<em id="r46dc"><acronym id="r46dc"></acronym></em>

  • <button id="r46dc"></button>

    儲罐底板外側的陰極保護

    摘要

    對于大型儲罐施加陰極保護,如何使電流分布均勻以及如何測量保護電位,一直是一個難題。在API 651中明確提出,在罐周邊測得的電位不能代表儲罐底板中心部位的保護狀況,罐中心的電位可能會比罐周邊的電位高的多” .經驗也表明,將陽極均布在儲罐周圍(距罐周邊310)或在儲罐附近安裝一個或多個深井陽極地床,常常不能使儲罐中心部位得到保護。以下就國外類似工程實例及其存在的問題進行介紹,希望能從中吸取一些經驗教訓。

    工程實例(參考文獻4)

    .舊的深井及短斜井陰極保護系統:

    某原油中轉站的12個地上原油儲罐,直徑為59――85米,最初的陰極保護系統是每個儲罐安裝2個深井(40米)陽極地床,地床對稱布置在儲罐兩側。每三個儲罐共用一個整流電源。6年后,對陰極保護系統進行改造,在罐周圍補加陽極床,陽極井與地面夾角30° ,沿儲罐周邊均布,并延伸到儲罐底部10米。陽極是由預填包的石墨陽極組成,石墨陽極的直徑76mm,長度,152cm, 裝在直徑20cm, 203cm的鋼筒內,將鋼筒安裝在斜向鉆入的孔中。地床數量見下表:

    儲罐直徑m

    陽極床數量

    59

    15

    65

    18

    70

    18

    85

    21

    該系統正常運行后,測量儲罐底板中心的保護電位,發現電位值達不到NACE標準要求。以后,在對儲罐底板進行噴沙除銹時,罐底板被打穿。分析從儲罐底板上切割下來的試塊發現,儲罐底板受到腐蝕。為此,安裝了新的陰極保護系統。

    .新的斜井陰極保護系統:

    新的陰極保護系統采用斜井陽極,并在儲罐下部安裝了電位測量管,每隔1.5米測量一次罐/地電位。

    1.電位測量系統,

    該電位測量PVC塑料管直徑為50mm,自距罐周邊3 m處延伸到罐中心,水平安裝在儲罐底板下面約1 m處。85m直徑的儲罐安裝4(夾角90° ),其他儲罐下面安裝3 (夾角120° )。沿塑料管表面每隔15 cm交錯鉆了6 mm的孔。

    2.斜井陽極地床,

    1).地床的設計,

    設計電流密度32mA/m2,斜井直徑15 cm,與地面夾角45° ,85m直徑儲罐安裝4個斜井地床,夾角90° ,其他儲罐安裝3個斜井地床,夾角120° 。陽極為筒狀混合金屬氧化物陽極,直徑為16mm,長度為1.0m,幾根陽極串聯在一根 專用的NO 5.AWG電纜上。填料為改性石油焦炭,并添加了石墨潤滑劑。其比重為2.0,炭含量為99%,92%顆?梢酝ㄟ^NO.28篩。

    設計數據一覽表

    儲罐直徑m

    底板表面積m2

    設計電流A

    每個斜井陽極數量

    斜井數量

    斜井長m

    59

    2774

    89.6

    6

    3

    46

    65

    4279

    105.9

    7

    3

    49

    70

    3893

    125.7

    9

    3

    54

    85

    5710

    184.8

    9

    4

    64

    2).地床的安裝,

    在距儲罐周邊35m處用定向鉆沿與水平面成45° 方向鉆向儲罐中心,到達設計深度后,放入配重塊。配重塊由一段填充了混凝土的長25cm,直徑11cm的塑料管制成,配重塊上預留了吊環,用來固定系有陽極的尼龍繩。在配重塊上伸出一段直徑25mmPVC塑料管,用來連接直徑為25mm的排氣管。在排氣管上制作了寬度0.152mm的縫隙。每根陽極都有一個金屬定位環。拉緊系有陽極的尼龍繩,將注料管伸入井中,注入填料至距最上部陽極約5m,最后填上粗沙。

