TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 6475-10: 2007
QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ GIÁM SÁT KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG
BIỂN –
PHẦN 10: CHỐNG ĂN MÒN VÀ BỌC GIA TẢI
Rules
for Classification and Technical Supervision of Subsea Pipeline Systems –
Part
10: Corrosion Protection and Weight Coating
1. Quy định
chung
1.1.
Phạm
vi áp dụng
1.1.1.
Phạm
vi áp dụng của phần này bao gồm chống ăn mòn bên trong và bên ngoài đường ống
và ống đứng cũng như lớp bọc bê tông gia tải để chống nổi đường ống.
1.1.2.
Việc
lựa chọn vật liệu đường ống cùng với việc kiểm soát ăn mòn được quy định tại
TCVN 6475- 7. Các yêu cầu về kiểm tra và theo dõi cùng với việc kiểm soát ăn
mòn được quy định tại TCVN 6475-2 mục 7.
1.2.
Định
nghĩa
1.2.1.
Thuật
ngữ kiểm soát ăn mòn được sử dụng trong phần này bao gồm tất cả các biện pháp
liên quan đến việc bảo vệ chống ăn mòn, cũng như việc kiểm tra và theo dõi ăn
mòn (xem TCVN 6475-2 mục 7). Bảo vệ chống ăn mòn bao gồm việc sử dụng các vật
liệu chống ăn mòn, dự trữ ăn mòn (xem TCVN 6475-7 mục 3.6) và các kỹ thuật khác
để hạn chế ăn mòn.
1.2.2.
Lớp
bọc bên ngoài đường ống là hệ thống lớp bọc được bọc tại nhà máy (hầu hết là
nhiều lớp, với tổng độ dầy vài milimét) chỉ có chức năng bảo vệ chống ăn mòn
hoặc kết hợp với chức năng cách nhiệt. Một số hệ thống bọc còn có cả lớp bọc
bên ngoài chống va đập cơ học, chủ yếu là trong khi rải ống, đổ đá vùi hay chôn
ống. Tuy nhiên, lớp bọc bê tông gia tải để chống nổi không được xem là lớp bọc
chống ăn mòn đường ống.
1.2.3.
Lớp
bọc hiện trường là một hoặc nhiều lớp bọc để bảo vệ mối hàn tròn nối ống, bất
kể nó được bọc tại hiện trường hay trong nhà máy.
1.2.4.
Các
khái niệm về các vùng ăn mòn, bao gồm vùng dao động sóng, vùng khí quyển và
vùng ngập dưới nước được quy định tại mục 5.1.
2. Tài liệu viện dẫn
Trong tiêu chuẩn này,
các tiêu chuẩn sau được viện dẫn:
- TCVN 6475-2:
2007 - Quy phạm phân cấp và giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển –
Phần 2: Phân cấp hệ thống đường ống biển;
- TCVN 6475-7:
2007 - Quy phạm phân cấp và giám sát kỹ thuật hệ thống đường ống biển –
Phần 7: Chỉ tiêu thiết kế;
- ASTM D 4285 -
Standard Test Method for Indicating Oil or Water in Compressed Air;
- NACE RP 0492-92:
Metallurgical &
Inspection Requirements;
- ISO 8501-1:
Preparation of steel substrates before application of paints and related
products. Visual assessment of surface cleanliness. Rust grades and
preparation grades of uncoated steel substrates and of steel substrates
after overall removal of previous coatings.
3. Nguyên lý chung để
kiểm soát ăn mòn trong thiết kế
3.1.
Quy
định chung
3.1.1.
Tất
cả các bộ phận của hệ thống đường ống phải được chống ăn mòn đầy đủ để tránh hư
hỏng do ăn mòn, cả bên trong và bên ngoài.
3.1.2.
Mọi
hư hại do ăn mòn có thể làm giảm độ dày thành ống với độ đồng đều nhiều hoặc
ít. Nhưng các vết rỗ rời rạc và ăn mòn rãnh theo phương ngang hoặc dọc trục ống
là điển hình. Gãy do ăn mòn ứng suất là một dạng hư hại. ăn mòn đều và rãnh ăn
mòn có thể tương tác với áp suất bên trong hoặc áp suất vận hành bên ngoài gây
gãy vỡ do hư hỏng dẻo hoặc gãy ròn. Cần lưu ý rằng rỗ rời rạc có thể dẫn tới lỗ
rò một khi toàn bộ thành ống bị thủng.
3.1.3.
Đối
với ống đứng ở vùng lộ ra không khí, ăn mòn bên ngoài thường được kiểm soát
bằng sơn bảo vệ bên ngoài với điều kiện việc làm sạch bề mặt và tiến hành sơn
theo đúng tiêu chuẩn đã định. Đối với hợp kim chống ăn mòn thì có thể không cần
sơn như vậy.
3.1.4.
Đối
với ống đứng ở vùng nước biến đổi, thường dùng lớp sơn phủ dày như quy định tại
mục 1.2.2. Ngoài ra, có thể phải dùng đến một lượng dự trữ ăn mòn (xem TCVN
6475-7 mục 3.6) đối với ăn mòn bên ngoài của thép C-Mn ở vị trí phía trên mức
nước triều thấp nhất khi bảo vệ catốt không có hiệu quả. Có thể sử dụng lớp lót
hoặc hoặc phủ bằng hợp kim chống ăn mòn.
3.1.5.
Đối
với đường ống và đối với các đoạn ống đứng trong vùng ngập nước thì bảo vệ
chống ăn mòn bằng cách dùng lớp sơn phủ dày kết hợp với bảo vệ catốt. Các yêu
cầu đối với lớp bọc bê tông gia tải và bảo vệ catốt được quy định tại 7 và 8.
3.1.6.
Đối
với các ống đứng nằm trong ống chữ J, ống dẫn hướng và các ống tương tự thì
khoảng trống giữa các ống đó với ống đứng phải được đổ đầy chất lỏng không gây
ăn mòn và bịt cả hai đầu lại. Phải xem xét các quy định về việc theo dõi tính
ăn mòn của chất lỏng đó.
3.1.7.
Đối
với việc bảo vệ chống ăn mòn bên trong, có thể sử dụng các kỹ thuật khác nhau
một cách đơn lẻ hoặc kết hợp với nhau để chống ăn mòn như quy định tại mục 10.
3.2.
Đánh
giá các biện pháp chống ăn mòn
3.2.1.
Hệ
thống đường ống có thể phải chịu ăn mòn cả bên trong và bên ngoài do tác dụng
của môi trường. Các biện pháp chống ăn mòn bao gồm: sử dụng ống có khả năng
chống ăn mòn, lớp bọc chống ăn mòn và dùng lớp phủ/ lớp lót, bảo vệ catốt
(chống ăn mòn bên ngoài), xử lý bằng hoá chất (chống ăn mòn bên trong).
3.2.2.
Đối
với hệ thống đường ống bằng thép C-Mn, có thể dùng dự trữ ăn mòn hoặc kết hợp dự
trữ ăn mòn với một số hệ thống để làm giảm ăn mòn. Dự trữ ăn mòn có thể dùng để
bù cho cả ăn mòn bên trong lẫn bên ngoài.
3.2.3.
Biện
pháp chống ăn mòn phải là biện pháp tiết kiệm, hiệu quả và đáp ứng được các yêu
cầu tổng thể về an toàn và các quy định về môi trường.
4. Bọc ngoài ống
4.1.
Quy
định chung
4.1.1.
Hệ
thống bọc bên ngoài ống phải được lựa chọn dựa trên việc xem xét các yếu tố chủ
yếu sau đây:
4.1.1.
1.Các
đặc tính về bảo vệ chống ăn mòn (tức là khả năng cách ly) được quyết định bởi
độ thấm đối với nước, khí và muối hoà tan, độ bám dính và sự không có các bọt
khí trong hệ thống bọc.
4.1.1.
2.Khả
năng chống lại thoái hóa vật lý, hoá học, sinh học, chủ yếu trong quá trình sử
dụng cũng như trong khi lưu kho trước khi lắp đặt (phạm vi thay đổi nhiệt độ
vận hành và tuổi thọ thiết kế là các thông số quyết định).
4.1.1.
3.Các
yêu cầu về đặc tính cơ học trong quá trình lắp đặt và vận hành.
4.1.1.
4.Sự phù
hợp với quy trình chế tạo và lắp đặt, kể cả bọc hiện trường và sửa chữa hiện
trường.
4.1.1.
5.Sự phù
hợp với các lớp bọc gia tải nếu có.
4.1.1.
6.Sự phù
hợp với hệ thống bảo vệ catốt và khả năng làm giảm dòng điện cần thiết đối với
bảo vệ catốt, nếu áp dụng
4.1.1.
7.Các
yêu cầu về đặc tính cách nhiệt, nếu áp dụng.
4.1.1.
8.Sự phù
hợp với môi trường và sức khoẻ trong quá trình bọc, chế tạo/ lắp đặt và vận
hành.
4.1.2.
Các
bộ phận của đường ống phải có lớp bọc bên ngoài, các lớp bọc này tốt nhất là
phù hợp với các đặc tính của các lớp bọc được sử dụng cho đường ống. Nếu việc
này không thực tế thì có thể bù lại bằng thiết kế bảo vệ catốt. Tuy nhiên,
những rủi ro gắn liền với nứt do hydrogen gây ra bởi bảo vệ catốt phải được xem
xét thích đáng.
4.1.3.
Các
đặc tính của lớp bọc (các yêu cầu chức năng) áp dụng cho các ống bọc phải được
xác định trong bản ghi các đặc tính kĩ thuật khi mua ống. Các đặc tính sau đây
phải được xác định nếu áp dụng:
- Độ dầy tối đa và
tối thiểu;
- Trọng lượng
riêng;
- Độ bám dính;
- Đặc tính sức
chịu kéo;
- Khả năng chịu va
đập;
- Khả năng liên
kết của catốt;
- Tính linh hoạt;
- Khả năng chịu
nhiệt và dẫn nhiệt;
- Khả năng chịu
mài mòn;
- Điện trở;
- Khả năng chịu áp
lực thuỷ tĩnh;
- Phần cắt bớt
(hai đầu).
4.2.
Các
yêu cầu đối với công tác chế tạo lớp bọc
4.2.1.
Mục
này đưa ra các quy định đối với các hệ thống bọc chống ăn mòn sau đây:
4.2.1.
1.Hệ
thống bọc men nhựa đường (asphalt enamel) có gia cố sợi thuỷ tinh (glass
fibre).
4.2.1.
2.Hệ
thống bọc men than hắc ín (coal tar enamel) có gia cố sợi thuỷ tinh.
4.2.1.
3.Epoxy
dán nóng chảy một hoặc 2 lớp (chủ yếu dùng cùng với lớp bọc bê tông gia tải).
4.2.1.
4.Hệ
thống bọc 3 lớp với lớp trong cùng là epoxy dán nóng chảy hoặc lỏng phun vào,
lớp giữa dán bằng cách phun hoặc đúc ép và lớp ngoài cùng là polyethylene hoặc
polypropylene đúc ép.
4.2.1.
