NO328083B1 - Mechanical fasteners for cathodic protection of an insulated pipeline - Google Patents
Mechanical fasteners for cathodic protection of an insulated pipeline Download PDFInfo
- Publication number
- NO328083B1 NO328083B1 NO20064080A NO20064080A NO328083B1 NO 328083 B1 NO328083 B1 NO 328083B1 NO 20064080 A NO20064080 A NO 20064080A NO 20064080 A NO20064080 A NO 20064080A NO 328083 B1 NO328083 B1 NO 328083B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pipeline
- bolts
- electrical contact
- ring
- bolt
- Prior art date
Links
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013521 mastic Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001039 duplex stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
- F16L59/021—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials comprising a single piece or sleeve, e.g. split sleeve, two half sleeves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/18—Means for supporting electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/20—Conducting electric current to electrodes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/10—Bandages or covers for the protection of the insulation, e.g. against the influence of the environment or against mechanical damage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F2213/00—Aspects of inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F2213/30—Anodic or cathodic protection specially adapted for a specific object
- C23F2213/32—Pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Mekanisk festeanordning for katodisk beskyttelse av en isolert rørledning (1), omfattende: en innfestingsring (6) med diameter til å passe rundt den isolerte rørledning, innretninger (7) for elektrisk kontakt, en innretning (8) for innfesting av, eller tilkobling til, en offeranode, særpreget ved at innretningene (7) for elektrisk kontakt er i form av bolter som kan skrus gjennom innfestingsringen og rørledningens isolasjonslag, til god elektrisk kontakt med rørledningen (1), idet boltlengden og innfestingsringen er tilpasset slik at boltene holdes forspent i god elektrisk kontakt i rørledningen i hele området for trykk og temperatur i rørledningen og omgivelsene.Mechanical fastener for cathodic protection of an insulated pipeline (1), comprising: a fixing ring (6) of diameter to fit around the insulated pipeline, devices (7) for electrical contact, a device (8) for attaching, or connecting to, , a sacrificial anode, characterized in that the devices (7) for electrical contact are in the form of bolts which can be screwed through the attachment ring and the insulation layer of the pipe, to good electrical contact with the pipe (1), the bolt length and the attachment ring being adjusted so that the bolts are held in tension. good electrical contact in the pipeline throughout the range of pressure and temperature in the pipeline and surroundings.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører korrosjonsbeskyttelse av strukturer, særlig rørledninger. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en mekanisk festeanordning for katodisk beskyttelse av en rørledning, til hvilken mekaniske festeanordning en offeranode er festet eller blir tilkoblet. The present invention relates to corrosion protection of structures, particularly pipelines. More specifically, the invention relates to a mechanical fastening device for cathodic protection of a pipeline, to which mechanical fastening device a sacrificial anode is attached or is connected.
Nesten alle metalliske materialer er termodynamisk ustabile, hvilket medfører at de har naturlig tendens til å korrodere. Korrosjon er en elektrokjemisk reaksjon som medfører oksidering og derved nedbrytning av en metallisk struktur, slik som en rørledning. Korrosjon fremmes av nærvær av en elektrolytt, slik som sjøvann. Almost all metallic materials are thermodynamically unstable, which means that they have a natural tendency to corrode. Corrosion is an electrochemical reaction that causes oxidation and thereby the breakdown of a metallic structure, such as a pipeline. Corrosion is promoted by the presence of an electrolyte, such as seawater.
Ved katodisk beskyttelse av en rørledning ved hjelp av offeranoder blir rørledningen galvanisk koblet mot offeranodene, idet rørledningen derved utgjør katoden og beskyttes, mens offeranodene korroderer og oppløses istedenfor rørledningen. In cathodic protection of a pipeline using sacrificial anodes, the pipeline is galvanically connected to the sacrificial anodes, as the pipeline thereby forms the cathode and is protected, while the sacrificial anodes corrode and dissolve instead of the pipeline.
