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《鋼制儲(chǔ)罐內(nèi)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))2014年8月第36卷第8期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Aug．2014Vo1．36No．8鋼制儲(chǔ)罐內(nèi)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用劉佳，鄭安升，廖煜熠王杰，-JW,，潘IISa(中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司，河北廊坊。。D0。)[摘要]陰極保護(hù)結(jié)合防腐涂層作為儲(chǔ)罐內(nèi)壁保護(hù)一種行之有效的腐蝕控制手段，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。然而部分儲(chǔ)罐雖然采用了犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，但罐內(nèi)底板仍然產(chǎn)生了嚴(yán)重的腐蝕，主要原因?yàn)闋奚?yáng)極設(shè)計(jì)重量不足。結(jié)合某輸氣管道項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐內(nèi)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)
2、，梳理了儲(chǔ)罐用犧牲陽(yáng)極進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí)陽(yáng)極數(shù)量確定的合理設(shè)計(jì)流程。旨在為類似儲(chǔ)罐內(nèi)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)提供參考。[關(guān)鍵詞]鋼制儲(chǔ)罐；陰極保護(hù)；犧牲陽(yáng)極；陽(yáng)極數(shù)量[中圖分類號(hào)]TE972．102[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]1000—9752(2014)08—0224—04目前，防腐涂層與陰極保護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合的防腐方法已在儲(chǔ)罐防護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，在一些儲(chǔ)罐進(jìn)行大修時(shí)發(fā)現(xiàn)，罐內(nèi)底板雖然采用了犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，但罐內(nèi)底板仍然產(chǎn)生了嚴(yán)重的腐蝕，究其原因主要是因?yàn)闋奚?yáng)極設(shè)計(jì)重量不足、罐底周邊犧牲陽(yáng)極安裝量不足等口]。如緬泰輸氣管道項(xiàng)目中，為加強(qiáng)消
3、防水罐的腐蝕防護(hù)，避免儲(chǔ)罐后期保護(hù)不足造成嚴(yán)重腐蝕的發(fā)生，保證罐的設(shè)計(jì)服役壽命及正常、安全的運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際工程情況，進(jìn)行了罐內(nèi)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)設(shè)計(jì)。為此，筆者給出了采用犧牲陽(yáng)極進(jìn)行儲(chǔ)罐內(nèi)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)確定陽(yáng)極數(shù)量較為合理的流程，對(duì)所用到的設(shè)計(jì)原則、計(jì)算方法、陰極保護(hù)材料進(jìn)行了詳細(xì)介紹，旨在為類似儲(chǔ)罐內(nèi)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)提供參考。1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)壁陰極保護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，保護(hù)電流的需求量取決于儲(chǔ)罐內(nèi)保護(hù)面積的大小和內(nèi)涂層質(zhì)量的優(yōu)劣。為最大程度的降低保護(hù)電流的需求，罐內(nèi)金屬表面均應(yīng)涂有有效的防腐涂層，包括耐蝕合金的內(nèi)表面。對(duì)于原油儲(chǔ)罐內(nèi)陰