5.Hệ
thống bọc nhiều lớp như 4.2.1.4 ở trên nhưng lớp giữa là polyethylene/
olypropylene/ polyurethane để cách nhiệt
4.2.1.
6.Hệ
thống bọc polychloroprene (cao su lưu hoá) , đôi khi dùng để cách nhiệt cùng
với kiểm soát ăn mòn và bảo vệ chống va đập cơ học.
4.2.2.
Quy
trình chế tạo lớp bọc
4.2.2.
1.Tất cả
các công tác liên quan đến việc chế tạo lớp bọc phải được mô tả trong quy trình
trong đó tuân thủ các thông số kỹ thuật chế tạo lớp bọc. Tài liệu này phải được
trình cho bên mua và trình cho Đăng kiểm trước khi bắt đầu tiến hành bọc. Nội
dung bao gồm:
- Vật liệu bọc
(bao gồm bản số liệu của nhà chế tạo);
- Chuẩn bị bề mặt;
- Bọc (bao gồm
kiểm soát các thông số quan trọng);
- Thử và kiểm tra;
- Sửa chữa lớp bọc
và tháo bỏ lớp bọc không sửa được;
- Chuẩn bị đầu ống
sau khi bọc;
- Đánh dấu và hoàn
thiện hồ sơ;
- Sắp xếp và lưu
kho các ống đã bọc.
- Các quy trình
của bốn hạng mục cuối phải được bên mua và Đăng kiểm chấp nhận.
4.2.3.
Thử
chứng nhận quy trình chế tạo
4.2.3.
1.Vật
liệu bọc (nghĩa là các thông số kỹ thuật của nhà chế tạo) và quy trình chế tạo
lớp bọc (kể cả sửa) phải được thử chứng nhận trước hoặc trong (nếu được đồng ý)
giai đoạn bắt đầu tiến hành chế tạo lớp bọc. Có thể chấp nhận kết quả từ lần
thử trước chứng nhận cho vật liệu bọc, các thông số của quá trình chế tạo và
kích thước ống tương tự. Tuy nhiên, nếu có thay đổi đáng kể về thông số quá
trình chế tạo, thông số kỹ thuật của vật liệu bọc hoặc kích thước ống thì cần
phải tiến hành thử lại. Các yêu cầu cụ thể đối với việc thử quy trình trước khi
chế tạo bao gồm số lượng ống được bọc và quy trình báo cáo phải được xác định
rõ.
4.2.3.
2.Nếu
tiến hành thử chứng nhận cho một dự án cụ thể thì các thông số kỹ thuật của quy
trình thử lớp bọc (QPS) và cách thức bọc, thử/ kiểm tra và báo cáo phải được
trình Đăng kiểm duyệt trước khi tiến hành thử.
4.2.3.
3.Nhiệt
độ bọc, điều kiện làm khô hoặc lưu hóa phải tuân thủ các khuyến cáo của nhà chế
tạo vật liệu bọc.
4.2.3.
4.ít
nhất phải thử khe hở và thử dính khi tiến hành thử chứng nhận sửa chữa lớp bọc.
4.2.3.
5.Kết
quả của tất cả các kiểm tra, thử và căn chỉnh trong quá trình thử chất lượng
quy trình, các thông số vận hành thiết yếu đối với công tác bọc và chứng chỉ
vật liệu bọc phải được nêu trong báo cáo thử chứng nhận quy trình.
4.2.4.
Vật
liệu bọc
4.2.4.
1.Nhà
chế tạo phải đảm bảo rằng tất cả các vật liệu bọc phải phù hợp với các yêu cầu
cụ thể nêu trong bản yêu cầu của bên mua. Việc kiểm tra có thể bao gồm việc thử
trực tiếp của nhà chế tạo hoặc xem xét chứng chỉ chế tạo của nhà chế tạo. Mọi
công tác thử phải được thực hiện theo kế hoạch kiểm tra.
4.2.4.
2.Thử
các đặc tính của vật liệu bọc có thể tiến hành với các vật liệu thô hoặc vật
liệu đã qua xử lý (tức đã bọc vào ống rồi). Với vật liệu đã qua xử lý, phải thử
cả tấm có lớp bọc hoặc lớp bọc được chuẩn bị đặc biệt mà không có chất nền.
4.2.4.
3.Các
đặc tính đối với vật liệu bọc thô phải được chứng nhận theo bó hay lô (theo bản
thông số lớp bọc ống tương ứng). Trong trường hợp cần thiết có thể yêu cầu bên
thứ ba thử các đặc trưng vật liệu của lớp bọc đã bọc để xác định chất lượng của
từng bó/ lô vật liệu bọc.
4.2.4.
4.Sau
khi các yêu cầu cụ thể đã được tuân thủ, vật liệu bọc sẽ được cất riêng ra.
Những vật liệu không được chấp nhận sẽ phải đánh dấu và để riêng ra.
4.2.4.
5.Tất cả
các vật liệu được sử dụng để chuẩn bị bề mặt và bọc ống phải giữ nguyên trong
hộp cho đến khi đem dùng và phải ghi rõ trên vỏ:
- Tên nhà sản
xuất;
- Kiểu vật liệu;
- Số lô/bó;
- Trọng lượng (đối
với vật liệu dạng túi, bọc, ...);
- Kích thước (với
vật liệu dạng cuộn hoặc tương tự);
- Ngày chế tạo;
- Tiêu chuẩn chế
tạo.
4.2.4.
6.Nhà
chế tạo phải đảm bảo rằng tất cả các vật liệu dùng để bọc và để chuẩn bị bề mặt
phải được sắp xếp và lưu kho sao cho tránh được mọi hư hỏng do thời tiết hoặc
các ảnh hưởng khác. Các khuyến cáo của nhà chế tạo vật liệu về lưu kho phải
được trình Đăng kiểm xem xét.
4.2.5.
Kiểm
tra ống và chuẩn bị bề mặt
4.2.5.
1.Tất cả
các công tác chuẩn bị bề mặt và các hoạt động kiểm tra và theo dõi phải được
tiến hành theo quy trình chế tạo lớp bọc đã được chứng nhận và kế hoạch kiểm
tra. Phương pháp, chỉ tiêu chấp nhận và tần suất/phạm vi thử và kiểm tra phải
tuân thủ các yêu cầu nêu trong bản ghi số liệu lớp bọc ống hoặc tài liệu của
bên mua, nếu có.
4.2.5.
2.ống có
thể được cung cấp có hoặc không có bảo vệ chống ăn mòn tạm bên ngoài. Khi nhận
được, tất cả ống phải được phân loại bằng số và bằng đánh dấu, sau đó lưu kho.
4.2.5.
3.Phải
kiểm tra bằng mắt thường từng ống một, chú trọng tới các đầu ống. Các ống bị
hỏng nặng như mẻ, móp, các vết cắt và các khuyết tật khác mà không thể sửa chữa
bằng cách mài nhẵn bề mặt phải bị loại bỏ. Các yêu cầu đối với việc kiểm tra
kích thước và/hoặc trọng lượng ống phải được nêu rõ trong tài liệu kĩ thuật.
4.2.5.
4.Muối,
đất và các chất bẩn khác phải được loại bỏ khỏi bề mặt ống bằng phương pháp làm
sạch bằng nước, ví dụ như dùng nước áp lực cao. Chất bẩn hữu cơ như dầu và mỡ
phải được loại bỏ bằng các dung dịch hoặc chất tẩy thích hợp. Nếu điều kiện bề
mặt của ống nhận được ảnh hưởng đến chất lượng của lớp bọc thì bên mua ống phải
được thông báo ngay lập tức.
4.2.5.
5.Bề mặt
ống phải được chuẩn bị bằng cách phun sạch (blast cleaning) để có được độ sạch
bề mặt và độ nhám bề mặt theo đúng quy định. Các tính chất của vật liệu để phun
sạch phải được xác định. Vật liệu phun và hệ thống khí cao áp phải khô và không
bị nhiễm chất có hại như muối, dầu và mỡ. Vật liệu phun được tái sử dụng phải
được kiểm tra độ sạch thường xuyên (phải quy định rõ trong kế hoach kiểm tra).
Việc kiểm tra sự nhiễm bẩn dầu phải được tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM D4285
hoặc tiêu chuẩn tương đương khác được Đăng kiểm công nhận.
4.2.5.
6.Đối
với ống bằng thép không gỉ, vật liệu mài mòn (vật liệu dùng để phun sạch) phải
là ôxít nhôm nóng chảy hoặc hạt thép không gỉ theo tiêu chuẩn thích hợp. Cần
phải lưu ý để tránh bị nhiễm bẩn bởi các hạt thép – các bon còn sót lại.
4.2.5.
7.Mép
vát hoặc bề mặt bên trong phải được bảo vệ bằng các đầu bọc trong quá trình làm
sạch.
4.2.5.
8.Trong
khi phun sạch, nhiệt độ của bề mặt ống ít nhất phải lớn hơn nhiệt độ tạo sương là
3 oC và độ ẩm tương đối của môi trường xung quanh phải không vượt
quá 85%. Nếu độ ẩm cao hơn thì phải gia nhiệt ống.
4.2.5.
9.Sau
khi phun sạch, ống phải được kiểm tra kỹ lưỡng. Tất cả các khuyết tật đều phải
được đánh dấu. Các mảnh vụn, giẻ lau, vết cháy, tách lớp hoặc vết nhám phải
được mài sạch. Độ dầy còn lại vẫn phải tuân thủ yêu cầu về các thông số kỹ
thuật của ống. Kiểm tra độ dầy còn lại bằng siêu âm phải tuân theo yêu cầu của
tiêu chuẩn được Đăng kiểm công nhận. Các ống có diện tích đuợc mài giũa lớn hơn
10 cm2 phải được phun sạch lại hoàn toàn. Các ống không sửa được
phải bị loại bỏ.
4.2.5.
10. Bụi hoặc chất mài mòn
phải được loại bỏ khỏi bề mặt
ống bằng khí sạch và khô, làm sạch bằng chân không hoặc chổi. Độ sạch và độ
nhám được kiểm tra theo yêu
cầu kỹ thuật đề ra. Việc xác định thành phần muối dư có thể được thực hiện bằng thiết
bị đặc biệt nếu kế hoạch thử và kiểm tra đòi hỏi và tuân thủ các tiêu chuẩn đề
ra. Các ống không thỏa mãn các yêu cầu nêu trên phải được phun sạch lại hoặc
phải bị loại bỏ.
4.2.5.
11. Phải có các biện pháp
để tránh bụi hoặc nhiễm bẩn sau khi đã hoàn tất công tác chuẩn bị bề mặt. Thời
gian tối đa từ lúc phun sạch tới khi bọc và/hoặc độ ẩm tương đối cực đại phải được ghi rõ trong quy
trình chế tạo lớp bọc.
4.2.5.
12. Sau khi chuẩn bị bề
mặt bằng phương pháp cơ học, có thể tiến hành xử lý hóa học nếu được quy định
trong quy trình chế tạo.
4.2.6.
Bọc
4.2.6.
1.Tất cả
công tác bọc phải được tiến hành theo quy trình đã duyệt.
4.2.6.