    3.儲罐電位測量及分析,

    由于地下水位比較高,測量用塑料管中已經充滿水,因此,無需另外注水。在每個整流電源回路中串聯了電路通斷器,以10秒通,5秒斷周期循環,將有防水裝置的飽和硫酸銅參比電極插入測量管中,用高阻電壓表每隔1.5m測量一次通電電位和斷電電位。

    1). (2504號儲罐)電位測量結果見表一,

    該罐直徑59 m,通過對測量結果進行分析發現,當儲罐受兩個深井陽極和延伸到儲罐底部10m的陽極地床保護時(舊系統),平均電流密度13.5mA/m2,只有在距離罐壁21.5m的范圍內達到了 0.85V的電位要求,自該點到儲罐中心,電位迅速衰減,儲罐中心處幾乎沒有外加電流。采用新的斜井地床,平均電流密度為12.9mA/m2,從罐壁到儲罐中心,除了15m處一點電位高于 -0.85V,其余各點電位均低于 -0.85V。在進行該測量時,罐儲量僅為9.6%,電位高于 -0.85V可能是部分罐底板翹起所致。

    結構對地電位(儲罐2504) 表一

    參比電極距罐壁

    舊陰極保護系統

    斜井陽極陰

    極保護系統

    m

    通電電位 -mV

    通電電位 -mV

    斷電電位-mV

    罐周邊

    1348

    1652

    1296

    1.5

    1360

    1515

    1240

    3.0

    1230

    1330

    1130

    4.6

    1171

    1246

    1121

    6.1

    1190

    1223

    1120

    7.6

    1584

    1201

    1108

    9.1

    1528

    1102

    1019

    10.7

    1185

    1042

    964

    12.2

    1368

    954

    880

    13.7

    1268

    893

    822

    15.3

    1478

    1092

    997

    16.8

    1065

    1205

    1097

    18.3

    1251

    1108

    998

    19.8

    1306

    1112

    998

    21.3

    730

    1244

    1108

    22.7

    600

    1255

    1108

    24.4

    520

    1262

    1110

    25.9

    445

    1261

    1107

    27.4

    390

    1255

    1102

    29

    363

    1254

    1101

    30.5

    325

    1247

    1094

    32

    260

    1241

    1090

    33.5

    107

    1240

    1085

    2).(2502號儲罐)電位測量結果見表二,

    該罐直徑59m,在采用舊的陰極保護系統時,平均電流密度7.6mA/m2, 離罐壁16m的范圍內,電位低于 -0.85V,且罐中心也得到了一定程度的保護。采用了新的斜井地床后,平均電流密度15.4mA/m2,此時儲罐儲量為48.6%,所測各點通/斷電電位均低于-0.85V。采用舊系統時,所用電流僅為新系統的49%,說明電流分布很不均勻。