I US 3 623 968 er det beskrevet en offeranode og et rør beskyttet derved. Nærmere bestemt blir det beskrevet en offeranode og et beskyttende belegg for påføring på skjøter mellom sveisede seksjoner av en rørledning, hvor rørledningens overflatebelegg er blitt fjernet før sveisingen. Offeranoden er formet som en ring eller hylse som fortrinnsvis er utstyrt med knaster for elektrisk kontakt mot rørledningen. Ringen eller hylsen strammes med en egen skrue, hvorpå knastene presses til elektrisk kontakt mot rørledningen. Rommet mellom rørledningen og ringen eller hylsen fylles med mastiks, før eller etter påføring av ringen eller hylsen, og et beskyttende, polymerisk belegg. I en utførelse er knastene erstattet med en festeskrue 62, gjenget i et hull i hylsen, hvilken skrue benyttes til å tilveiebringe elektrisk kontakt med sveisen 16. Anodeinnretningen ifølge US 3 623 968 er relativt arbeidskrevende å anvende, den er tilpasset for anvendelse på sveiseskjøter med bart metall og anvendelse av mastiks, og den er ikke tilpasset for anvendelse på termoisolerte rørledninger som opereres innen et bredt spekter av trykk og temperatur, uten forutgående fjerning av et tykt isolasjonslag. 1 US 3 553 094 er det beskrevet en innretning for katodisk beskyttelse av et metallrør. Innretningen er i form av en offeranode anordet med, eller med elektrisk tilknytning til, en kontaktinnretning som anordnes stramt innenfor et bånd som strammes rundt røret. Kontaktinnretningen har knaster som ved stramm ing av båndet kan presses gjennom et overflatebelegg. Ved noen anvendelser kan knastene bli deformert etter gjennomtrengning gjennom det ytre belegg, hvorved en sammenlignbart større kontaktflate med bedre elektrisk kontakt tilveiebringes. Innfestingen foregår ved å stramme en gjenget bolt 54, hvilket strammer båndet. US 3,623,968 describes a sacrificial anode and a tube protected thereby. More specifically, there is described a sacrificial anode and a protective coating for application to joints between welded sections of a pipeline, where the surface coating of the pipeline has been removed prior to welding. The sacrificial anode is shaped like a ring or sleeve which is preferably equipped with lugs for electrical contact with the pipeline. The ring or sleeve is tightened with a separate screw, after which the lugs are pressed into electrical contact with the pipeline. The space between the pipeline and the ring or sleeve is filled with mastic, before or after application of the ring or sleeve, and a protective, polymeric coating. In one embodiment, the lugs are replaced with a fastening screw 62, threaded into a hole in the sleeve, which screw is used to provide electrical contact with the weld 16. The anode device according to US 3 623 968 is relatively labor-intensive to use, it is adapted for use on welding joints with bare metal and application of mastic, and it is not adapted for use on thermally insulated pipelines operating within a wide range of pressure and temperature, without prior removal of a thick layer of insulation. 1 US 3 553 094 describes a device for cathodic protection of a metal pipe. The device is in the form of a sacrificial anode equipped with, or electrically connected to, a contact device which is arranged tightly within a band which is tightened around the pipe. The contact device has knobs which, when the tape is tightened, can be pressed through a surface coating. In some applications, the lugs can be deformed after penetration through the outer coating, whereby a comparably larger contact surface with better electrical contact is provided. The fastening takes place by tightening a threaded bolt 54, which tightens the band.
Av andre publikasjoner innenfor samme fagfelt kan det vises til Reference can be made to other publications within the same field
US 2003/0140977 og US 4 284 488. US 2003/0140977 and US 4,284,488.