2.Trong
suốt quá trình bọc, các thông số quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng lớp bọc
(ví dụ như nhiệt độ bọc của đường ống và vật liệu bọc, độ ẩm tương đối, ...)
phải được theo dõi và ghi chép hàng ngày. Với một số hệ thống bọc, nhiệt độ bọc
phải được theo dõi liên tục theo quy định. Thiết bị để theo dõi phải được hiệu
chỉnh định kỳ theo kế hoạch thử và kiểm tra đã duyệt.
4.2.6.
3.Các
ống đã bọc phải được đánh dấu sao cho có thể truy xuất được về các lô/bó vật
liệu bọc đã dùng.
4.2.6.
4.Độ dầy
lớp bọc (giá trị danh nghĩa và tối thiểu của từng lớp, giá trị tối đa nếu được)
phải được xác định rõ (trừ khi độ dầy đã được ghi rõ trong bản số liệu bọc
ống).
4.2.6.
5.Độ dài
và điều kiện bề mặt của đoạn đầu ống để lại không bọc và các chỗ vát mép phải
được nêu rõ. Nếu dùng lớp bọc tạm hay băng để cuộn đầu ống thì phải nêu rõ
trong quy trình.
4.2.6.
6.Không
được để sót lại những lớp bọc hoặc vật liệu phun còn thừa trên bề mặt trong của
ống. Các yêu cầu đặc biệt về độ sạch của bề mặt trong của ống, nếu có, phải
được nêu rõ trong yêu cầu đối với nhà thầu chế tạo lớp bọc.
4.2.7.
Thử
và kiểm tra các ống đã bọc
4.2.7.
1.Các
ống đã bọc phải được kiểm tra theo kế
hoạch thử và kiểm tra.
4.2.7.
2.Thử và
kiểm tra ống đã bọc trong quá trình thử chứng nhận hay trong quá trình sản xuất
phải được tiến hành tuân theo
các phương pháp thích hợp, theo các chỉ tiêu chấp nhận và tần suất kiểm tra nêu
trong bản số liệu bọc ống cũng như các sửa đổi đã được chấp nhận.
4.2.7.
3.Các
cuộc thử không đạt mà được xác định rõ ràng là do mẫu thử có khiếm khuyết hoặc
do lỗi trong quá trình vận hành thiết bị thử có thể bỏ qua và tiến hành thử lại
trên ống đó.
4.2.7.
4.Các
ống đơn lẻ mà không đáp ứng được các chỉ tiêu đề ra phải được bọc lại, hoặc nếu có thể thì phải
được sửa chữa. Trong trường hợp phát hiện hư hỏng lớp bọc ống trong quá trình
thử phân đoạn (ví dụ cứ 20 ống kiểm tra một lần hoặc 2 lần/ 1 ca) thì các ống
bọc trước và sau đó phải được thử từng cái một cho
đến khi tối thiểu có 3 ống liên tiếp không bị lỗi. Nếu hư hỏng lại lặp lại thì
phải tăng tần suất kiểm tra lên và ngược lại.
4.2.7.
5.Tất cả
các số liệu thử và kiểm tra các ống đã bọc, sửa chữa lớp bọc chính, các thông
số vận hành quan trọng (ví dụ như nhiệt độ bọc, tốc độ đưa ống vào bọc...) và
việc hiệu chỉnh các thiết bị thử và theo dõi phải được ghi chép hàng ngày.
Bản số liệu phải được cập nhật hàng ngày
và luôn sẵn sàng để kiểm tra.
4.2.8.
Sửa
chữa
4.2.8.
1.Số lần
sửa tối đa cho phép (diện tích bề mặt tối đa đối với từng lần sửa chữa, số lần
sửa chữa tối đa với từng ống và số ống tối đa được sửa) và yêu cầu về việc lập
tài liệu sửa chữa phải được định rõ.
4.2.8.
2.Việc
lột bỏ lớp bọc không sửa được để bọc lại phải được tiến hành theo một quy trình
được chấp nhận. Việc sửa chữa lớp bọc phải được tiến hành và kiểm tra theo một
quy trình đã được chứng nhận.
4.2.9.
Tài
liệu và đánh dấu
4.2.9. 1.Các yêu cầu cụ thể đối với việc theo dõi ống, đánh dấu và
định dạng tài liệu phải được quy định cụ thể.
4.2.9. 2.Kết quả thử và kiểm tra trong quá trình thử chất lượng và
chế tạo phải được lập thành biên bản và có thể truy xuất số của từng ống và
từng lô/bó vật liệu bọc ống. Các yêu cầu cụ thể về báo cáo hàng ngày nêu trong
4.2.7.5.
4.2.9. 3.Các hồ sơ, kể cả các chứng chỉ vật liệu bọc phải được giữ
lại tối thiểu 5 năm hoặc hơn theo thoả thuận.
4.2.10.
Sắp
xếp và lưu kho ống
4.2.10.
1. ống cần được sắp xếp
và lưu kho sao cho không bị hư hỏng bề mặt đã bọc hoặc chưa bọc. Các quy trình
áp dụng phải được Đăng kiểm chấp nhận. Cần phải chú trọng tới bề mặt các ống
thép không gỉ để tránh bẩn (ví dụ do dùng các dụng cụ bằng thép Cácbon). Trong
trường hợp cần thiết, có thể phải xác định chiều cao giá đỡ ống để không gây ra
hư hại cho ống.
4.2.10.
2. Hư hại đối với lớp
bọc trong quá trình sắp xếp hoặc lưu kho phải được sửa chữa theo 4.2.8. Nếu xảy
ra các hư hỏng vật liệu làm ống thì các hư hỏng này phải được báo cáo. Các ống
hư hỏng phải được tách riêng.
4.2.10.
3. Cách thức đóng gói
hoặc các biện pháp khác để bảo vệ ống đã bọc để vận chuyển bằng tàu phải được
ghi rõ trong tài liệu.
4.3.
Các
yêu cầu đối với Hệ thống bọc polypropylene hoặc Polyethylene 3 lớp
4.3.1.
Cấu
tạo hệ thống bọc
4.3.1.
1.Lớp
lót epoxy:
- Epoxy dán
nóngchảy (FBE): chiều dày tối thiểu 100-250mm, chiều dày tối đa 550 mm;
- Epoxy lỏng (LE):
chiều dày tối thiểu 30-50mm.
4.3.1.
2.Keo
dính polymeric: Phải tiến hành thử theo kế hoạch thử và kiểm tra (ITP).
4.3.1.
3.Lớp bọc
polyethylene hay polypropylene bên ngoài: Phải tiến hành thử theo kế hoạch thử
và kiểm tra.
4.3.1.
4.Tổng
chiều dày: Tối thiểu là 2,0 mm.
4.3.2.
Vật
liệu bọc
- Phải tiến hành
thử từng lô theo các hạng mục sau đây:
- Trọng lượng
riêng (FBE/LE);
- Cỡ hạt (FBE);
- Độ ẩm tối đa (FBE);
- Thời gian đông
đặc (gel time) (FBE);
- Nhiệt độ chuyển
tiếp thuỷ tinh (FBE): ít nhất lớn hơn 5oC so với nhiệt độ vận
hành cực đại của đường ống;
- Độ nhớt của chất
nền và chất đông cứng (LE);
- Thể tích đặc của
chất nền và chất đông cứng (LE);
- Quét tia hồng
ngoại;
- Độ cứng của
nước: Không rộp, độ phồng < 5%.="" mất="" cứng=""><>
- Thử phun muối:
không gỉ, không rộp;
- Bong do catốt.
4.3.3.
Vật
liệu dán
Phải tiến hành thử
từng lô theo các hạng mục sau đây:
- Trọng lượng
riêng;
- Cỡ hạt (để
phun);
- Tốc độ/ chỉ số
dòng nóng chảy (melt flow index/rate);
- Điểm hoá mềm
(Vicat)
4.3.4.
Vật
liệu Polyethylene hoặc Polypropylene
Phải tiến hành thử
từng lô theo các hạng mục sau đây:
- Trọng lượng
riêng;
- Tốc độ/ chỉ số
dòng nóng chảy;
- Điểm hoá mềm
(Vicat);
- Khả năng chịu
nhiệt;
- Khả năng chống
tia cực tím;
- Khả năng chịu
mài mòn;
- Chống nấm: Không
có nấm bám;
- Độ thấm hút
nước;
- Dẫn nhiệt/ già
hóa;
- Dãn nở tuyến
tính.
5. Bọc ống đứng đặc biệt
5.1.
Quy
định chung
5.1.1.
Đối
với từng ống đứng cụ thể, việc phân vùng chống ăn mòn phụ thuộc vào thiết kế
ống đứng đó hay thiết kế giàn và các điều kiện môi trường thường xảy ra.
5.1.2.
Các
hệ thống bọc chống ăn mòn khác nhau có thể dùng cho 3 vùng bảo vệ chống ăn mòn:
vùng ngập nước, vùng nước biến đổi và vùng khí quyển, miễn là chúng phù hợp.
Các yêu cầu tại từ mục 4.1.1 đến 4.1.3 và từ mục 4.1.6 đến 4.1.8 phải được áp
dụng cho cả 3 vùng nêu trên.
5.1.3.
Trang
bị chằng buộc ống đứng thường được lựa chọn tương thích với lớp bọc ống đứng cụ
thể và ngược lại.
5.1.4.
Các
yêu cầu bổ sung sau đây áp dụng cho vùng nước biến đổi và vùng khí quyển:
- Khả năng chịu gỉ
ở chỗ khuyết tật lớp bọc;
- Khả năng bảo
dưỡng;
- Tương thích với
quy trình kiểm tra ăn mòn bên trong và bên ngoài;
- Tương thích với
thiết bị / quy trình bóc các sinh vật bám (biofouling) nếu áp dụng;
- Chống cháy (nếu
có yêu cầu).
5.1.5.
Việc
sử dụng lượng dự trữ ăn mòn để bù cho ăn mòn bên ngoài do hư hỏng lớp bọc phải
được xem xét thích đáng ở vùng nước biến đổi. Nhu cầu và lợi ích của lượng dự
trữ ăn mòn phụ thuộc vào kiểu lớp bọc, điều kiện ăn mòn, tuổi thọ thiết kế, hậu
quả hư hỏng và khả năng tiếp cận để kiểm tra và bảo dưỡng.
5.1.6.
Trong
vùng ngập nước, khi lựa chọn lớp bọc cần tuân thủ các quy định trong 4.1.1.
Ngoài ra, phải xét đến khả năng chịu sinh vật bám (biofouling) ở mặt nước của
vùng ngập nước và phần thấp nhất của vùng nước biến đổi.
5.1.7.
Đặc
tính vật lý và cơ học của lớp bọc như nêu ở 4.1.3 cũng có thể dùng cho lớp bọc
ống đứng, phụ thuộc vào vùng bảo vệ chống ăn mòn đặc trưng. Các yêu cầu về đặc
tính của từng lớp bọc và kiểm soát chất lượng phải được xác định trong chi tiết
kỹ thuật của bên mua.
5.1.8.
