NO318062B1 - Mot sprekkorrosjon beskyttet kabel - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en kabel med beskyttelse mot spaltekorrosjon, især en undersjøisk linje eller kontrollkabel.

I smale spalter fylt med korroderende fluid foreligger risiko for en type lokal korrosjon, kalt spaltekorrosjon, på passive metaller. Med passive metaller menes her metaller som ikke er motstansdyktige mot det korroderende fluid de er utsatt for, men som er beskyttet med et sterkt oksidlag fremstilt av legeringselementene. Dette oksidlag produserer en passiv film på metallet, som kan nedbrytes på grunn av de sure forhold som oppstår i sprekker. Et eksempel på slikt passivt metall er superdupleksstål.

Spaltekorrosjon oppstår når de følgende betingelser foreligger: en sprekk med en kritisk geometri, en oksiderende tilsats, normalt oksygen og til sist kloridioner, som vil redusere starttiden og øke korrosjonen.

Utveksling av ioner i det korroderende fluid mellom volumet på innsiden og på utsiden av en sprekk vil være begrenset slik at det oppnås en reduksjon av oksygen og økning av kloridkonsentrasjonen i spalten. Jo mindre spalteåpning jo lengre spaltelengde, jo mer hindres utveksling av ioner. I en spalte med en kritisk geometri vil denne mekanismen forårsake korrosjon.

Undersjøiske ledninger eller kontrollkabler omfatter flere fluid/gass-ledende stålrør og andre langstrakte elementer så som elektriske ledere og kabler som er innesluttet i en felles ytre kappe.

I undersjøiske kontrollkabler foreligger spalter mellom elementene. Ett eller flere av elementene i kontrollkabelen kan være hydraulikk- eller injeksjonsrør av et passivt metall, mest vanlig superdupleksstål. Sjøvann er et korroderende fluid som kan fylle ut mellomrommet eller spaltene mellom elementene.

I sjøvann er risikoen for spaltekorrosjon økende med økende temperatur. Spaltekorrosjon på superdupleksstål antas å være et potensielt problem i sjøvann ved temperaturer over 25 °C.

Utfordringen har vært å oppnå korrosjonsbeskyttelse av superdupleksstålrør ved temperaturer over 25 °C.

De fleste kjente løsninger omfatter en ytre komplett ekskludert plastkappe over vedkommende rør. Et slikt plastbelegg minimerer risikoen for spaltekorrosjon ved å unngå at sjøvann får direkte tilgang til metallrørene.

Men denne løsningen er meget avhengig av kvaliteten av plastkappen som omgir røret. Hvis det er åpninger i plastkappen på grunn av skader, har disse åpningene ukontrollerte dimensjoner som ikke tillater fri vannpassasje, slik at spaltekorrosjon fremdeles kan foregå under kappen, nær åpningene.

Foreliggende oppfinnelse løser dette tekniske problem ved at den omfatter en kabel som omfatter minst to langstrakte elementer valgt fra en gruppe bestående av stålrør, optisk fiberkabler, elektriske kabler og kombinasjoner av disse, anordnet ved siden av hverandre med en felles ytre kappe langs hele kabelens lengde, og hvor minst ett av de langstrakte elementene har en ytre overflate av passivt metall, hvor den ytre overflaten tillater inntrenging av den korroderende agent til mellomrommene mellom elementene, og hvor minst ett av elementene med en ytre overflate av passivt metall har et ytre lag utformet av et materiale med åpen struktur for vanngjennomtrenging og som har fastlagt tykkelse.

Dette ytre laget vil forenkle transport av ioner i den korroderende agenten rundt det passive metallet og dermed redusere lokal uttynning av oksygenen og lokal konsentrasjon av kloridioner. På denne måte kan spaltekorrosjon hindres.

I en første utførelse av oppfinnelsen, er det ytre laget av fiberrnateriale. Fortrinnsvis er det ytre laget et vevd materiale.

Det ytre lagets fiberrnateriale kan velges blant syntetiske fibre som for eksempel polyester, polyamid eller kombinasjoner av disse materialene, eller naturlig fibre som for eksempel bomull eller andre plantefibre eller ull.

I en annen utførelse av oppfinnelsen er det ytre laget ikke et fiberrnateriale og omfatter ensartet fordelte tomrom.

Laget kan bestå av et bånd som er viklet omkring overflaten eller av et bånd anordnet i lengderetningen langs elementets overflate av passivt metall.

Laget har fortrinnsvis en tykkelse på mer enn 0,1 mm.

Foreliggende oppfinnelse angår en undersjøisk kabel som beskrevet ovenfor, hvor den korroderende agent er sjøvann.

En foretrukket utførelse av oppfinnelsen er beskrevet under henvisning til den ikke begrensende tegningen hvor figur 1 viser et snitt av en undersjøisk kabel eller kontrollkabel ifølge oppfinnelsen, og figur 2 viser en detalj av en undersjøisk kabel eller kontrollkabel ifølge oppfinnelsen.

Figur 1 viser en utførelse av en statisk undersjøisk kontrollkabel av stålrør, med en kjerne 1 dannet et indre rør av rustfritt stål, f.eks. et superdupleksstålrør, og som kan være et fluidrør. Denne kjernen 1 danner senterelementet av kabelen viklet med andre langstrakte elementer, så som hydrauliske rør 2 laget av rustfritt stål, f.eks. superdupleksstålrør, optiske fiberkabler 3 og/eller elektriske kabler 4 over kjernen 1.

