بررسی تجربی و عددی توزیع پتانسیل الکتریکی در حفاظت کاتدی به کار رفته در مخازن نفت

خوردگی منشاء بسیاری از مشکلات در صنعت بوده و حفاظت کاتدی روشی مفید جهت کاهش اثرات مخرب خوردگی می باشد. حفاظت کاتدی در مواردی که سازه فلزی در تماس با الکترولیت هایی مانند آب و یا خاک قرار داشته باشد، کاربرد دارد. یکی از موارد استفاده از حفاظت کاتدی، محافظت سطح خارجی کف مخازن ذخیره نفت خام می باشد که با خاک در تماس است. برای حفاظت کاتدی مخازن روش های مختلفی وجود دارد که مهم ترین آن ها ایجاد بستر آندی به صورت شبکه ای در زیر مخزن، ایجاد چاه های آندی افقی در زیر مخزن، ایجاد چاه های آندی زاویه دار، ایجاد بسترهای آندی کم عمق در اطراف مخزن و نهایتاً ایجاد بسترهای آندی عمودی و عمیق در اطراف مخزن می باشد. سه گزینه اول در مورد مخازن موجود (ساخته شده) قابل انجام نبوده و گزینه چهارم یا بسترهای آندی کم عمق تنها در مورد مخازن کوچک کاربرد دارد. هنگامی که با مخازن بزرگ مانند مخازن یک میلیون بشکه ای با قطر 108 متر سر و کار داریم، تنها راه حـفاظت کـاتدی ایجاد چاه های آندی عـمیق با عمق بیش از 50 متر در اطراف مخزن می باشد. از طرف دیگر، مهم ترین عامل در تعیین نحوه توزیع جریان آندها در بسترهای عمیق، عمق قرار گرفتن این آندها می باشد. مسئله اصلی این است که به دلیل قطر زیاد این مخازن، جریان حفاظتی به ندرت از آندهای قرار گرفته در اطراف مخزن به مرکز کف مخزن می رسد و ممکن است حفاظت به خوبی انجام نگیرد. در این تحقیق نتایج تجربی و عددی در خصوص میزان تاثیر عمق آندهای قرار گرفته در این چاه های آندی بر موثر بودن حفاظت کاتدی بررسی می گردد. آندها در عمق های مختلفی قرار گرفته و جریان حفاظتی مورد نیاز کف مخزن از طریق این آندها و از درون خاک به کـف مخـازن مـی رسد. نتایج تجربی نشان می دهد که هر چه عمق قرار گرفتن آندها بیشتر باشد، تاثیر حفاظت کاتدی در مرکز کف مخزن بیشتر خواهد شد. محاسبات عددی صورت گرفته نیز با این نتایج همخوانی مناسبی دارند. در این تحقیق تنها آندها به صورت عمودی قرار می گیرند و مباحثی از جمله بررسی افزایش تعداد آندها در یک چاه، افزایش اختلاف پتانسیل، رفع جریان های سرگردان و استفاده از آندها با موقعیت افقی و با استفاده از حفاری افقی در زیر مخازن به علت پیچیدگی زیاد و خطرات ناشی از نشست پایه مخازن به عنوان یک نمونه تحقیق خوب برای آینده باقی خواهد ماند.