Lớp
phủ bên ngoài bằng hợp kim Cu có thể sử dụng cùng với biện pháp chống ăn mòn và
chống sinh vật biển bám, chủ yếu ở vùng chuyển tiếp giữa vùng nước biến đổi và
vùng ngập nước. Tuy nhiên, các vật liệu kim loại có các đặc tính chống sinh vật
biển bám phải được cách điện khỏi hệ thống bảo vệ catốt. Lớp bọc bằng nhiều lớp
sơn và lớp phun nhôm bằng nhiệt có thể được sử dụng cho vùng trong khí quyển,
vùng ngập nước và vùng nước biến đổi nếu các yêu cầu chức năng và điều kiện tại
chỗ cho phép.
5.2.
Vật
liệu bọc, chuẩn bị bề mặt và bọc
5.2.1.
Các
lớp bọc ống đứng có thể bọc sau khi hàn chế tạo và trong vùng khí quyển sau khi
lắp đặt.
5.2.2.
Tất
cả công tác bọc phải được tiến hành theo quy trình đã duyệt. Quy trình bọc cần
đưa ra các yêu cầu sắp xếp, lưu kho, đánh dấu và kiểm tra vật liệu bọc.
5.2.3.
Các
yêu cầu về chứng nhận quy trình cho vật liệu bọc, chuẩn bị bề mặt và bọc được
nêu trong 4.2.
6. Bọc mối nối hiện
trường
6.1.
Quy
định chung
6.1.1.
Đối
với các ống có lớp bọc gia tải hoặc bọc cách nhiệt, bọc mối nối hiện trường
thường là bọc một lớp bảo vệ chống ăn mòn bên trong rồi sau đó điền đầy một
chất khác vào khoảng trống còn lại cho bằng với chiều dầy của lớp bọc gia tải.
Đối với đường ống và ống đứng được bọc cách nhiệt thì chất điền đầy phải có đủ
đặc tính cách nhiệt.
6.1.2.
Để
lựa chọn lớp bọc mối nối hiện trường thì cần xem xét các quy định đối với lớp
bọc ống đứng và đường ống nêu trong 4.1.1, 5.1.2 và mục 5.1.4. Ngoài ra, thời
gian đủ để bọc và chờ cứng hoặc lưu hóa là yếu tố quyết định trong quá trình
rải ống trên tầu rải ống.
6.1.3.
Lớp
bọc mối nối hiện trường cho ống đứng tốt nhất là có đặc tính tương xứng với lớp
bọc ống đã chọn. Trong vùng nước biến đổi, cần tránh bọc mối nối hiện trường
trừ khi có thể chứng minh rằng các đặc tính về chống ăn mòn là gần như tương
đương với các đặc trưng của lớp bọc liền kề.
6.1.4.
Các
đặc tính phù hợp của lớp bọc phải được định nghĩa trong tài liệu thông số kỹ
thuật của dự án. Phải xem xét tương ứng các đặc tính như đối với đường ống và
ống đứng nêu trong 4.1.3 và 5.1.7 khi chuẩn bị bản thông số kỹ thuật.
6.2.
Vật
liệu bọc, chuẩn bị bề mặt và bọc
6.2.1.
Nhà
thầu chế tạo phải có văn bản thể hiện khả năng chế tạo lớp bọc của họ đáp ứng
được các đặc tính đề ra. Chương trình chứng nhận quy trình bọc gồm kiểm tra phá
hủy lớp bọc phải được thực hiện trước khi tiến hành công việc trừ khi có các
kết quả thử thích hợp trước đây. Trong trường hợp dùng phương pháp bọc mới ở
ngoài biển thì chương trình chứng nhận quy trình bọc phải bao gồm việc bọc
ngoài biển cùng với thử phá hủy.
6.2.2.
Tất
cả các công tác bọc phải được tiến hành theo quy trình đã được chứng nhận. Các
hạng mục sau đây phải được mô tả trong quy trình chế tạo lớp bọc mối nối hiện
trường:
- Vật liệu bọc/
vật liệu điền đầy;
- Chuẩn bị bề mặt;
- Bọc;
- Đổ chất điền
đầy;
- Kiểm tra;
- Sửa chữa lớp
bọc/ lớp điền đầy (nếu cần).
6.2.3.
Vùng
được bọc phải được làm sạch bằng cách mài hoặc đánh bằng bàn chải tới mức có độ
nhám tối thiểu là St2 theo tiêu chuẩn ISO 8501-1. Đối với các hệ thống bọc như
vậy, cần phải phun sạch đến độ nhám Sa 2,5.
6.2.4.
Quy
trình chế tạo lớp bọc phải mô tả phương thức kiểm tra bằng mắt thường và kiểm
tra không phá huỷ lớp bọc mối nối hiện trường. Nếu các kiểm tra này không thực
tế thì các thông số ảnh hưởng đến chất lượng lớp bọc phải được theo dõi.
7. Bọc bê tông gia tải
7.1.
Quy
định chung
7.1.1.
Mục
đích của lớp bọc bê tông là gia tải cho đường ống không bị nổi khi thả xuống
nước cũng như bảo vệ lớp bọc chống ăn mòn cho đường ống khỏi những va chạm cơ
học trong quá trình lắp đặt cũng như suốt tuổi đời đường ống.
7.1.2.
Yêu
cầu đối với vật liệu thô (như ximăng, cốt liệu, nước, phụ gia, cốt thép) và các
đặt tính của lớp bọc phải được xác định trong quy định kỹ thuật của bên mua.
Các đặc trưng sau đây cần được xác định:
- Trọng lượng
chìm/ Lực nổi âm;
- Độ dày;
- Trọng lượng
riêng của bêtông;
- Độ bền nén;
- Độ hấp thụ nước;
- Khả năng chịu va
đập (ví dụ như chống va đập của lưới đánh cá);
- Độ mềm dẻo (khả
năng chịu uốn);
- Đoạn để chừa hai
đầu không bọc.
7.2.
Vật
liệu làm bê tông và chế tạo lớp bọc
7.2.1.
Trước
khi tiến hành bọc, nhà sản xuất phải lập tài liệu đảm bảo rằng các vật liệu,
quy trình và thiết bị được sử dụng sẽ cho lớp bọc có đặc tính như quy định. Các
đặc trưng như khả năng chịu va đập và độ mềm dẻo (khả năng chịu uốn) nếu cần
thiết thì thử lại trước khi chế tạo.
7.2.2.
Tất
cả công tác bọc phải được tiến hành theo quy trình đã được thử chứng nhận. Phải
mô tả các thông số sau:
- Vật liệu bọc;
- Thiết kế và thi
công cốt thép;
- Bọc và bảo dưỡng
bê tông;
- Thử và kiểm tra;
- Sửa chữa lớp
bọc;
- Sắp xếp và lưu
kho các ống đã bọc.
7.2.3.
Cấu
tạo bê tông và phương pháp chế tạo phải được lựa chọn để đáp ứng được các yêu
cầu tối thiểu sau đây về đặc trưng của lớp bọc sau khi bọc:
- Độ dày tối
thiểu: 40 mm;
- Độ bền nén tối
thiểu: 40 Mpa;
- Độ thấm nước tối
đa: 8% (thể tích), (thử ống được bọc theo phương pháp được duyệt);
- Tỉ trọng tối
thiểu: 1900 kg/m3.
7.2.4.
Lớp
bọc bê tông phải dùng cốt thép hàn thành lồng, hoặc bằng thép lưới. Đối với cốt
thép hàn thì khoảng cách giữa các vòng tối thiểu là 120 mm. Các thanh cốt thép
phải có đường kính tối thiểu là 6 mm. Đối với cả hai loại cốt thép, diện tích
bề mặt trung bình theo phần trăm của cốt thép theo mặt cắt dọc và mặt cắt ngang
tối thiểu phải là 0,08 % và 0,5 % một cách tương ứng.
7.2.5.
Nếu
chỉ dùng 01 lớp cốt thép thì phải đặt cốt thép ở vị trí nằm trong khoảng 1/3 ở
giũa (middle third) của chiều dầy lớp bọc bê tông. Khoảng cách tối thiểu tính
từ lớp bọc chống ăn mòn là 15 mm, trong khi độ dầy lớp bê tông bảo vệ tối thiểu
là 15 mm và 20 mm đối với lớp bọc có chiều dầy tối thiểu tương ứng là £ 50 mm và >50 mm. Khoảng chồng lấp
tối thiểu giữa các lưới cốt thép phải là 25mm. Cần phải tránh tiếp điện với
anốt của hệ thống bảo vệ catốt.
7.2.6.
Bê
tông phải được đổ theo một trong các cách sau đây:
- Đầm (compression
coating);
- Nén (impingement
application);
- Đổ
ván khuôn trượt.
7.2.7.
Bê
tông sử dụng lại hay hồi phục có thể được sử dụng miễn là đảm bảo bằng văn bản
được rằng các đặc tính đã định được đảm bảo.
7.2.8.
Phương
pháp đông kết bê tông cần phải tính đến các điều kiện thời tiết bất lợi. Quy
trình đông kết bê tông phải đảm bảo không có tổn thất độ ẩm đáng kể trong vòng
7 ngày hay độ bền nén tối thiểu là 15 MPa.
7.2.9.
Phải
xác định rõ chỉ tiêu để sửa và bọc lại bê tông. Tối thiểu, các vùng để lộ cốt
thép phải được sửa chữa. Những vùng bê tông hụt quá 10 % tổng lớp bọc bề mặt
phải được bọc lại.
7.2.10.
Quy
trình sửa lớp bọc bê tông phải được trình duyệt.
7.3.
Kiểm
tra và thử nghiệm
7.3.1.
Phải
có kế hoạch chất lượng, trong đó nêu rõ phương pháp và tần suất kiểm tra, thử
và hiệu chỉnh, chỉ tiêu cho phép và các yêu cầu để lập báo cáo. Chỗ để các vật
liệu và sản phẩm hỏng phải được xác định.
8. Thiết kế bảo vệ catốt
8.1.
Quy
định chung
8.1.1.
Các
đường ống và ống đứng trong vùng ngập nước phải được lắp hệ thống bảo vệ catốt
để có thể bảo vệ chống ăn mòn phù hợp khi xuất hiện các khuyết tật trong quá
trình bọc ống (kể cả bọc mối nối hiện trường) cũng như những hư hỏng lớp bọc
trong quá trình lắp đặt và vận hành. Có thể sử dụng các anốt hy sinh hoặc dòng
điện cảm ứng phát ra từ máy chỉnh lưu. Anốt hy sinh hay được sử dụng hơn.
8.1.2.
Hệ
thống bảo vệ catốt phải có khả năng khử thế điện hoá giữa ống với nước (hoặc
ống với trầm tích) trong phạm vi – 800 mV đến -1050 mV Ag/AgCl/nước biển. Có
thể đạt được điện thế nhỏ hơn -1050 mV Ag/AgCl/nước biển bằng cách sử dụng dòng
điện cảm ứng. Các điện thế này có thể gây ảnh hưởng phụ bất lợi như bong lớp
bọc và nứt do ứng suất hyđro tại vật liệu làm ống cũng như mối hàn. Các bộ phận
của hệ thống đường ống bằng thép C-Mn và ferit, martensitic hoặc thép không rỉ
austenic feric chịu biến dạng dẻo trong quá trình vận hành có thể nứt do ứng
suất hydro do hệ thống bảo vệ catốt mặc dù điện thế vẫn nằm trong dải điện thế
quy định ở trên. Những hư hỏng dạng này có thể tránh được bằng cách hạn chế
biến dạng cực hạn bởi các biện pháp thiết kế. Ngoài ra, cần phải chú trọng đặc
biệt tới lớp bọc của các bộ phận chịu biến dạng cục bộ.