For rørledninger på store havdyp, og særlig termoisolerte rørledninger med tykt ytre isolasjonslag, forekommer betydelig deformasjon både av isolasjonslaget og metallrørledningene, på grunn av store trykk- og temperaturforskjeller under drift. De ovennevnte innretninger er ikke tatt i bruk for slike rørledninger, på grunn av manglende evne til å opprettholde god elektrisk kontakt over lang tid ved store variasjoner av trykk og temperatur. Trykkvariasjonene kan være flere hundre bar, og temperaturvariasjonene kan være over 200 °C. For katodisk beskyttelse ved hjelp av offeranoder av termoisolerte rørledninger på stort dyp, blir det i dag sveiset en såkalt doblerplate til rørledningen, til hvilken doblerplate en brakett er sveiset. Offeranodens festeanordning festes til nevnte brakett. Nevnte metode har vist seg å være problematisk fordi sveisingen medfører sveisespenninger og endret mikrostruktur, hvilket gir fare for hydrogenindusert oppsprekking under de rådende forhold med en elektrokjemisk reaksjon i forbindelse med den katodiske beskyttelse, særlig for høyfaste rørmaterialer, slik som 13 % Cr stål og dupleksstål. Slike rørledninger blir normalt utstyrt med seksjoner av såkalt cladstål med anoder anordnet, hvilket er kompliserende og fordyrende. Det er behov for å tilveiebringe en mekanisk festeanordning for katodisk beskyttelse av en isolert rørledning, særlig en termoisolert rørledning, uten behov for fjerning av isolasjonsbelegg og uten de ovennevnte problemer eller mangler. For pipelines at great ocean depths, and in particular thermo-insulated pipelines with a thick outer insulation layer, significant deformation of both the insulation layer and the metal pipelines occurs, due to large pressure and temperature differences during operation. The above devices have not been used for such pipelines, due to the inability to maintain good electrical contact over a long period of time with large variations in pressure and temperature. The pressure variations can be several hundred bars, and the temperature variations can be over 200 °C. For cathodic protection using sacrificial anodes of thermally insulated pipelines at great depth, a so-called doubler plate is nowadays welded to the pipeline, to which doubler plate a bracket is welded. The sacrificial anode's fastening device is attached to the aforementioned bracket. Said method has proven to be problematic because the welding entails welding stresses and altered microstructure, which poses a risk of hydrogen-induced cracking under the prevailing conditions with an electrochemical reaction in connection with the cathodic protection, especially for high-strength pipe materials, such as 13% Cr steel and duplex steel . Such pipelines are normally equipped with sections of so-called clad steel with anodes arranged, which is complicating and expensive. There is a need to provide a mechanical fastening device for cathodic protection of an insulated pipeline, in particular a thermally insulated pipeline, without the need for removal of insulation coating and without the above-mentioned problems or shortcomings.
I følge oppfinnelsen, løses de overnevnte problemer ved According to the invention, the above-mentioned problems are solved by
en fremgangsmåte angitt i krav 1 og som har de karakteristiske trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet. a method stated in claim 1 and which has the characteristic features as stated in the characterizing part of the claim.
Figur 1 illustrerer dagens teknologi for katodisk beskyttelse av en termoisolert rørledning av 13 % Cr-stål, og figur 2 illustrerer en mekanisk festeanordning ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 1 illustrerer stålveggen 1 i en rørledning, med en doblerplate 2, en festebrakett 3 og et isolasjonsbelegg 4, i henhold til kjent teknikk. Isolasjonsbelegget 4 anordnes rundt festebraketten 3 etter at denne er sveiset til rørveggen, før eller etter at anoden 5 er blitt sveiset til festebraketten. Det har vist seg at isolasjonsbelegget over tid har tendens til å løsne fra braketten under de rådende forhold. Derved blir det adkomst for sjøvann og hydrogen inn mot det sveisede området. Sveisingen medfører fare for hydrogenforsprøing, med resulterende oppsprekking. Dette er blitt observert på rørledninger av 13 % Cr-stål (ferrittisk rustfritt stål) og dupleks rustfritt stål, og er særlig farlig dersom sveisingen medfører betydelig dannelse av martensitt og andre harde faser som er spesielt utsatt for hydrogenindusert oppsprekking. Figur 2 illustrerer en mekanisk festeanordning ifølge oppfinnelsen