Over laget med rørene 2 og kablene 3, 4 er det anordnet et ytre beskyttelseslag 5 bestående av stiplet PP-garn eller en ekstrudert PE-kappe. Kabelen kan omfatte fyllingselementer 6 som begrenser det frie rom mellom de langsgående elementene 2, 3,4 av kabelen. I utførelsen av oppfinnelsen vist på figur 1 har den rustfrie stålkjernen 1 en ytre diameter på 66 mm.

I denne utførelsen er kjernen 1 og det hydrauliske røret 2 laget av det passive metallet, men generelt sett kan alle metallrør i kabelen, som for eksempel ytre kapper for optiske fiberkabler 3 og elektriske kabler 4, være av et passivt metall som for eksempel rustfritt stål.

Ifølge oppfinnelsen har disse elementene med ytre overflater av passiv metall ytre lag utformet av et materiale med åpen struktur for vannpassering og som har fastlagt tykkelse. Mer nøyaktig har kjernen 1 et ytre lag IA og det hydrauliske røret 2 et ytre lag 2A som danner rom omkring det passive metallet.

Disse ytre lagene IA, 2A kan være av et vevd eller ikke vevd materiale av syntetiske eller naturlige fibre, som for eksempel polyester, polyamid eller en kombinasjon av disse materialene, eller av bomull eller andre plantefibre eller ull.

Disse ytre lagene IA, 2A kan være av et materiale uten fibre med ensartet fordelte tomrom.

Figur 2 viser i detalj slike lag IA omkring kjernen 1 utformet av et vevd materiale.

Dette laget kan bestå av en tape viklet omkring overflaten av elementet eller en tape anordnet i lengderetningen langs overflaten av elementet med ytre overflate av et passivt metall.

Disse lagene skaper små åpninger mellom rørene av passivt metall og tilstøtende element. Disse små åpningene vil lette transport av ioner i sjøvannet rundt røret og dermed redusere lokal uttynning av oksygen og lokal konsentrasjon av kloridioner.

For å oppnå beskyttelse mot spaltekorrosjon, må lagene ha åpen struktur for vannpassering og ha fastlagt tykkelse. Tykkelsen må være stor nok til å åpne sprekkene og oppnå strekkstyrke under produksjon og slitemotstand under vedlikehold. Strukturen må være slik at vann kan passere mellom metallet og det tilstøtende elementet.

Fortrinnsvis har laget en tykkelse på minst 0,1 mm.

Fett eller smuss kan dekke åpningene i lagene IA, 2A og hindre vann-gjennomtregning. Dette kan imidlertid lett unngås ved korrekt behandling under produksjon av kontrollkabelen.

I den ovenfor beskrevne utførelsen, er det ytre laget IA, 2A anordnet omkring elementet med en ytre overflate av passivt metall. Mer generelt kan det være anordnet mellom elementene med en ytre overflate av passivt metall og tilstøtende element, omkring elementer med en ytre overflate av passivt metall og/eller omkring tilstøtende elementer.

I utførelsen som er beskrevet ovenfor, er kabelen en undersjøisk kabel eller en kontrollkabel, men oppfinnelsen kan anvendes i alle kabeltyper omfattende minst to langstrakte elementer, valgt fra en gruppe bestående av rør, elektriske kabler, optisk fiberkabler og kombinasjoner av disse, anordnet ved siden av hverandre i en felles ytre kappe langs lengden av kabelen, og hvor i det minste ett av de langstrakte elementer har en ytre overflate av passivt metall, og de ytre kappene tillater inngang korroderende agent til mellomrommene mellom elementene, idet et ytre lag blir anordnet mellom elementene med en ytre overflate av passivt metall og et tilstøtende element. Eksempler på slike kabler er kabler utsatt for surt og korroderende vann som kabler i vannholdig jord og i sumper.

Claims (10)

1. Kabel omfattende minst to langstrakte elementer valgt av en gruppe bestående av stålrør (1, 2), optiske fiberkabler (3), elektriske kabler (4) og kombinasjoner av disse, anordnet ved siden av hverandre med en felles ytre kappe (5) langs hele kabelens lengde, og hvor minst ett av de langstrakte elementer (1,2) har en passiv metall ytre overflat, hvor den ytre kappen (5) tillater inngang av korroderende agent i mellomrommene mellom elementene, karakterisert ved at minst ett av elementene (1,2) med en ytre overflate med passiv metall har et ytre lag (IA, 2A) som er utformet av et materiale med åpen struktur for vannpassering og som har fastlagt tykkelse.

2. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at ved at det ytre laget er av et fiberrnateriale.

3. Kabel ifølge krav 2, karakterisert ved at det ytre laget (IA, 2A) er av vevd materiale.

4. Kabel ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at fibermaterialet i det ytre laget (IA, 2A) er valgt blant syntetiske fibre som for eksempel polyester, polyamid eller kombinasjoner av disse materialene.

5. Kabel ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at fibermaterialet i det ytre laget (IA, 2A) er valgt blant naturlige fibre som for eksempel bomull eller andre plantefibre eller ull.

6. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at det ytre laget er av et materiale uten fibre med ensartet fordelte tomrom.

7. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at det ytre laget består av en tape viklet rundt overflaten av elementet med et passivt metalls ytre overflate.

8. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at det ytre laget består av en tape anordnet longitudinalt langs overflaten av elementet med passivt metall ytre overflate.

9. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at det ytre laget har en minimumstykkelse på 0,1 mm.

10. Kabel ifølge foregående krav, karakterisert ved at den korrogerende agent er sjøvann.