8.1.3.
Hệ
thống bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh thường được thiết kế để bảo vệ suốt thời
gian hoạt động của đường ống.
8.1.4.
Các
hệ thống đường ống nối với các công trình biển khác phải có hệ thống bảo vệ
catốt tương thích trừ phi được lắp mối nối cách điện. Tại chỗ tiếp bờ của đường
ống biển có lắp anốt hy sinh cần phải lắp mối nối cách điện nếu đoạn đường ống
trên bờ bảo vệ catốt bằng dòng điện cảm ứng.
8.2.
Thông
số thiết kế và tính toán
8.2.1.
Quy
trình tính toán thiết kế và các yêu cầu đối với các thông số thiết kế cho hệ
thống bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh cần tuân thủ theo các yêu cầu trong phụ
lục A – Thiết kế bảo vệ catốt.
8.2.2.
Thiết
kế anốt chi tiết phụ thuộc vào kiểu lớp bọc ống. Đối với đường ống có bọc gia
tải, anốt thường được thiết kế với chiều dầy bằng chiều dầy lớp bọc. Đối với
đường ống và ống đứng có lớp bọc cách nhiệt thì thiết kế tổng thể phải cách
nhiệt anốt để cải thiện hiệu quả điện hoá của nó (ví dụ bằng cách gắn anốt ra
ngoài lớp bọc). Lõi anốt, giá đỡ và thiết bị gắn phải được thiết kế với một hệ
số sử dụng yêu cầu để đảm bảo dòng điện liên tục và để đỡ anốt trong các giai
đoạn chế tạo, lắp đặt và vận hành.
8.2.3.
Để
tránh rụng anốt trong quá trình lắp đặt và vận hành, anốt gắn trên lớp bọc phải
được thiết kế để có thể hàn trực tiếp lõi anốt lên tấm đệm trên đường ống.
Thiết kế chi tiết phải tính đến khả năng mất anốt trong quá trình lắp đặt và
hậu quả của nó đối với khả năng chung của hệ thống. Khoảng cách giữa các anốt
không nên vượt quá 150m. Khoảng cách này có thể lớn hơn nếu tính tới điện trở
trên đường ống, khả năng hư hỏng anốt.
8.2.4.
Đối
với các anốt kẹp vào đường ống hoặc ống đứng, mỗi đoạn anốt phải có cáp điện để
duy trì dòng điện liên tục đối với ống.
8.2.5.
Phải
có bản vẽ sơ đồ bố trí anốt, bao gồm cả thiết bị gắn buộc cho từng loại, cỡ
anốt. Cáp nối phải được chi tiết hoá nếu có thể. Trọng lượng tịnh của anốt và
dung sai kích thước phải được quy định trên bản vẽ.
8.2.6.
Tài
liệu kỹ thuật chi tiết sẽ bao gồm các nội dung sau đây:
- Giả thuyết thiết
kế, bao gồm tuổi thọ thiết kế và các thông số kỹ thuật tham khảo của dự
án, các tiêu chuẩn, quy phạm, ...
- Tính toán diện
tích bề mặt và yêu cầu về dòng điện.
8.2.7.
Ngoài
ra, tài liệu thiết kế hệ thống anốt hy sinh phải bao gồm các nội dung sau:
- Tính toán khối
lượng của anốt;
- Tính toán điện
trở anốt;
- Tính toán số
lượng anốt;
- Bản vẽ anốt chi
tiết (kể cả thiết bị gắn và cáp nối nếu có).
9. Chế tạo và lắp đặt
anốt tự huỷ
9.1.
Chế
tạo anốt
9.1.1.
Các
yêu cầu đối với việc chế tạo anốt, bao gồm kích thước, trọng lượng, yêu cầu về
kiểm soát chất lượng (khuyết tật, dung sai, khả năng điện hoá trong quá trình
thử,...), đánh dấu và tài liệu phải được chi tiết hóa trong thông số kỹ thuật
của bên mua.
9.1.2.
Đối
với mỗi loại/cỡ anốt, nhà chế tạo phải chuẩn bị bản vẽ chi tiết chỉ rõ vị trí
và kích thước anốt được đặt, trọng lượng tổng thể của anốt và các thông số chi
tiết khác nêu trong thông số kỹ thuật của bên mua.
9.1.3.
Chế
tạo anốt phải được tiến hành theo quy trình chế tạo được duyệt. Các yêu cầu cụ
thể về chế tạo anốt được quy định tại phụ lục A.
9.1.4.
Tấm
chèn hàn vào ống phải được làm bằng thép có tính hàn đầy đủ. Đối với đường ống
thép không gỉ thì các tấm chèn này phải được hàn vào tấm đệm bằng vật liệu
giống như vật liệu làm ống hoặc tương thích với vật liệu làm ống. Đối với tấm
chèn bằng thép C-Mn, thành phần cacbon tương đương hoặc giá trị Pcm (độ nhạy
cảm nứt nguội) của các tấm đệm phải không được vượt quá giá trị tương ứng của
vật liệu làm ống.
9.1.5.
Trọng
lượng và dung sai kích thước phải tuân theo các yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn
NACE RP 0492-92 hoặc tiêu chuẩn tương đương khác được Đăng kiểm công nhận.
9.1.6.
Tất
cả các anốt phải được kiểm tra bằng mắt thường để phát hiện nứt và các khuyết
tật đáng kể khác.
9.2.
Lắp
đặt anốt
9.2.1.
Việc
lắp đặt anốt có thể tiến hành trên bờ trong trường hợp dùng tàu rải ống. Trong
trường hợp rải ống cuộn thì thường lắp ngoài biển.
9.2.2.
Anốt
phải được lắp theo quy trình được duyệt trong đó nêu rõ cách sắp xếp, lắp đặt
và kiểm tra.
9.2.3.
Đối
với ống bọc bê tông, phải tránh tiếp xúc điện giữa cốt thép và anốt. Khe hở
giữa các anốt hình bán khuyên phải đổ đầy asphalt mastic hoặc chất tương tự.
Nếu lỡ đổ hợp chất ra bề mặt ngoài của anốt thì phải chùi sạch.
10. Thiết kế, chế tạo lớp
bảo vệ chống ăn mòn bên trong
10.1.
Quy
định chung
10.1.1.
Hầu
hết các các chất lỏng được vận chuyển trong ống đều có khả năng ăn mòn đối với
vật liệu làm ống bằng thép C-Mn.
10.1.2.
Việc
lựa chọn một hệ thống bảo vệ chống ăn mòn bên trong đường ống và ống đứng có
ảnh hưởng lớn đến thiết kế chi tiết và vì vậy phải được đánh giá trong quá
trình thiết kế sơ bộ. Có một số cách bảo vệ chống ăn mòn như sau:
- Xử lý dung chất
để loại bỏ nước hoặc chất gây ăn mòn;
- Dùng ống có lớp
lót (bằng kim loại) hay lớp phủ có khả năng chống ăn mòn bên trong;
- Dùng lớp bọc
hoặc lớp lót chống ăn mòn hữu cơ;
- Xử lý hoá học
tức là thêm vào trong dung chất các hoá chất có chức năng giảm ăn mòn.
- Ngoài ra, cũng
nên xét đến việc để lượng dự trữ ăn mòn.
10.1.3.
Cần
xét đến nhu cầu bảo vệ chống ăn mòn tạm thời bề mặt bên trong ống trong quá
trình lưu kho, vận chuyển và thả xuống nước. Các giải pháp kỹ thuật thường là:
dùng mũ đầu ống, dầu/ sáp bảo vệ chống bụi và đối với ống ngập nước thì dùng
chất xử lý hoá học (biôxít hoặc chất chống ôxy hoá). Lưu ý rằng việc sử dụng
biôxít để xử lý nước là rất cần thiết (dù rằng trong thời gian ngắn) để ngăn
chặn sự phát triển của vi khuẩn khi cho ống ngập nước dễ gây ăn mòn ống trong
quá trình vận hành. Với đường ống bằng thép C-Mn không bọc, việc sử dụng chất
chống ôxy hoá có thể không cần thiết vì ôxy hoà tan trong nước nhanh chóng bị
tiêu tán mà không gây ăn mòn đáng kể chiều dầy thành ống. Việc hình thành một
tấm màng bảo vệ chống ăn mòn hoặc sử dụng chất ức chế ăn mòn thường không cần
thiết và đôi khi còn có hại.
10.2.
Bảo
vệ chống ăn mòn bên trong bằng cách xử lý dung chất
10.2.1.
Kiểm
soát ăn mòn bên trong bằng cách xử lý dung chất có thể thực hiện bằng cách tách
nước ra khỏi khí/ dầu (dehydration) hoặc tách ôxy ra khỏi nước biển đối với
đường ống ép nước (deoxygenation). Cần phải đánh giá tác hại do sự suy giảm vật
liệu trong quá trình vận hành. Cần phải xét đến khả năng sử dụng lượng dự trữ
ăn mòn và hệ thống dư để xử lý dung chất. Thông thường, cần phải theo dõi trực
tuyến các đặc trưng ăn mòn của dung chất ở thiết bị xử lý hạ nguồn. Đối với
đường ống xuất dầu, cần phải xét lượng nước dư trong đó, cần xét đến việc xử lý
biôxít như là một biện pháp dự phòng.
10.3.
Bảo
vệ chống ăn mòn bên trong bằng cách sử dụng ống bằng hợp kim chống ăn mòn (CRA)
10.3.1.
Việc
lựa chọn vật liệu chống ăn mòn thường được tiến hành bằng việc đánh giá lựa
chọn thép C-Mn nếu vật liệu đó đủ an toàn và/ hoặc kinh tế trên quan điểm độ
tin cậy trong vận hành.
10.3.2.
Sau
đó sẽ tiến hành lựa chọn vật liệu chống ăn mòn. Các thông số chủ yếu sau đây
cần được xem xét:
- Đặc tính cơ học;
- Dễ chế tạo, đặc
biệt là phải hàn được;
- Khả năng chống
ăn mòn bên trong và bên ngoài, đặc biệt chú trọng tới nứt do tác nhân môi
trường.
10.3.3.
Nếu
cần, phải chứng nhận trước khả năng của nhà cung cấp ống và phụ kiện ống bằng
hợp kim chống ăn mòn.
10.4.
Bảo
vệ chống ăn mòn bên trong bằng lớp bọc hoặc lớp lót hữu cơ
10.4.1.
Nếu
sử dụng lớp bọc hoặc lớp lót để chống ăn mòn thì cần xem xét các thông số sau:
- Tính tương thích
về mặt hoá học với tất cả các dung chất được vận chuyển hay tương tác
trong ống trong quá trình lắp đặt, chạy thử và vận hành, kể cả ảnh hưởng
của chất phụ gia;
- Khả năng chống
mài mòn do chất lỏng và chống các hư hỏng cơ học khi vận hành thoi.