    結構對地電位(儲罐2502) 表二

    參比電極距罐壁

    舊陰極保護系統

    斜井陽極陰

    極保護系統

    m

    通電電位 -mV

    通電電位 -mV

    斷電電位-mV

    罐周邊

    1761

    2618

    1855

    1.5

    1597

    2120

    1856

    3.0

    1409

    1683

    1333

    4.6

    1310

    1418

    1188

    6.1

    1288

    1250

    1085

    7.6

    1319

    1179

    1041

    9.1

    1324

    1163

    1030

    10.7

    1289

    1183

    1046

    12.2

    1262

    1143

    1055

    13.7

    1160

    1163

    1010

    15.3

    895

    1152

    1005

    16.8

    701

    1236

    1086

    18.6

    580

    1227

    1076

    19.8

    520

    1152

    1001

    21.3

    474

    1195

    1039

    22.7

    782

    1120

    962

    24.4

    771

    1064

    914

    25.9

    630

    1003

    862

    27.4

    842

    991

    851

    29

    709

    1013

    866

    30.5

    566

    1111

    958

    32

    620

    1164

    1015

    33.5

    774

    1091

    944

    3).(3001號儲罐)電位測量結果見表三,

    該罐直徑65m,此時儲罐儲量為100%, 舊系統工作時,平均電流密度9.7mA/m2,只有在距罐壁11.5m范圍內,電位低于 -0.85V, 采用了新系統后,平均電流密度為12mA/m2,在各點測到的斷電電位均低于-1.0V,此時儲罐液位為61%。即便平均保護電流密度降低到10.76mA/m° ,仍能使整個儲罐底板得到保護,且電流分布均勻。

    結構對地電位(儲罐3001,) 表三

    參比電極距罐壁

    舊陰極保護系統

    斜井陽極陰

    極保護系統

    m

    通電電位 -mV

    通電電位 -mV

    斷電電位-mV

    罐周邊

    2234

    2111

    1571

    1.5

    2031

    1851

    1450

    3.0

    1909

    1562

    1304

    4.6

    1804

    1450

    1250

    6.1

    1577

    1390

    1216

    7.6

    1405

    1360

    1201

    9.1

    1085

    1272

    1129

    10.7

    868

    1202

    1063

    12.2

    740

    1266

    1116

    13.7

    961

    1312

    1152

    15.3

    780

    1237

    1076

    16.8

    741

    1324

    1150

    18.3

    645

    1324

    1152

    19.8

    713

    1284

    1104

    21.3

    647

    1345

    1146

    22.7

    648

    1274

    1067

    24.4

    592

    1419

    1183

    25.9

    736

    1417

    1176

    27.4

    736

    1425

    1174

    29

    688

    1421

    1156

    30.5

    628

    1433

    1145

    32

    645

    1419

    1127

    4).(3604號儲罐)電位測量結果見表四,

    該罐直徑70m,外加電流密度3.98mA/m2。儲量為97%時,距罐壁33.5m范圍內,通電電位低于 -0.85V。采用新的斜井陽極系統,平均電流密度10.87mA/m2,各點通電電位均低于-1.0V。距罐壁33m內,斷電電位均低于 -0.85V, 33m至罐中心,斷電電位低于 -0.76V。

     

    結構對地電位(儲罐3604) 表四

    參比電極距罐壁

    舊陰極保護系統

    斜井陽極陰

    極保護系統

    m

    通電電位 -mV

    通電電位 -mV

    斷電電位-mV

    罐周邊

    1919

    1888

    1568

    1.5

    1881

    1792

    1491

    3.0

    1782

    1560

    1343

    4.6

    1670

    1450

    1289

    6.1

    1660

    1403

    1259

    7.6

    1567

    1400

    1254

    9.1

    1555

    1422

    1256

    10.7

    1471

    1442

    1261

    12.2

    1410

    1474

    1267

    13.7

    1348

    1500

    1274

    15.3

    1347

    1522

    1272

    16.8

    1278

    1530

    1262

    18.3

    1235

    1520

    1231

    19.8

    1129

    1484

    1184

    21.3

    1031

    1422

    1115

    22.7

    987

    1434

    1040

    24.4

    925

    1262

    963

    25.9

    914

    1213

    916

    27.4

    904

    1189

    883

    29

    900

    1182

    866

    30.5

    886

    1159

    859

    32

    876

    1147

    824

    33.5

    850

    1108

    794

    35.1

    833

    1088

    781

    36.6

    825

    1075

    768

    對以上測量結果分析發現,

     

    電位測量中注意的問題

    保護電位的測量實際是測量被保護結構和參比電極之間的電位差,并假設參比電極的電位是恒定不變的,測量值的任何變化都認為是結構電位發生了變化。但事實并不總是如此,在有些情況下,可能是參比電極的電位發生了變化而不是結構電位。對參比電極電位有影響的因素主要有以下幾個:

