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      圖片

      解決方案

      SOLUTION

      儲罐陰極保護
      Cathodic protection of storage tank
      我國石油、石化以及能源行業擁有大量的原油儲罐,這些儲罐主要分布在油田、石油煉化企業和戰略儲備庫。我國油品儲罐的腐蝕相當嚴重,腐蝕漏油事故多發生在7年以后,原油儲罐的壽命一般為10~15年,原油中含有硫化氫,則儲罐的壽命為3~5年,只有實施有效的陰極保護,才能保證原油儲罐40年的使用壽命。

      pic14.png  儲罐腐蝕的后果

      儲罐腐蝕會縮短儲罐的使用壽命,給安全生產帶來影響,增加了生產成本;
      儲罐底板腐蝕穿孔后,會導致大量油品泄漏,不僅污染周圍環境,對地下水系統的影響也尤為嚴重,從而造成嚴重的生態災難;
      儲罐腐蝕泄漏的石油產品,屬于危險液體,存在著火和爆炸的危險;
      儲罐腐蝕產生的硫化鐵可能引起儲油罐著火導致爆炸事故的發生。2000年9月3日和10月19日,天津石化公司某煉油廠石腦油儲罐先后發生兩起硫化鐵腐蝕產物自燃事故。


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      pic15.png  原油儲罐內壁的腐蝕

      原油儲罐內壁的腐蝕主要發生在儲罐罐底的內壁和處于沉積水高度以下的側壁板,由內部儲存介質、罐內積水及凝結水汽引起的儲罐壁腐蝕通常表現為均勻腐蝕、潰瘍腐蝕和點腐蝕穿孔。
      儲罐底板內壁的均勻腐蝕速率通常為0.04mm/a~1.1mm/a;潰瘍腐蝕率超過均勻腐蝕速率的2~5倍,最高可達3.8mm/a。油罐氣體空間部分的腐蝕產物硫化鐵和硫化亞鐵掉落到罐底,其電位較鋼鐵為正,這會大大增加儲罐內壁的腐蝕速度。


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      pic16.png  儲罐底板外壁的腐蝕

      儲罐底板外壁的腐蝕不易發現,卻很容易發生。儲罐底板外壁的腐蝕原因主要包括:罐底基礎瀝青砂層由于老化開裂,瀝青砂層內的水分通過裂縫滲透到罐底,使儲罐底板外壁發生腐蝕;水汽滲透到儲罐底板外壁與瀝青砂之間的縫隙內,在透氣程度不同的區域之間構成了氧濃差電池而發生腐蝕,縫隙內存在的自催化效應進一步加速腐蝕;雜散電流的腐蝕;硫酸鹽還原菌的存在等等。


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      儲罐保護的柔性陽極技術

              柔性陽極技術是優選的新建儲罐底板外壁陰極保護技術。大型儲罐在新建時,將柔性陽極敷設在儲罐底與防滲層之間的儲罐基礎砂墊層中,可以使得整個罐底板外壁的電位分布均勻,取得良好的陰極保護效果。尤其是應用MMO/Ti柔性陽極技術,可以使得陰極保護系統的壽命不小于40年,這與儲罐的設計壽命相當。

              陰極保護投資占原油儲罐建造費用的比例相當小,而產生的直接和間接的經濟效益及社會效益卻是十分可觀:可延長2~3倍儲罐的使用壽命;延長維修周期,大大降低維修費用;避免因腐蝕穿孔漏油而造成不可估量的損失;保證儲罐正常、安全運行。1984年,美國環境保護局(EPA)制定了一部技術法規,該法規對美國約300萬座已建儲罐限期到1998年12月底之前強制追加陰極保護。

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              儲罐底柔性陽極的布置方式可以有同心圓方式、回形針方式、蛇形方式和直線方式等等。工程應用比較多的是同心圓方式和蛇形方式,其中優選同心圓方式,以同心圓方式布置的柔性陽極和儲罐底板的圓形最為匹配,所以儲罐底板不會出現陰極保護盲區?;A砂墊層中布置的柔性陽極之間的間距,對于導電聚合物柔性陽極而言推薦3m~4m;對于MMO/Ti柔性陽極推薦4m~5m;施工前應保證儲罐底板下的基礎砂墊層有不少于5cm的砂層厚度。