for katodisk beskyttelse av en termoisolert rørledning, hvor en innfestingsring 6 med diameter til å passe rundt den termoisolerte rørledning er illustrert, og fire innretninger 7 for elektrisk kontakt, og en innretning 8 for innfesting av, eller tilkobling til, en offeranode. Innretningene 7 for elektrisk kontakt er i form av bolter som kan skrus gjennom innfestingsringen og rørledningens isolasjonslag, til god elektrisk kontakt med rørledningen, idet boltlengden og innfestingsringen er tilpasset slik at boltene holdes forspent i god elektrisk kontakt med rørledningen i hele området for trykk og temperatur i rørledningen og omgivelsene. Det anvendes minst to, helst tre, fire eller flere innretninger for elektrisk kontakt 7, mer foretrukket tre eller fire, mest foretrukket fire, i form av fire bolter 7 med myk spiss som er deformerbar mot rørmetallet. Tre eller helst fire bolter 7 for elektrisk kontakt gir en sterk og stabil innfesting med god strømfordeling, samtidig som innfestingen er enkel og rask å utføre. Innfestingsringen har hull med gjenger. Boltene 7 har en mykere spiss 7a, med god elektrisk ledningsevne, og er helgjengede eller uten gjenger i et område nær spissen. Isolasjonslaget på rørledningen 1 omfatter et indre FBE-epoksylag 9 (FBE-fusion bonded epoxy), et PP-bindelag 10 (PP-polypropylen), et lag av PP-skum 11, og en PP-kappe 12. Selve isolasjonslaget kan være annerledes oppbygd og omfatte andre materialer, men har generelt betydelig tykkelse totalt. Videre er det illustrert en åpen spalte 13 mellom innfestingsringen og isolasjonen. Innfestingsringen 6 består av boltede halvdeler, boltet sammen med bolter 14. Figure 1 illustrates current technology for cathodic protection of a thermo-insulated pipeline of 13% Cr steel, and Figure 2 illustrates a mechanical fastening device according to the present invention. Figure 1 illustrates the steel wall 1 in a pipeline, with a doubler plate 2, a fixing bracket 3 and an insulation coating 4, according to known technology. The insulation coating 4 is arranged around the fixing bracket 3 after this has been welded to the pipe wall, before or after the anode 5 has been welded to the fixing bracket. It has been shown that the insulation coating tends to loosen from the bracket over time under the prevailing conditions. This provides access for seawater and hydrogen towards the welded area. The welding entails a risk of hydrogen spatter, with resulting cracking. This has been observed on pipelines made of 13% Cr steel (ferritic stainless steel) and duplex stainless steel, and is particularly dangerous if the welding results in significant formation of martensite and other hard phases that are particularly susceptible to hydrogen-induced cracking. Figure 2 illustrates a mechanical fastening device according to the invention for cathodic protection of a thermo-insulated pipeline, where a fastening ring 6 with a diameter to fit around the thermo-insulated pipeline is illustrated, and four devices 7 for electrical contact, and a device 8 for fixing or connecting to, a sacrificial anode. The devices 7 for electrical contact are in the form of bolts that can be screwed through the fixing ring and the pipeline's insulation layer, for good electrical contact with the pipeline, the length of the bolt and the fixing ring being adapted so that the bolts are kept pre-tensioned in good electrical contact with the pipeline in the entire range of pressure and temperature in the pipeline and the surroundings. At least two, preferably three, four or more devices for electrical contact 7 are used, more preferably three or four, most preferably four, in the form of four bolts 7 with a soft tip which is deformable against the pipe metal. Three or preferably four bolts 7 for electrical contact provide a strong and stable attachment with good current distribution, while at the same time the attachment is simple and quick to perform. The fastening ring has holes with threads. The bolts 7 have a softer tip 7a, with good electrical conductivity, and are fully threaded or without threads in an area near the tip. The insulation layer on the pipeline 1 comprises an inner FBE-epoxy layer 9 (FBE-fusion bonded epoxy), a PP binding layer 10 (PP-polypropylene), a layer of PP foam 11, and a PP jacket 12. The insulation layer itself can be different built up and include other materials, but generally have considerable thickness in total. Furthermore, an open gap 13 between the fastening ring and the insulation is illustrated. The fastening ring 6 consists of bolted halves, bolted together with bolts 14.