    1.溫度的影響

    溫度對參比電極電位的影響主要有兩方面,一是溫度將影響參比電極電位的線性;第二,溫度變化時,溶液濃度將發生變化,導致電位的變化。對于銅/硫酸銅參比電極,溫度的影響約為0.9mV/° C。如一條管道在26° C測到的保護電位為-0.85V, 當溫度降低到5° C時,同樣的位置測到的電位只有 -0.825mV。因此,當儲存加熱原油時,對于埋設在儲罐底部的永久參比電極,應當考慮溫度的影響。對于透明的便攜式參比電極,陽光的直射會引起數十毫伏的電位變化,有效的方法是用黑色膠帶將參比電極包起來。

    2.儲罐底板的翹起

    溫度的變化將引起儲罐底板的翹起,而儲罐內部的液體又將底板壓回到原來的位置。由于儲罐中的液位是變化的,所以,有時不能完全將底板壓回到原來位置。當底板翹起時,一部分儲罐底板不再與罐基礎接觸,從而得不到保護電流,開始去極化,仍然與罐基礎接觸的底板將得到較多的保護電流。當儲罐再充滿時,原來翹起部分與罐基礎接觸,又開始極化,而一直與罐基礎接觸的罐底板得到的保護電流將減少。如果參比電極正好處于翹起的儲罐底板下面,則所測量的電位是離它較遠處仍然與基礎接觸部位罐底板的保護電位。當儲罐再充滿時,儲罐底板與罐基礎接觸時,參比電極測量的才是其上方的電位。因此,測量儲罐電位時,應保持罐內液位為最高液位的2/3,并保持一定時間,使其充分極化。

    3.參比電極位置的影響

    參比電極與儲罐底板的距離將影響測量結果,一般來講,可以認為參比電極測量的是:自參比電極90° 扇形范圍內,儲罐底板的平均保護電位。參比電極距離儲罐底板越遠,所覆蓋的罐底板面積越大,測量結果也越綜合。參比電極距離儲罐底板越近,測量結果越確切,同時,IR降也越小。標準的銅/硫酸銅永久參比電極是由裝在塑料筒內的硫酸銅電解液和純銅棒制成的,直徑一般為15-20cm,長度30--45cm,裝在有膨潤土和石膏填料的布袋中,設計壽命一般為15年。采用填料,一是可以保持水分,防止電解液蒸發,二是保證參比電極與周圍土壤良好接觸。填料不能直接與儲罐底板接觸,其間至少應有5-7cm的回填沙。否則,將導致局部腐蝕。陰極保護電源經常采用整流電源,如果采用恒電位儀,則控制其輸出的參比電極應是處于罐底板不易翹起部位的參比電極.

    結論

    1. 對于儲罐的陰極保護,應當與儲罐同時設計,同時安裝,這樣,不但投資省,保護效果也會更好,尤其是近些年推出的混合金屬氧化物網狀陽極系統,可以使陰極保護電流非常均勻,確保儲罐底板中心部位得到保護。如果對儲罐接地系統進行改造,應注意相關電氣設計規范的規定。

    2. 對于后期補加陰極保護的大型儲罐,只有斜井或在儲罐底部打水平井陽極系統能對儲罐底板提供較充分的保護。

    3. 在進行電位測量時,要考慮溫度和儲罐液位對測量結果的影響,記錄測量時的溫度和液位,以便以后分析。

         4. 只有實際測量儲罐中心的保護電位,才能確切的說明儲罐是否得到了充分的陰極保護。

    參考文獻:

    馮洪臣

    1981年畢業于管道職工學院管道工程專業,F為CORRSTOP防腐集團高級防腐蝕工程師,美國腐蝕工程師協會(NACE)會員,從事管道及儲罐防腐以及腐蝕檢測、監測工作。

    欧美日韩一级毛片在线观看,日本性爱电影,美国一级a做爰片免费网站 视频播放,日本一级毛片免费影院叫声