储罐海水试验中临时阴极保护的计算及应用.pdf

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1、节能环保储罐海水试验中临时阴极保护的计算及应用刘成亮(中石化第十建设有限公司，山东青岛266555)摘要：在国际油价的影响下，国有企业、民营企业特别是地5浮舱下表面防腐处理情况未防腐-方港口投资建设原油储备库的项目方兴未艾，在大型储罐施工罐底板内表面防腐处理6未防腐-过程中水压试验是一个必不可少的工序，在地域条件、经济条情况7罐壁防腐情况未防腐件影响下，大部分石油储备项目都采用与海水进行试压，为减开始充海水至放水完毕的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865天设计时应保有足够的余量总时间时阴极保护。为确定阴极保护的形式和数量，结合GB50393-9海水

2、的电导率25Ω.㎝不在河口、纯海水。2008及其它相关规范，以十万方储罐为例，计算出十万立储罐10海水的清洁度较干净-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31.2单罐体积：100000m；证了计算的合理性。1.3罐直径：80米；关键词：储罐；海水试验；阴极保护1.4充海水试压罐内最高水位：20.2米；储罐在海水中的腐蚀主要是电化学腐蚀，即在腐蚀过程中1.5地理条件：海域水质干净，不在河口，海水含盐量相对有微电流产生。实际的腐蚀过程往往是一个或几个电化学腐较高，海水对钢的腐蚀性很强。蚀机理共同作用的结果。腐蚀过程包括金属失去电子(氧化反1.6临时阴极保护时

3、间：最长时间为65天；应)和得到这些电子的还原反应(如氧、水的还原)：氧化反应称为2设计技术指标阳极反应，还原反应称为阴极反应，腐蚀发生时，这两个反应同2.1阴极保护期内介质电位：-0.85V~-1.10V（相对于Cu/时进行。氧化反应导致金属损失和腐蚀，腐蚀过程是不可逆CuSO4参比电极）；的。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2.2保护范围：浮舱下表面、罐底板内表面、罐壁内表面；防止金属的腐蚀，这种方法叫做阴极保护。2.3阴极保护时间：65天。阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属2.4

4、保护效果：罐体在海水中无锈蚀，钢板上原有的黄锈部整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，分会被洗除，在排水进行中可以目测检查；但在排水后，如不对金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法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可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和强制电流阴极保锈，浮锈可用抹布擦除；在浮舱下表面及罐底板内表面形成少护。牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连量的钙镁结合物。接,并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属3设计计算上去，使整个被保护金属处于一个较负的、相同的电位下。该3.1保护面积计算方

5、式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰。强制电临时阴极保护的面积（单罐）表2流法的特点是：阴极保护措施指在现有的钢板结构工艺措施基罐体部位罐底板内表面浮舱下底面罐壁础上，向被保护的金属通以直流电流，使被保护的金属变成阴面积5024m25024m25074m2极从而得到保护。电压、电流可调性好，可随外界条件变化实表面状态现自动控制。使用周期长，可用于不同介质中。需要成套电源（防腐情裸露裸露裸露况）控制设备，并经常检查管理。3.2保护电流在大型储罐进行海水试压时一般采用牺牲阳极法。3.2.1电流密度的选取1储罐基本参数本次原油储罐的试压时间为65天左右，它不像海洋工程在

6、1.1储罐内表面临时阴极保护参数表海水中使用几十年，允许初期以较小的电流密度，阴极极化逐10×104m3储罐基本参数步产生钙镁保护层，就像长了一层油漆层一样。这样的极化过序号项目情况说明程允许1个月至半年内完成并达到理想的保护电位，对保护效1储罐直径80米设计文件确定果影响不大。而储罐压载试验的时间只有几十天，极化速度必2充海水罐内最高水位20.2米设计文件确定须快，海水升到哪里，哪里就应立刻受到保护，因此，保护电流充海水试压密度选取如下：3罐体外部附件的安装情况前全部安装罐体内表面状态裸露完毕保护电流密度（mA/m2）95是否有加热器、刮油器等附无加热器及4-件及其防腐

7、情况刮油器3.2.2保护电流计算2016年1月213节能环保式中：T1—阳极使用寿命，天；式中：IP表示罐底内表面、浮舱下表面及罐壁内表面所需的η—阳极平均发生电流系数；保护电流；—阳极发生电流；S表示罐底内表面、浮舱下表面及罐壁内表的保护面积；24—平均每天小时数；ip表示表3中裸露或涂层的保护电流密度。0.85—阳极使用系数。计算结果如下表：（2）HCAJ-D/22型阳极接水电阻及发生电流计算表4a)阳极的接水电阻计算罐号单罐罐底板内表面保护部位浮舱下表面IP2罐壁IP3IP1式中：R2—阳极接水电阻，Ω；保护电流mA47