Med en innfestingsring menes enhver ring, hylse eller annet element som kan anordnes rundt rørledningen, utenfor termoisolasjonslaget. Innfestingsringen fungerer som en fjær med tilpasset stivhet/elastisitet, og den kan omfatte egne fjærsoner, eksempelvis med innbefattede bladfjærer. Innfestingsringen er fordelaktig splittet i to eller flere deler som er boltet og/eller hengslet sammen, for enkel innfesting. Med uttrykket en innretning for innfesting av, eller tilkobling til, en offeranode, menes det at en eller flere offeranoder festes direkte på innfestingsringen, eller det anordnes en elektrisk forbindelse, fortrinnsvis i form av ledninger, mellom offeranodene og enten innretningene for elektrisk kontakt eller innfestingsringen. På utførelsesformen illustrert på figur 2 er dette i form av plass for kontaktklemmer som kan festes under boltehodene på boltene 7. Med området for trykk og temperatur i rørledningen og omgivelsene, menes det trykk fra 0 bar til 800 bar i rørledningen, temperatur fra -5 til +200 °C i rørledningen, trykk utvendig for rørledningen fra 1 bar til ca. 200 bar, og temperatur utenfor rørledningen fra -5 °C til +60 °C. Forspenningen er opp til 0,9 ganger flytegrensen for bolter og innfestingsring under de rådende forhold. By an attachment ring is meant any ring, sleeve or other element that can be arranged around the pipeline, outside the thermal insulation layer. The fastening ring functions as a spring with adapted stiffness/elasticity, and it can include its own spring zones, for example with included leaf springs. The fixing ring is advantageously split into two or more parts which are bolted and/or hinged together, for easy fixing. With the expression a device for attaching, or connecting to, a sacrificial anode, it is meant that one or more sacrificial anodes are attached directly to the attachment ring, or an electrical connection is arranged, preferably in the form of wires, between the sacrificial anodes and either the devices for electrical contact or the attachment ring . In the embodiment illustrated in Figure 2, this is in the form of space for contact clamps that can be attached under the bolt heads of the bolts 7. By the range of pressure and temperature in the pipeline and the surroundings, we mean pressure from 0 bar to 800 bar in the pipeline, temperature from -5 to +200 °C in the pipeline, external pressure for the pipeline from 1 bar to approx. 200 bar, and temperature outside the pipeline from -5 °C to +60 °C. The prestress is up to 0.9 times the yield strength for bolts and fixing ring under the prevailing conditions.
Boltene for elektrisk kontakt har fordelaktig en mykere spiss, deformerbar mot rørledningen, og med høy ledningsevne, eksempelvis fremstilt av kobber, aluminium, sølv, messing eller andre metaller eller legeringer med god elektrisk ledningsevne og tilstrekkelig lavere fasthet enn rørledningsmaterialet. Derved er flytegrensen for det mykere materialet i bolten, eventuelt hele bolten, minst 20 MPa lavere enn flytegrensen for rørledningsmaterialet, fordelaktig minst 50 MPa lavere, slik at spenningskonsentrasjoner i og deformasjon av rørmetallet unngås. Mest fordelaktig blir korrekt fasthet for boltspissene 7a og korrekt tiltrekningsmoment for boltene 7 verifisert ved forsøk for hver anvendelse. The bolts for electrical contact advantageously have a softer tip, deformable against the pipeline, and with high conductivity, for example made of copper, aluminium, silver, brass or other metals or alloys with good electrical conductivity and sufficiently lower strength than the pipeline material. Thereby, the yield strength of the softer material in the bolt, possibly the entire bolt, is at least 20 MPa lower than the yield strength of the pipeline material, advantageously at least 50 MPa lower, so that stress concentrations in and deformation of the pipe metal are avoided. Most advantageously, correct tightness of the bolt tips 7a and correct tightening torque of the bolts 7 are verified by trial for each application.