- Khả năng chịu
được giảm áp đột ngột;
- Độ tin cậy của
công tác kiểm soát chất lượng trong quá trình bọc;
- Độ tin cậy của
hệ thống bọc mối nối hiện trường (bên trong), nếu có;
- Hậu quả phá huỷ
và kỹ thuật dự phòng để hạn chế ăn mòn
10.4.2.
Lớp
bọc bên trong đường ống (ví dụ bằng màng mỏng epoxy nóng chảy) chủ yếu dùng để
giảm ma sát trong đường ống khí khô. Mặc dầu lớp bọc bên trong không thể ngăn
chặn hết ăn mòn nếu chất lỏng được vận chuyển, nhưng lớp bọc có các đặc tính
đầy đủ vẫn có đủ khả năng giảm các ảnh hưởng khác nhau của ứng suất màng và do
đó có khả năng giữ áp suất trong đường ống.
10.5.
Bảo
vệ chống ăn mòn bên trong bằng cách xử lý hoá học
10.5.1.
Xử
lý bằng hoá chất cho chất lỏng để chống ăn mòn có thể bao gồm:
- Chất ức chế ăn
mòn;
- Hoá chất đệm-pH
(pH-buffering chemicals);
- Biôxít (để hạn
chế ăn mòn do vi khuẩn);
- Glycol hoặc
methanol (cho vào với nồng độ cao để ngăn ngừa hydrat, làm loãng pha
nước);
- Chất phân tán
(để nhũ tương hóa nước trong dầu);
- Chất rửa (để
loại bỏ hợp chất ăn mòn có nồng độ thấp).
10.5.2.
Độ
tin cậy của hoá chất xử lý phải được đánh giá chi tiết trong thiết kế sơ bộ.
Các thông số quan trọng sau đây cần được quan tâm:
- Dự đoán hiệu quả
của việc hạn chế ăn mòn đối với dung chất được xử lý, kể cả các ảnh hưởng
có thể có do gỉ, cặn,... có trong dung chất;
- Khả năng phân bố
chất ức chế của dung chất được chuyên chở trong ống dọc theo toàn bộ chiều
dài và chu vi của nó;
- Tính tương thích
với tất cả các vật liệu làm đường ống và thiết bị hạ nguồn, đặc biệt là
lớp bọc dùng chất đàn hồi và hữu cơ;
- Tính tương thích
với các phụ gia được đưa vào;
- Tính tương thích
với môi trường và sức khoẻ;
- Các thiết bị
phun hóa chất và quy trình/ kỹ thuật để theo dõi tính hiệu quả của chất ức
chế;
- Hậu quả của phá
huỷ để trên cơ sở đó có thể đề ra các kỹ thuật dự phòng và bảo vệ đầy đủ.
10.5.3.
Đối
với các đường ống vận chuyển chất lỏng của giếng chưa được xử lý hoặc các chất
lỏng khác có tính ăn mòn cao, với các yêu cầu cao về an toàn và độ tin cậy thì
cần phải kiểm tra tính hiệu quả của việc xử lý bằng hóa chất bằng cách theo dõi
tính toàn vẹn của đường ống bởi việc sử dụng dụng cụ có thể đo được chiều dày
dọc theo toàn bộ chiều dài của đường ống.
PHỤ
LỤC A:
THIẾT KẾ CHỐNG ĂN MÒN CATỐT
A1. Xem xét chung trong
thiết kế
o
Quy
định chung
A1.1.1.
Thiết
kế bảo vệ catốt nằm trong khâu thiết kế chi tiết cho một kết cấu công trình
biển. Thông thường việc thiết kế bao gồm việc lựa chọn vật liệu, hệ số tận dụng
lớp bọc, kiểu hệ thống chống ăn mòn, lựa chọn loại và vật liệu anốt. Các công
việc này cũng xét đến các yêu cầu chức năng liên quan đến độ tin cậy, bảo dưỡng
và giám sát.
A1.1.2.
Các
thông số môi trường ảnh hưởng đến bảo vệ catốt. Các tham số nước biển chính ảnh
hưởng đến bảo vệ catốt là:
·
Lượng
ôxi hoà tan;
·
Dòng
chảy;
·
Nhiệt
độ;
·
Sinh
vật biển bám;
·
Độ
mặn.
A1.1.3.
Các
tham số trên xác định mật độ dòng catốt yêu cầu để đạt được và duy trì sự bảo
vệ catốt. Tuy nhiên, không thể đưa ra được mối quan hệ chính xác giữa các tham
số môi trường này và mật độ dòng catốt yêu cầu. Trong thiết kế hệ thống bảo vệ
catốt, mật độ dòng catốt yêu cầu được xác định dựa trên vùng khí hậu và độ sâu.
o
Điện
thế bảo vệ
A1.1.4.
Một
điện thế bằng –800 mV liên kết với điện cực tham chiếu bằng bạc/ clorua bạc/
nước biển (Ag/AgCl/nước biển) thường được chấp nhận là điện thế bảo vệ (
) cho thép các bon và thép hợp kim
thấp trong nước biển.
A1.1.5.
Trong
các môi trường kỵ khí bao gồm cả các lớp trầm tích biển điển hình, một điện thế
bảo vệ thấp hơn bằng –1050 mV liên kết với điện cực tham chiếu Ag/AgCl/nước
biển được coi là cần thiết để đạt được sự bảo vệ catốt có hiệu quả.
A1.1.6.
Các
điện thế bảo vệ nêu trên được sử dụng làm chỉ tiêu để theo dõi việc bảo vệ
chống ăn mòn được thực hiện có hiệu quả.
o
Vật
liệu chế tạo anốt hy sinh
A1.1.7.
Anốt
hy sinh dùng cho các công trình biển được chế tạo từ nhôm hoặc kẽm. Anốt làm từ
nhôm được chọn nhiều nhất do hiệu suất điện hoá cao. Các anốt làm từ magiê (Mg)
cũng được sử dụng trong một số trường hợp cùng với anốt làm từ nhôm để đạt được
sự phận cực nhanh trong giai đoạn bắt đầu hoạt động.
A1.1.8.
Thành
phần tối đa của các nguyên tố tạp chất có trong anốt được quy định tại bảng
A1.3-1 đưa ra lượng tạp chất tối đa cho phép
Bảng A1.3-1: Thành
phần tối đa của các nguyên tố tạp chất
Nguyên tố tạp chất
|
Thành
phần tối đa (% trọng lượng)
|
Anốt từ kẽm
|
Anốt từ nhôm
|
Fe
Cu
Pb
Si
|
0,005
0,005
0,006
0,12
|
0,10
0,006
-
0,15
|
o
Hình
dạng anốt
A1.1.9.
Có
ba loại anốt chính được thiết kế cho công trình biển là:
·
Loại
mảnh đặt cách đường ống;
·
Loại
dài được lắp phẳng áp vào ống;
·
Loại
hình xuyến
A1.1.10.
Loại
anốt dùng trong thiết kế thường do Nhà khai thác quy định và phải tính đến các
yếu tố khác nhau gồm:
(a)
Hệ số sử dụng và dòng anốt;
(b)
Trọng lượng và lực cản xuất hiện do dòng chảy;
(c)
Chi phi sản xuất và lắp đặt;
(d)
Khả năng làm vướng các ống mềm như các ống thở của thợ lăn,
cáp điều khiển ROV.
A1.1.11.
Anốt
loại mảnh đặt cách đường ống có dòng và hệ số sử dụng cao nhất. Tuy nhiên các
anốt này lại là vật cản và gây ra lực cản lớn.
o
Sử
dụng lớp bọc kết hợp với bảo vệ catốt
A1.1.12.
Việc
áp dụng lớp bọc không phải là kim loại sẽ giảm dòng cần thiết cho việc bảo vệ
catốt và do đó giảm trọng lượng anốt hy sinh cần thiết. Đặc biệt đối với kết
cấu nhậy cảm với trọng lượng có tuổi thọ thiết kế lớn thì việc kết hợp sử dụng
lớp bọc và bảo vệ catốt có thể là biện pháp bảo vệ chống ăn mòn tiết kiệm nhất.
A1.1.13.
Lớp
bọc cũng có lợi trong việc đạt được độ phân cực nhanh nhất và giúp sự phân phối
dòng có hiệu quả hơn đối với các đối tượng có hình dạng phức tạp.
A1.1.14.
Việc
sử dụng lớp bọc cũng giảm rủi ro ăn mòn sinh vật của thép C và thép hợp kim
thấp ở trong các vùng bị khuất đối với dòng bảo vệ catốt.
A1.1.15.
Việc
sử dụng kết hợp hệ thống bảo vệ catốt và lớp bọc phải được lựa chọn trên kinh
nghiệm thực tế.
A1.1.16.
Một
số loại lớp bọc đường ống nhất định (chủ yếu là loại có mức độ các bon đen cao)
có thể có tính dẫn điện cao cho phép phóng điện dòng catốt tại lớp giao nước
biển/lớp bọc. Điện trở kháng được khuyến nghị tối thiểu là 1,0 x104
ohm.cm.
A2. Các thông số thiết kế
A2.1.
Quy
định chung
A2.1.1.
Phần
này quy định các thông số được áp dụng trong thiết kế hệ thống bảo vệ catốt
dùng anốt hy sinh.
A2.1.2.
Trừ
tuổi đời thiết kế, các thông số thiết kế khác thường được giả thiết là do Nhà
thiết kế hệ thống bảo vệ catốt lựa chọn/đưa ra.
A2.1.3.
Các
dữ liệu đưa ra trong phụ lục này được lựa chọn một cách thống nhất theo một
tiếp cận thiên về an toàn. Do đó việc sử dụng các hệ số này sẽ đưa ra một tuổi
thọ thực lớn hơn tuổi thọ thiết kế của hệ thống trong hầu hết các trường hợp.
Với kinh nghiệm của Nhà khai thác hoặc các xem xét đặc biệt khác có thể bảo vệ
cho việc áp dụng các dữ liệu thiết kế thấp hơn hoặc áp dụng các dữ liệu thiết
kế thậm chí an toàn hơn nữa trong một số trường hợp nhất định.
A2.2.
Tuổi
thọ thiết kế
A2.2.1.
Tuổi
thọ thiết kế (tf) của một hệ thống bảo vệ catốt phải được Nhà khai
thác đưa ra. Khi đưa ra tuổi thọ thiết kế của hệ thống, Nhà khai thác cũng nên
xem xét khả năng kéo dài tuổi thọ của hệ thống.
A2.2.2.
Việc
bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống bảo vệ catốt dùng anốt hy sinh cho hệ thống
đường ống biển nói chung là rất đắt và thường là không thực tế. Do đó, thông
thường tuổi thọ thiết kế anốt được lấy bằng tuổi thọ công trình được bảo vệ.
A2.3.
Mật
độ dòng điện thiết kế
A2.3.1.
