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海水储罐临时阴极保护的计算及应用

2016-03-25 12:02:56
作者:本网整理
来源:节能环保

为减少海水在试验过程中对钢板的腐蚀,需在储罐相关部位安装临时阴极保护.为确定阴极保护的形式和数量,结合GB50393-2008 及其它相关规范,以十万方储罐为例,计算出十万立储罐所需阴极保护数量,并在工程中进行了应用,通过实际应用验证了计算的合理性.

 

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  储罐

    储罐在海水中的腐蚀主要是电化学腐蚀,即在腐蚀过程中有微电流产生.从电化学原理可知,腐蚀电池的阴极是不发生腐蚀的,而只有阳极才发生腐蚀.因此,将被保护金属变成阴极,就可以防止金属的腐蚀,这种方法叫做阴极保护.


      在国际油价的影响下,国有企业、民营企业特别是地方港口投资建设原油储备库的项目方兴未艾,在大型储罐施工过程中水压试验是一个必不可少的工序,在地域条件、经济条件影响下,大部分石油储备项目都采用与海水进行试压
,为减少海水在试验过程中对钢板的腐蚀,需在储罐相关部位安装临时阴极保护.为确定阴极保护的形式和数量,结合GB50393-2008 及其它相关规范,以十万方储罐为例,计算出十万立储罐所需阴极保护数量,并在工程中进行了应用,通过实际应用验证了计算的合理性.

 

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海水储罐阴极保护


    在大型储罐进行海水试压时一般采用牺牲阳极法.


   
1 储罐基本参数


   
1.1 储罐内表面临时阴极保护参数表

 

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     1.3 罐直径:80米;


    1.4 充海水试压罐内最高水位:20.2米;


    1.5 地理条件:海域水质干净,不在河口,海水含盐量相对较高,海水对钢的腐蚀性很强.


    1.6临时阴极保护时间:最长时间为65天;


   
2  设计技术指标


    2.1 阴极保护期内介质电位:-0.85V~-1.10V(相对于Cu/CuSO4参比电极);


    2.2 保护范围:浮舱下表面、罐底板内表面、罐壁内表面;


    2.3 阴极保护时间:65天.


    2.4 保护效果:罐体在海水中无锈蚀,钢板上原有的黄锈部分会被洗除,在排水进行中可以目测检查;但在排水后,如不对罐壁及时冲淡水处理,裸露的罐壁在大气中仍然会形成氧化浮锈,浮锈可用抹布擦除;在浮舱下表面及罐底板内表面形成少量的钙镁结合物.


   
3  设计计算


   
3.1 保护面积计算

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3.2 保护电流


    3.2.1 电流密度的选取本次原油储罐的试压时间为65天左右,它不像海洋工程在海水中使用几十年,允许初期以较小的电流密度,阴极极化逐步产生钙镁保护层,就像长了一层油漆层一样.这样的极化过程允许1个月至半年内完成并达到理想的保护电位,对保护效果影响不大.而储罐压载试验的时间只有几十天,极化速度必须快,海水升到哪里,哪里就应立刻受到保护,因此,保护电流密度选取如下:

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    3.2.2 保护电流计算

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4   阳极选型

     阳极选型满足如下条件:


    (1)整个罐体极化电流需要量非常大,故单支阳极的发生电流量要最大化;


    (2)临时阴极保护的时间短,一般为1~3个月,多则半年,故阳极的选型要尽量做到效率高,减少不必要的浪费;


    (3)阳极的化学成份要匹配此海水环境下的阴极保护极化速度;


    (4)在整个临时保护过程中,阴极保护的用材要考虑罐体工程实际需求,一定要避免产生过量的钙镁结合物敷住罐内焊缝,难以清理.


    因此,本设计中的阳极的选型及化学成份如下:


    (1)罐底板内表面及浮舱下底面:


    型号:HCAJ-D/10(2)罐壁型号:HCAJ-D/22(3)阳极的化学成份:HC 钢质储罐临时阴极保护专用阳极.


    5  所选阳极的接水电阻及阳极发生电流计算

 

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    0.85-阳极使用系数.


    综上计算:


    (1)浮舱下表面每支阳极发生电流为10.20A,使用寿命为77天;


    (2)罐底板内表面每支阳极发生电流为10.20A,使用寿命为77天;


    (3)罐壁内表面每支阳极发生电流为20.27A,使用寿命为85天.


    通过阳极的寿命核算,每支阳极均能满足临时阴极保护65天期限的要求.

   6  阳极数量计算

 

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    IP12:罐底板内表面已安装块状铝合金牺牲阳极块的电流发生量;

 

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   7  实际应用效果

    在天津国家石油储备基地工程中,采用海水进行储罐水压试验,按照上述计算采用铝镁铟镉合金阳极进行阴极保护,充水试验结束后发现阳极的保护效果较好,大大减少了海水对钢板的腐蚀.


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责任编辑:周娅

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标签: 海水腐蚀, 储罐, 阴极保护, 保护参数计算, 牺牲阳极

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