I en fordelaktig utførelses form er anoden koblet direkte til boltene, for derved å redusere overgangsmotstanden. Alternativt er anoden festet direkte til innfestingsringen. Innfestingsringen er fordelaktig justerbar. Innfestingsringen kan være elektrisk ledende og er derved fordelaktig fremstilt av metall. Eventuell kan innfestingsringen være elektrisk ikke-ledende, og være fremstilt av et komposittmateriale eller polymermateriale. I en foretrukken utførelsesform er innfestingsringen fremstilt av overflatebehandlet metall, og er ikke i elektrisk kontakt med verken boltene for elektrisk kontakt eller offeranoden, ved hjelp av elektrisk isolerende overflatebehandling og eventuelle isolerende bolthylser, hvilket reduserer forstyrrelse av den elektrokjemiske reaksjon på grunn av selve innfestingsringen. I en fordelaktig utførelsesform er boltene massive bolter av et mykere metall enn rørledningsmaterialet, og med god elektrisk ledningsevne, eksempelvis kobber, sølv, messing eller bronse. 1 en fordelaktig utførelsesform omfatter innfestingsringen en strømskinne som festes stramt av bolttiltrekningen, idet offeranoder er støpt rundt strømskinnen og er i god elektrisk kontakt med denne. In an advantageous embodiment, the anode is connected directly to the bolts, thereby reducing the transition resistance. Alternatively, the anode is attached directly to the fixing ring. The fastening ring is advantageously adjustable. The fixing ring can be electrically conductive and is therefore advantageously made of metal. Optionally, the fixing ring can be electrically non-conductive, and be made of a composite material or polymer material. In a preferred embodiment, the fastening ring is made of surface-treated metal, and is not in electrical contact with either the bolts for electrical contact or the sacrificial anode, by means of electrically insulating surface treatment and any insulating bolt sleeves, which reduces disturbance of the electrochemical reaction due to the fastening ring itself. In an advantageous embodiment, the bolts are solid bolts of a softer metal than the pipeline material, and with good electrical conductivity, for example copper, silver, brass or bronze. 1, an advantageous embodiment comprises the fastening ring a busbar which is fastened tightly by the bolt tightening, sacrificial anodes being molded around the busbar and in good electrical contact with it.
I en ytterligere foretrukken utførelsesform er boltene utstyrt med en for-spenningsinnretning, fortrinnsvis i form av en fjær som er anordnet rundt hver bolt mellom rørledningsoverflaten og innfestingsringen, mellom en flens på boltene og innfestingsringen. Derved oppnås en jevnere forspenning over en større tøyning med hensyn til deformasjoner. In a further preferred embodiment, the bolts are provided with a pre-tensioning device, preferably in the form of a spring arranged around each bolt between the pipeline surface and the fixing ring, between a flange on the bolts and the fixing ring. Thereby, a more even prestress is achieved over a greater strain with regard to deformations.
Med den mekaniske festeanordning ifølge oppfinnelsen unngås sveising på rørledninger, hvilket gjør at spenningskonsentrasjoner, endret mikrostruktur og fare for hydrogeninduserte sprekker unngås. Vider unngås bruk av såkalte anoderør (cladrør med anoder) som i dag benyttes på 13 Cr-rør, dupleks-rør og andre relativt rustfrie, høyfaste rørmaterialer. Det er ikke nødvendig å fjerne isolasjonen forut for monteringen. Svakhetene forbundet med doblerplate og brakett, som nevnt ovenfor, unngås. Fabrikasjon og legging av en rørledning blir rimeligere, fordi det ikke er påkrevd med noen spesielle forberedelser, og rørledningen kan termoisoleres uniformt over hele lengden. Anordningen ifølge oppfinnelsen kan ettermonteres ved behov, og den kan også ettermonteres under vann ved spesiell tilpasning, ved bruk av fjernstyrte undervannsfarkoster, eventuelt ved bruk av dykkere på grunt vann. Nevnte spesielle tilpasning omfatter bolter med hodeutforming slik at boltene kan strammes ved bruk av undervannsfarkostens manipulator, med styrt påført moment. Videre blir innretningene for elektrisk kontakt med rørledningsmaterialet anordnet symmetrisk rundt omkretsen, og ikke i ett punkt på én side av rørledningen, hvilket må antas å gi en jevnere strømfordeling. With the mechanical fastening device according to the invention, welding on pipelines is avoided, which means that stress concentrations, changed microstructure and the risk of hydrogen-induced cracks are avoided. Furthermore, the use of so-called anode tubes (clad tubes with anodes) which are currently used on 13 Cr tubes, duplex tubes and other relatively stainless, high-strength tube materials is avoided. It is not necessary to remove the insulation prior to installation. The weaknesses associated with the doubler plate and bracket, as mentioned above, are avoided. Manufacturing and laying a pipeline becomes less expensive, because no special preparations are required, and the pipeline can be thermally insulated uniformly over its entire length. The device according to the invention can be retrofitted if necessary, and it can also be retrofitted under water by special adaptation, by using remote-controlled underwater craft, possibly by using divers in shallow water. Said special adaptation includes bolts with a head design so that the bolts can be tightened using the underwater vehicle's manipulator, with controlled applied torque. Furthermore, the devices for electrical contact with the pipeline material are arranged symmetrically around the circumference, and not at one point on one side of the pipeline, which must be assumed to give a more even current distribution.