4、極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，只有罐內(nèi)沉積水區(qū)域內(nèi)金屬表面(帶或不帶涂層)接觸水相時(shí)才應(yīng)予以考慮。進(jìn)行儲(chǔ)罐內(nèi)壁陰極保護(hù)設(shè)計(jì)之前，應(yīng)收集設(shè)計(jì)時(shí)所需的必要數(shù)據(jù)，包括：①在正常操作情況下的電解質(zhì)特性：成分(溶解氣體、O、HS、CO)，電阻率、pH值、溫度(平均和變化)、壓力、水位(最小、最大和平均水位)，工作時(shí)的最大流速；②陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命；③罐內(nèi)涂層類型、涂層厚度等；④根據(jù)電解質(zhì)的資料，選擇裸鋼的保護(hù)電流密度。2犧牲陽(yáng)極合金、類型2．1陽(yáng)極合金選擇儲(chǔ)罐內(nèi)陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，犧牲陽(yáng)極材料的選擇至關(guān)重要，具體設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮以下2個(gè)主要方面：①與
5、電解液(成分、溫度)的兼容性；②可用的空間和在有限區(qū)域內(nèi)的電流分布?；罨X銦合金陽(yáng)極、鋅合金陽(yáng)極、鎂陽(yáng)極應(yīng)根據(jù)不同的條件和設(shè)備選用。根據(jù)挪威船級(jí)社規(guī)范DNVRPIM01-2005，鋁的效率將隨溫度的變化而改變。當(dāng)儲(chǔ)罐服役溫度超過(guò)5O℃時(shí)，必須選用鋁基合金犧牲[收稿日期]2014—07—12[作者簡(jiǎn)介]劉佳(1984一)，男，2010年北京科技大學(xué)畢業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事腐蝕與防護(hù)設(shè)計(jì)工作。第36卷第8期劉佳等：鋼制儲(chǔ)罐內(nèi)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用陽(yáng)極。。若為飲用水，應(yīng)使用鎂合金犧牲陽(yáng)極。如果電解液為污水且含有H。S、可適用鋁合
6、金。但硫化氫溶解量每增加20mg／I，鋁合金的工作效率將減少1。2．2陽(yáng)極類型對(duì)于容積較小的容器，應(yīng)采用小梯形或扁平截面的鑲裝式陽(yáng)極。對(duì)于容積較大的儲(chǔ)罐，陽(yáng)極類型可以是鑲裝式或底部截面為梯形或半圓柱，或者采用帶有梯形或圓柱截面的懸掛型陽(yáng)極。當(dāng)采用鑲裝式陽(yáng)極時(shí)，其面對(duì)罐或容器表面的陽(yáng)極表面應(yīng)涂以適當(dāng)?shù)耐繉?。?duì)飲用水的罐，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇適合人生活所用的犧牲陽(yáng)極材料。3設(shè)計(jì)方法儲(chǔ)罐內(nèi)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)基于以下原則：①陽(yáng)極的重量應(yīng)足以提供直到陰保系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命最終時(shí)所需的保護(hù)電流量；②在陰保系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，犧牲陽(yáng)極應(yīng)在任何時(shí)間均應(yīng)提
7、供有效極化儲(chǔ)罐內(nèi)金屬表面的保護(hù)電流。為此，在犧牲陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)以下步驟確定最終的陽(yáng)極數(shù)量：①考慮涂層破損洗漱時(shí)，計(jì)算總涂層表面(S)和被保護(hù)表面(S。)；②分別計(jì)算初期(I。)、中期()和終期()的總電流需求。計(jì)算電流需求時(shí)，應(yīng)按儲(chǔ)罐的最高液位考慮；③使用陽(yáng)極后期電流密度計(jì)算所需陽(yáng)極的總重量(w)；④根據(jù)總陽(yáng)極重量()和單只陽(yáng)極重量w計(jì)算所需陽(yáng)極的數(shù)量。對(duì)于單只陽(yáng)極的重量，應(yīng)考慮單只陽(yáng)極的尺寸和所需的類型；⑤分別計(jì)算陽(yáng)極在初始階段與電解液的接觸電阻R。和最終階段接觸電阻R；⑥計(jì)算由每個(gè)陽(yáng)極在初始階段和最終階段所能發(fā)出的電
8、流量；⑦根據(jù)總電流需求及陽(yáng)極初始和最終能發(fā)出的電流電流量，計(jì)算所需陽(yáng)極數(shù)量N和N⑧按照：N—max(N，N)，計(jì)算最終陽(yáng)極數(shù)量。3．1保護(hù)面積1)涂層破損系數(shù)罐內(nèi)陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，犧牲陽(yáng)極材質(zhì)的選擇至關(guān)重要，應(yīng)當(dāng)考慮以下2方面：
