng có giá hơn 10.000 nhân dân tệ. Nhưng trong toàn bộ vòng đời – đặc biệt đối với các dự án quan trọng được thiết kế từ hai mươi năm trở lên – MMO thường rẻ hơn vì bạn hầu như không bao giờ cần phải thay thế nó và mức tiêu thụ điện năng của nó thấp hơn.

Cách chọn – quy tắc ngón tay cái tôi sử dụng

Đầu tiên, hãy nhìn vào đất. Nếu điện trở suất dưới 100 Ω·m, lượng clorua thấp và độ pH từ trung tính đến hơi axit thì gang có hàm lượng silicon cao là hoàn toàn phù hợp. Nếu bạn đang ở sa mạc, Gobi, vùng đất kiềm có độ mặn cao hoặc khu vực ven biển có điện trở suất cao hoặc hàm lượng muối cao, thì lợi thế của MMO sẽ trở nên rõ ràng – điện áp phân cực thấp có nghĩa là nó cần ít điện áp dẫn động hơn để cùng bảo vệ, tiết kiệm điện.

Thứ hai, nhìn vào tuổi thọ sử dụng cần thiết. Nếu chủ sở hữu nói: “Đường ống này chỉ được sử dụng trong mười lăm năm, sau đó có thể phải định tuyến lại hoặc ngừng hoạt động” thì gang là một lựa chọn hợp lý. Nếu đó là đường trục quốc gia ít nhất ba mươi năm mới được đào lên thì bạn phải đi theo MMO - nếu không, sau mười lăm năm bạn sẽ phải quay lại và bổ sung thêm các giếng mới, và khi đó mặt đất có thể đã được trải nhựa hoặc bị chiếm dụng bởi các cơ sở khác, khiến việc khoan không thể thực hiện được.

Thứ ba, hãy xem xét phạm vi bảo vệ. Các đường ống đường dài chạy hàng chục hoặc hàng trăm km – một giếng MMO có bán kính bảo vệ lớn hơn nhiều, điều này có thể giảm đáng kể số lượng giếng, gián tiếp tiết kiệm chi phí cho việc thu hồi đất, khoan và san lấp. Đối với vài km đường ống bên trong một trạm, hoặc một vài cụm bể chứa, giếng gang thường tiết kiệm hơn.

Đây không phải là sự lựa chọn trắng đen. Cách tiếp cận thông thường của tôi là tiến hành phân tích chi phí vòng đời, có tính đến khoản đầu tư ban đầu, chi phí điện năng vận hành, chi phí bảo trì và thay thế cũng như tổn thất rủi ro – sau đó hãy để các con số lên tiếng. Nhưng cuối cùng, cho dù bạn chọn vật liệu nào,bạn vẫn cần thực hành cài đặt tốt. Một cực dương lớn được lắp đặt kém là một sự lãng phí tiền bạc.