      柔性陽極同心圓布置方式的優勢

              (1)陰極保護電位分布均勻:采用MMO/Ti柔性陽極保護儲罐底板外壁,其陰極保護電位分布非常均勻。而采用網狀陽極技術,GB/T 21448-2008認為儲罐“網狀陽極的分布可能存在不均勻性”;

              (2)可靠性高:傳統的MMO網狀陽極的焊點為現場焊接,焊接點不牢固幾率比較大,并且在儲罐因呼吸作用而發生沉降時可能會損壞。而MMO/Ti柔性陽極外部包裹密實填充的焦炭填料,并輔以外部包裹織物和保護層,提供了多重保護,同時內部的電纜和MMO/Ti陽極絲的連接是工廠連接,連接結構非常牢固,其可靠性高于密集布置的MMO網狀陽極;

              (3)現場安裝工作量?。罕毯T浦堑膬薇Wo預制引線技術方案,可使得儲罐柔性陽極敷設無需現場接頭,從而保證柔性陽極儲罐陰極保護質量更為可靠,施工效率更高。采用預制了連接引線的環狀敷設方式具有施工速度快,質量易于保證和可靠性高的優點;

              (4)陰極保護效果好:同心圓布置的柔性陽極形狀與儲罐底板的圓形相適應,儲罐底板不會出現陰極保護盲區。

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      儲罐保護的網狀陽極技術

              網狀陽極技術是保護儲罐底板外壁的陰極保護技術之一。網狀陽極是MMO帶狀陽極與鈦金屬導電片交叉焊接組成的外加電流陰極保護輔助陽極。將陽極網預埋在儲罐底板外壁和防滲層之間的儲罐基礎砂層中,為儲罐底板外壁提供保護電流,可實現對罐底板外壁的有效陰極保護。在應用中,可以將陽極網敷設在潮濕或含鹽的砂墊層中,可以不需要焦炭填充料。

              MMO帶狀陽極用于儲罐底板外壁外加電流陰極保護時,需與鈦導電片垂直敷設,其交叉點處用專用焊機點焊連接,組成陽極網;通電點連接采用陽極專用接頭。陽極專用接頭的作用是陽極帶與陽極電纜連接過渡,引入防爆接線箱后,匯成一根陽極電纜,接入恒電位儀。

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      MMO帶狀陽極與鈦導電片

              MMO帶狀陽極的基材為符合GB/T 3620.1 TA1鈦帶,涂層為柔性較好、耐蝕、高導電率的混合金屬氧化物(IrO2/Ta2O5)涂層,厚度一般1~1.2mm。

              MMO帶狀陽極的尺寸為6.35mm×0.635mm,每卷長度為152m或100m,重量16.7g/m,在不高于額定輸出電流的條件下的服役壽命不小于40年。

              鈦導電片為符合ASTM B265標準的Grade 1或者Grade 2鈦帶,尺寸為12.7mm×0.9mm,每卷長度152m或100m,重量51g/m。

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      原油儲罐內壁的犧牲陽極保護

              原油儲罐內壁的保護范圍包括儲罐底板內壁和自罐底算起的1.5m~2m高的側壁內表面。原油儲罐內壁通常采用犧牲陽極進行陰極保護。

              原油沉積水污水成分的變化范圍很大,在不同的原油沉積水介質中,不同犧牲陽極材料的電化學性能差異很大。鋁合金犧牲陽極由于具有電流量大,性能穩定的特點而被廣泛應用在儲罐內壁的陰極保護中。

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      儲罐用鋁合金犧牲陽極

              儲罐內壁用犧牲陽極通常為鋁-鋅-銦系合金犧牲陽極,該陽極技術條件源自標準《GB/T 4948  鋁-鋅-銦系合金犧牲陽極》。

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