Mật
độ dòng điện là dòng bảo vệ catốt trên diện tích bề mặt đơn vị. Mật độ dòng
thiết kế ban đầu (ic) và cuối cùng (if) là một số đo mật
độ dòng catốt cần thiết dự đoán để có được sự bảo vệ cho bề mặt kim loại trần
trong một khoảng thời gian ngắn hợp lý. Chúng được sử dụng để tính toán dòng
điện cần thiết ban đầu và cuối cùng để dùng trong việc tính toán số lượng và
kích cỡ anốt. ảnh hưởng của các lớp bọc được tính đến thong qua việc sử dụng hệ
số suy giảm lớp bọc.
A2.3.2.
Mật
độ dòng thiết kế trung bình (hay duy trì) là một số đo dòng catốt cần thiết dự
đoán, khi hệ thống bảo vệ catốt đã đạt được điện thế bảo vệ ở trạng thái đều.
Khi đó hiệu điện thế dẫn sẽ thấp hơn và do đó mật độ dòng thiết kế trung bình
thấp hơn cả hai mật độ dòng thiết kế ban đầu và cuối cùng.
A2.3.3.
Mật
độ dòng thiết kế phụ thuộc vào nhiều yếu tố và những yếu tố này phụ thuộc vào
vị trí địa lý và độ sâu nước. Mật độ dòng thiết kế được quy định ở bảng A2.3-1
và bảng A2.3-2. Các mật độ dòng thiết kế này được lựa chọn thiên về an toàn để
tính đến trạng thái thời tiết gồm sóng và dòng chảy, tuy nhiên không tính đến
hiệu ứng mài mòn do bùn cát.
A2.3.4.
Đối
với bề mặt thép trần chôn trong trầm tích nên dùng mật độ dòng thiết kế (ban
đầu/cuối cùng và trung bình) là 0,20 A/m2 cho mọi vị trị địa lý và
độ sâu nước.
Bảng A2.3-1: Mật
độ dòng thiết kế ban đầu và cuối cùng
|
Độ
sâu
(m)
|
Mật
độ dòng thiết kế ban đầu và cuối cùng – A/m2
|
Nhiệt
đới
(>200
C)
|
Cận nhiệt đới
(120 C -200 C)
|
Ôn
đới
(70 C -120
C)
|
Cực
(<>0
C)
|
0
– 30
|
0,15
- 0,09
|
0,17
- 0,11
|
0,2
- 0,13
|
0,25
- 0,17
|
>
30
|
0,13
- 0,08
|
0,15
- 0,09
|
0,18
- 0,11
|
0,22
- 0,13
|
Bảng A2.3-2: Mật độ
dòng thiết kế trung bình
Độ
sâu
(m)
|
Mật
độ dòng thiết kế trung bình – A/m2
|
Nhiệt
đới
(>200
C)
|
Cận nhiệt đới
(120 C -200 C)
|
Ôn
đới
(70 C -120 C)
|
Cực
(<>0
C)
|
0
– 30
|
0,07
|
0,08
|
0,10
|
0,12
|
>
30
|
0,06
|
0,07
|
0,08
|
0,10
|
A2.3.5.
Đối
với đường ống và các bộ phận khác được hâm nóng bởi dung chất bên trong, mật độ
dòng thiết kế (ban đầu/cuối cùng và trung bình) như quy định tại bảng A2.3-1,
A2.3-2 và mục A2.3.4 phải được tăng thêm 0,001 A/m2 cho mỗi 0C
vượt quá 250 C của nhiệt độ tại ranh giới giữa kim loại và môi
trường. Đối với ống một vách (không có bọc cách nhiệt và bọc bê tông gia tải),
nhiệt độ này được giả thiết là bằng nhiệt độ của dung chất bên trong.
A2.4.
Hệ
số suy giảm lớp bọc và sơn phủ
A2.4.1.
Hệ
số suy giảm lớp bọc, fc, mô tả độ giảm dự đoán của mật độ dòng thiết
kế do việc dùng lớp bọc có tính cách điện. fc = 0 nghĩa là lớp bọc
100% cách điện do đó độ giảm của mật độ dòng thiết kế là bằng 0 và fc
= 1 tương ứng với lớp bọc không có đặc tính bảo vệ.
A2.4.2.
Hệ
số suy giảm lớp bọc là một hàm của đặc tính lớp bọc, các thông số khai thác và
thời gian. Đặc tính lớp bọc phụ thuộc vào vật liệu lớp bọc, việc chuẩn bị bề
mặt và bọc. Hệ số suy giảm lớp bọc có thể được mô tả bằng:
fc = k1
+ k2t (A2.4-1)
trong đó:
t là tuổi thọ của lớp bọc, tính theo năm;
k1 và k2 là các hằng số phụ thuộc
vào đặc tính lớp bọc. Các hệ số này được đưa ra trong bảng A2.4-1.
A2.4.3.
Bốn
loại sơn phủ được xác định để đơn giản hóa việc hiệu chỉnh hệ số suy giảm lớp
bọc cho phù hợp với đặc tính của lớp bọc:
·
Loại
I : Một lớp sơn lót với chiều dày màng khô bảo vệ (DFT- Dry Film
Thickness) danh nghĩa khoảng 50 mm;
·
Loại
II : Một lớp sơn lót, cộng với tối thiểu một lớp sơn phủ ngay bên trên,
với DFT danh nghĩa là150 mm đến 250 mm;
·
Loại
III : Một lớp sơn lót, cộng với tối thiểu hai lớp sơn phủ ngay bên
trên, với DFT danh nghĩa tối thiểu là 300 mm;
·
Loại
IV : Một lớp sơn lót, cộng với tối thiểu ba lớp sơn phủ ngay bên trên,
với DFT danh nghĩa tối thiểu là 450 mm;
A2.4.4.
Hư
hỏng lớp bọc được giả thiết phần lớn là do hà bám và hiệu ứng mài mòn do sóng
và dòng chảy. Tất cả các yếu tố này liên quan đến độ sâu và để đơn giản hoá
hiệu ứng của nhiệt độ nước biển được bỏ qua.
A2.4.5.
Để
thiết kế bảo vệ catốt, hệ số suy giảm lớp bọc trung bình và cuối cùng được tính
dựa trên tuổi thọ thiết kế, tf:
(A2.4-2)
fc(cuối
cùng) = k1 + k2tf (A2.4-3)
Nếu giá trị tính toán
vượt quá 1, giá trị fc = 1 phải được áp dụng trong thiết kế.
Khi tuổi thọ thiết kế
của hệ thống bảo vệ catốt vượt quá tuổi thọ của hệ thống lớp bọc, fc(trung
bình) có thể được tính theo:
(A2.4-4)
Bảng A2.4-1: Các hằng
số k1 và k2 cho tính toán hế số suy giảm lớp sơn
Độ
sâu
(m)
|
Loại
lớp bọc
|
I
(k1
= 0,1)
k2
|
II
(k1
= 0,05)
k2
|
III
(k1
= 0,02)
k2
|
IV
(k1
= 0,02)
k2
|
0
– 30
|
0,10
|
0,03
|
0,015
|
0,012
|
>
30
|
0,05
|
0,02
|
0,012
|
0,012
|
A2.4.6.
Hệ
số suy giảm lớp bọc như định nghĩa ở trên không tính đến lượng dự trữ đối với
sự hư hỏng lớp sơn phủ trong quá trình chế tạo và lắp đặt. Nếu những hư hỏng
này được dự đoán là đáng kể thì diện tích bề mặt bị ảnh hưởng phải được ước
tính và đưa vào trong tính toán thiết kế như là bề mặt kim loại trần.
A2.5.
Lớp
bọc đường ống
A2.5.1.
Hệ
số suy giảm lớp bọc đối với lớp bọc đường ống như định nghĩa tại mục A2.4 và
các quy định dưới đây phải được áp dụng trong tính toán thiết kế, trừ khi có
quy định khác. Hệ số suy giảm lớp bọc được áp dụng cho các hệ thống bọc đường
ống sau đây:
·
Lớp
bọc nhựa đường + bê tông gia tải;
·
Epoxi
nóng chảy + chất dính + polyethylene hoặc polypropylene;
·
Cao
su polychloroprene;
·
Các
hệ thống bọc tương đương có 2 lớp, lớp trong dùng để chống ăn mòn và 1 lớp ở
ngoài để bảo vệ cơ học và có thể kết hợp bọc cách nhiệt.
A2.5.2.
Các
hệ số suy giảm lớp bọc sau liên quan đến hệ thống lớp bọc nêu trong mục A2.5.1
được áp dụng cho cả đường ống không bị chôn và đường ống bị chôn:
fc
(trung bình) = 0,05 + 0,002(tf – 30) (A2.5-1)
fc
(cuối cùng) = 0,07 + 0,004(tf – 20) (A2.5-2)
A2.5.3.
Đối
với đường ống bọc bằng epoxi nóng chảy với DFT tối thiểu là 300 mm không được bọc đè lên nhau thì dùng
hệ số suy giảm lớp bọc cho Loại III, thay đổi cho k1 = 0,05.
A2.6.
Công
thức điện trở cho anốt
A2.6.1.
Bảng
A2.6-1 đưa ra các công thức tính toán điện trở cho anốt cho các hình dạng anốt
khác nhau. Các công thức trong bảng A2.6-1 phải được áp dụng cho mỗi thiết kế
anốt liên quan trong tính toán thiến kế trừ khi có quy định khác:
Bảng A2.6-1: Công
thức tính toán điện trở cho anốt
|
Loại
anốt
|
Công thức
|
Loại mảnh, dài đặt
cách đường ống
L ³ 4r
|
(A2.6-1)
|
Loại mảnh, ngắn đặt
cách đường ống
L <>
|
(A2.6-2)
|
Loại dài, lắp áp
vào ống
L ³ 4 lần bề rộng và chiều dầy
|
(A2.6-3)
|
Loại ngắn, lắp áp
vào ống, loại vòng xuyến và các loại khác
|
(A2.6-4)
|
Trong đó:
r (ohm.m) = điện trở suất của môi trường;
L (m) = chiều dài anốt;
r (m) = bán kính anốt;
S (m) = trung bình của chiều dài và chiều rộng anốt;
A (m) = diện tích bề mặt anốt .
Các công thức trên
được áp dụng cho anốt với khoảng cách tối thiểu là 0,3m từ đường ống. Nếu
khoảng cách từ anốt đến đường ống nhỏ hơn 0,3m nhưng tối thiểu là 0,15 m thì có
thể áp dụng công thức trên với một hệ số hiệu chỉnh là 1,3.
Đối với các anốt
không phải là hình trụ: r = C/2p trong đó C(m) là chu vi mặt cắt ngang.
A2.6.2.
Để
tính điện trở anốt ban đầu, Ra (ban đầu), các kích thước anốt ban
đầu phải được đưa vào trong công thức tương ứng trong bảng A2.6-1.
A2.6.3.
Đối
với tất cả các loại anốt, khi anốt bị tiêu hao theo hệ số sử dụng u của
nó thì khối lượng anốt còn lại được xác định bằng:
(A2.6-5)
A2.6.4.