Innfesting av boltene foretas med momentverktøy, med innstilt moment stort nok til å gjennomtrenge isolasjonen og deformere boltspissen, men lavt nok til at rørmetallet ikke skades. Fastening the bolts is done with a torque tool, with a set torque large enough to penetrate the insulation and deform the bolt tip, but low enough so that the pipe metal is not damaged.
Forsøk har vist at inn festingen med bolter som skrus gjennom isolasjonsbelegget og samtidig sikrer god elektrisk kontakt, motstår krefter under legging og eventuell nedgraving av rørledninger, idet motholdskrefter fra steinfylling på opptil 50 kN har vist seg ikke å medføre at anordningen forskyves. Tests have shown that the attachment with bolts that are screwed through the insulation coating and at the same time ensure good electrical contact, resists forces during the laying and possible burying of pipelines, since resisting forces from stone filling of up to 50 kN have not been shown to cause the device to shift.
Anordningen monteres slik at det oppnås et mellomrom mellom innfestingsringen og overflaten av isolasjonen, for å sikre fri strømning av sjøvann og plass til å oppta eventuell begroing eller skalldannelse uten at det blir nødvendig med noen forberedelser på rørledningen i form av rensing eller klargjøring av overflaten. Videre kan boltene 7 og 14 punktsveises til innfestingsringen når korrekt montering er utført, før nedsenking fra leggefartøyet til sjø. I utførelsesformen med en elektrisk ikke-ledende innfestingsring, inkludert en isolert innfestingsring av metall, kan korrekt og god ledningsevne som montert enkelt sjekkes ved å måle motstanden mellom boltene som tilveiebringer elektrisk kontakt, og det kan verifiseres at det ikke er elektrisk kontakt mellom nevnte bolter og innfestingsringen dersom innfestingsringen inneholder et målekontaktpunkt. The device is mounted in such a way that there is a gap between the fixing ring and the surface of the insulation, to ensure free flow of seawater and space to absorb any fouling or scale formation without any preparation being necessary on the pipeline in the form of cleaning or preparation of the surface. Furthermore, the bolts 7 and 14 can be spot welded to the fixing ring when correct assembly has been carried out, before lowering from the laying vessel to sea. In the embodiment with an electrically non-conductive mounting ring, including an insulated metal mounting ring, correct and good conductivity as installed can be easily checked by measuring the resistance between the bolts that provide electrical contact, and it can be verified that there is no electrical contact between said bolts and the fixing ring if the fixing ring contains a measuring contact point.
Claims (12)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20064080A NO328083B1 (en) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Mechanical fasteners for cathodic protection of an insulated pipeline |
| PCT/NO2007/000315 WO2008033028A1 (en) | 2006-09-11 | 2007-09-06 | Mechanical fastening device for cathodic protection of an insulated pipeline |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20064080A NO328083B1 (en) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Mechanical fasteners for cathodic protection of an insulated pipeline |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20064080L NO20064080L (en) | 2008-03-12 |
| NO328083B1 true NO328083B1 (en) | 2009-11-30 |
Family
ID=39184001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20064080A NO328083B1 (en) | 2006-09-11 | 2006-09-11 | Mechanical fasteners for cathodic protection of an insulated pipeline |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO328083B1 (en) |
| WO (1) | WO2008033028A1 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0818348D0 (en) * | 2008-10-07 | 2008-11-12 | Statoilhydro Asa | Anode installation clamp |
| CN102234807B (en) * | 2010-04-22 | 2013-04-10 | 上海工程技术大学 | Intelligent adjustable sacrificial anode and cathode protection device |
| DE102011014070A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Hobas Engineering Gmbh | Tube with sacrificial anode |
| EP2677227B1 (en) | 2012-06-19 | 2015-08-12 | Technip Norge AS | Pipeline with sacrificial anode and method for manufacturing said pipeline |
| CN104357853B (en) * | 2014-10-21 | 2016-08-24 | 青岛钢研纳克检测防护技术有限公司 | A kind of detection method distinguishing pipeline anticorrosion coating breaking point whether sacrificial anode |
| CN109576713B (en) * | 2018-11-21 | 2021-01-08 | 河北宏龙环保科技有限公司 | Cathode protection device for pipeline facilities |
| CN109778199A (en) * | 2019-02-21 | 2019-05-21 | 潍坊科技学院 | Simulate the device of petroleum pipeline cathodic protection process in deep-sea thermocline environment |
| US11644133B2 (en) * | 2020-12-18 | 2023-05-09 | Ford Global Technologies, Llc | Poka-yoke V-clamp for exhaust systems |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3623968A (en) * | 1968-01-02 | 1971-11-30 | Tapecoat Co Inc The | Sacrificial anode and pipe protected thereby |
| CH611342A5 (en) * | 1976-05-18 | 1979-05-31 | Indarco Sarl | Cathodic protection device |
| GB2050427B (en) * | 1979-03-30 | 1983-02-02 | Global Cathodic Protection Ltd | Sacrificial anode for cathodic protection |
| US4487230A (en) * | 1981-12-10 | 1984-12-11 | Atlantic Richfield Company | Increasing the output of a pipeline anode |
| FR2816691B1 (en) * | 2000-11-10 | 2002-12-27 | Coflexip | CATHODIC PROTECTION DEVICE FOR FLEXIBLE DUCTS |
-
2006
- 2006-09-11 NO NO20064080A patent/NO328083B1/en unknown
-
2007
- 2007-09-06 WO PCT/NO2007/000315 patent/WO2008033028A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008033028A1 (en) | 2008-03-20 |
| NO20064080L (en) | 2008-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO328083B1 (en) | Mechanical fasteners for cathodic protection of an insulated pipeline | |
| US10900597B2 (en) | Anti-corrosion pipe system with adjustable length | |
| NO320297B1 (en) | Cathodic protection device for flexible rudders | |
| CN101260526B (en) | Composite electric potential coupling corrosion control technique | |
| CA2875633C (en) | Pipeline and methods to provide cathodic protection to a pipeline | |
| CN201317810Y (en) | Reference electrode capable of being replaced in water | |
| US4176033A (en) | Anode clamp assembly and method of installation | |
| WO2017007334A1 (en) | Cathodic protection systems | |
| NO164070B (en) | COMPOSITE ELECTRODE FOR ARC OVEN. | |
| CN206191115U (en) | Cup -shaped tube coupling anticorrosives | |
| NO144174B (en) | UNDERGROUND ANCHOR CABLE. | |
| Sriskandarajah et al. | Contribution of liner strength in CRA lined pipes | |
| GB2474084A (en) | Impressed current cathodic protection (ICCP) | |
| EP3303656B1 (en) | Anode clamp assembly and use of such assembly | |
| JP4968645B2 (en) | Terminal mounting structure for corrosion protection of concrete structures | |
| Lekatompessy et al. | Analysis of the effectof protection system installation cathode and sacrificial anode (Zn) on corrosion rate of steel vessels | |
| CN219367033U (en) | Corrosion-resistant heat-insulating pipe | |
| NO119499B (en) | ||
| RU142911U1 (en) | COUPLING OF CORROSION PROTECTION | |
| CN208857368U (en) | A kind of cathode connection device of steel gas pipe underground | |
| CN101713075B (en) | Method for detecting pipeline in large-caliber jacking pipe construction process | |
| CN220393913U (en) | Special anode device for impressed current of offshore wind turbine generator system | |
| CN213086116U (en) | Sacrificial anode device of pipeline | |
| CN212918046U (en) | Pipeline welding device and welding installation system | |
| NO134721B (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL ASA, NO |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL PETROLEUM AS, NO |