Đối
với anốt loại mảnh, dài đặt cách đường ống, giả thiết rằng độ giảm chiều dài
tương ứng với 10% độ giảm khối lượng/thể tích thực khi anốt bị tiêu hao theo hệ
số sử dụng u của nó:
(A2.6-6)
trong đó, L là chiều
dài anốt.
A2.6.5.
Đối
với anốt loại dài, lắp áp vào ống, giả thiết hình dạng cuối cùng là dạng bán
trụ. Chiều dài và bán kính cuối cùng được tính như trong mục A2.6.4.
A2.6.6.
Đối
với anốt loại vòng xuyến dùng cho đường ống với các đầu của nó được lắp áp vào
lớp bọc bê tông gia tải và điền đầy bằng mát tít thì tính diện tích bề mặt hở
cuối cùng được tính từ trọng lượng thực và kích thước cuối cùng và hệ số sử
dụng được cho trong bảng A2.8-1.
A2.6.7.
Đối
với anốt loại ngắn, lắp áp vào ống và các loại khác với điện trở của anốt được
tính theo công thức A2.6-4, giả thiết bề mặt hở cuối cùng là tương đương với
diện tích bề mặt ban đầu của anốt đối diện với bề mặt được bảo vệ.
A2.7.
Điện
trở suất
A2.7.1.
Điện
trở suất r (ohm.m) của nước biển là một hàm của độ mặn và nhiệt độ. Trong vùng
biển mở độ mặn không thay đổi lớn và nhiệt độ là yếu tố chính. Hình A2.7-1 đưa
ra mối quan hệ giữa điện trở suất và nhiệt độ tại độ mặn từ 30 đến 40‰ (phần
nghìn – parts per thousand).
A2.7.2.
Tại
các vùng gần bờ đặc biệt là trong vùng gần cửa sông và trong các vịnh khép kín
độ mặn sẽ thay đổi đáng kể. Do đó thiết kế hệ thống bảo vệ catốt trong các vùng
này được khuyến nghị là dựa trên việc đo điện trở kháng.
A2.7.3.
So
với nước biển điện, trở kháng của trầm tích biển cao hơn khoảng 2 lần cho đất
sét rất mềm và khoảng 5 lần đối với cát. Hệ số cao nhất sẽ được dùng trừ khi có
dữ liệu trầm tích thực tế.
A2.7.4.
Trong
vùng khí hậu ôn hoà (nhiệt độ nước bề mặt trung bình 70C đến 120C),
giá trị điện trở suất 0,3 và 1,5 ohm.m được khuyến nghị dùng cho việc tính điện
trở anốt trong nước biển và trầm tích biển theo thứ tự, các giá trị này được
lấy thiên về an toàn.

Hình A2.7-1 Điện trở
suất
A2.8.
Hệ
số sử dụng anốt
A2.8.1.
Hệ
số sử dụng anốt (u) miêu tả phần vật liệu anốt có thể được sử dụng cho mục đích
thiết kế. Khi anốt bị tiêu hao quá hệ số sử dụng, khả năng làm việc của anốt sẽ
trở nên không đoán được do mất sự trợ giúp của vật liệu anốt và/hoặc điện thế anốt
tăng quá nhanh.
A2.8.2.
Hệ
số sử dụng anốt phụ thuộc vào thiết kế anốt chi tiết, đặc biệt là kích thước và
vị trí của lõi anốt. Hệ số sử dụng trong bảng A2.8-1 là các giá trị thiên về an
toàn, không phụ thuộc vào thiết kế anốt chi tiết và sẽ được dùng trong tính
toán thiết kế, trừ khi có quy định khác.
Bảng A2.8-1: Hệ số sử
dụng anốt thiết kế
Loại anốt
|
Hệ số sử dụng anốt
|
Loại mảnh, dài đặt cách
đường ống (1)
|
0,9
|
Loại dài, lắp áp vào ống
(1)
|
0,85
|
Loại ngắn, lắp áp vào ống
(21)
|
0,8
|
Vòng xuyến, nửa
hình tròn
|
0,8
|
Vòng xuyến, một
cung tròn
|
0,75
|
Ghi chú:
(1)
Chiều
dài anốt ³ 4 lần chiều dày;
(2)
Chiều
dài anốt < 4="" lần="" chiều="">
A3. Các bước thiết kế
A3.1. Phân loại vật được
bảo vệ
A3.1.1.
Trong thiết kế hệ thống bảo vệ catốt cho kết cấu lớn và
phức tạp việc phân loại kết cấu ra thành nhiều đơn vị rất thuận tiện và thường
là cần thiết.
A3.1.2.
Việc chia kết cấu ra thành nhiều đơn vị có thể dựa trên các
tham số môi trường hoặc khai thác.
A3.2.
Tính
toán diện tích bề mặt
A3.2.1.
Cho mỗi đơn vị chia ra, các vùng bề mặt được bảo vệ catốt
sẽ được tính riêng biệt cho các vùng mà các trạng thái môi trường hoặc việc áp
dụng lớp bọc đưa ra các yêu cầu dòng điện khác nhau.
A3.2.2.
Các tính toán diện tích bề mặt sẽ được đưa ra trong báo cáo
thiết kế và tham chiếu đến các bản vẽ có liên quan.
A3.3.
Tính
toán dòng điện cần thiết
A3.3.1.
Dòng điện cần thiết (Ic) để đạt được độ phân cực
trong khoảng thời gian hoạt động ban đầu và cuối cùng của hệ thống bảo vệ
catốt, và dòng điện cần thiết trung bình để duy trì sự bảo vệ catốt trong suốt
khoảng thời gian hoạt động phải được tính toán riêng biệt.
A3.3.2.
Dòng điện cần thiết (Ic) sẽ được tính bằng tích
của diện tích riêng biệt (Ac) cho mỗi đơn vị được bảo vệ catốt với
cường độ dòng thiết kế tương ứng (ic) và hệ số suy giảm lớp bọc (fc)
nếu có:
(A3.3-1)
trong đó:
Ic là dòng điện cần thiết cho một diện tích bề
mặt cụ thể;
ic được chọn từ phần A2.3;
fc lấy từ phần A2.4 và A2.5 cho sơn và bọc
đường ống theo thự tự;
A3.4.
Lựa
chọn loại và kích thước anốt
A3.4.1.
Loại anốt được sử dụng phụ thuộc chính vào các thông số chế
tạo, lắp đặt và khai thác, do đó Nhà khai thác thường quy định loại anốt.
A3.4.2.
Đối với anốt dạng xuyến dùng cho đường ống mà được lắp áp
vào lớp bọc thì chiều dầy lớp bọc sẽ quyết định đến kích thước anốt.
A3.5.
Tính
toán khối lượng anốt
A3.5.1.
Tổng khối lượng anốt thực M (kg) cần thiết để duy trì sự bảo
vệ catốt trong suốt quãng thời gian làm việc tf (năm) được tính từ Ic
(trung bình).
(A3.5-1)
trong đó:
e (A.h/kg) là hiệu suất điện hoá của vật liệu anốt;
u là hệ số sử dụng;
8760 là số giờ trong năm;
A3.6.
Tính
toán số lượng anốt
A3.6.1.
Khi
đã lựa chọn loại anốt, số lượng anốt, kích thước anốt và khối lượng thực anốt
sẽ được lựa chọn để thoả mãn các yêu cầu về dòng ban đầu/cuối cùng (A) và năng
lượng điện hoá (A.h)
A3.6.2.
Cường độ dòng anốt được tính theo định luật Ohm
(A3.6-1)
trong đó:
- Điện thế thiết kế trong mạch kín
của anốt (V);
Ra - Điện
trở của anốt (W);
- Điện thế bảo vệ thiết kế được chọn
là -0,80 V (Ag/AgCl/nước biển).
A3.6.3.
Cường độ dòng anốt được tính cho quãng thời gian làm việc
ban đầu và cuối cùng của hệ thống bảo vệ catốt.
A3.6.4.
Năng lượng điện hoá anốt (ca) được tính bằng:
(A3.6-2)
trong đó: m là khối
lượng thực của mỗi anốt
Do đó tổng năng lượng
điện hoá anốt Ca = n.ca (A.h), trong đó n là số lượng
anốt
A3.6.5.
Đối với đường ống không được vùi, lấp đá hoặc đào rãnh,
cường độ dòng anốt (Ia) và năng lượng điện hoá anốt (Ca)
có thể được tính như là khi anốt chỉ được bao bọc bởi nước biển.
A3.6.6.
Kích thước và khối lượng thực anốt phải được chọn để thoả
mãn tất cả các yêu cầu về cường độ dòng (ban đầu/cuối cùng) và năng lượng điện
hoá dòng anốt cho một số lượng anốt cụ thể, đây là một vòng tính lặp.
A3.6.7.
Việc tính toán phải được thực hiện để chứng minh được rằng
các yêu cầu sau được thoả mãn:
(A3.6-3)
và
(A3.6-4)
trong đó:
Ic
là dòng yêu cầu bảo vệ catốt của phần được bảo vệ.
A3.7.
Thiết
kế anốt chi tiết
A3.7.1.
Trước khi đưa ra thiết kế anốt cuối cùng, Nhà thiết kế phải
liên hệ với Nhà cung cấp anốt hy sinh để đảm bảo thiết kế đưa ra có thể sản
xuất được.
A3.7.2.
Các lõi, giá đỡ và các thiết bị bắt chặt anốt sẽ được thiết
kế để đạt được hệ số sử dụng theo yêu cầu để đảm bảo độ liên tục điện thế và
nâng đỡ anốt trong tất cả các giai đoạn chế tạo, lắp đặt và khai thác của phần
đường ống được bảo vệ. Có thể yêu cầu sư dụng các tấm ốp.
A3.7.3.
Để tránh anốt bị tuột khỏi đường ống trong quá trình rải
ống, các anốt lắp phía trên lớp bọc nên được thiết kế hàn trực tiếp lõi vào tấm
ốp trên đường ống.
A3.7.4.
Việc ước tính kích thước anốt còn lại khi bị tiêu hao đến
hệ số sử dụng được dùng trong thiết kế phải được thực hiện để kiểm tra xác định
rằng lõi anốt không bị lộ ra đáng kể.
A3.7.5.
Các bản vẽ chi tiết thiết kế anốt gồm các thiết bị bắt chặt
phải được chuẩn bị cho mỗi kích cỡ/loại anốt. Các cáp nối, nếu có phải được
thiết kế chi tiết. Trọng lượng của từng anốt và tổng trọng lượng của các anốt
bao gồm cả dung sai phải được ghi rõ trên bản vẽ.
A3.8.
Bố
trí anốt
A3.8.1.
Số lượng anốt tính toán phải được bố trí để có được sự phân
phối đều của dòng.
A3.8.2.
Nếu thực tế, các anốt dùng cho việc bảo vệ các bề mặt chôn
trong lớp trầm tích nên được đặt tự do phía trên, tiếp xúc với nước biển.
A3.8.3.
Tốt nhất là đặt anốt tại các khoảng cách thích hợp để tránh
sự tương tác làm giảm dòng có ích.
A3.8.4.
Khoảng cách giữa các anốt trên đường ống thông thường không
nên vượt quá 150 m.