阴极保护

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相关技术法规

原油储罐罐底板外壁外加电流网状阳极阴极保护设计说明

    原油储罐罐底板外壁与沥青砂接触的部分,由于在底板焊接好后很难进行有效的防腐措施,罐底基础中的砂层也会渗入水分和空气,在这种环境中极易发生腐蚀,而罐底板一旦发生泄漏,原油污水就会渗入地下污染环境,造成环境破坏和经济损失。

  首先在施工开始前要求罐前所有进出罐的管道应进行电绝缘,电绝缘的形式可采用绝缘接头、绝缘短管、及绝缘法兰等形式,绝缘材料由进出罐的相关专业进行施工。

  网状阳极地床储罐阳极地床将采用钛片与阳极带在交叉处点焊连接,组成阳极网。该网状阳极放置在罐底板与防渗膜或混凝土基础之间,距离罐底板的距离一般为30-40cm。

  参比电极分为罐内参比和罐外参比两种,罐内参比电极是为恒电位仪输出调节而设置,罐外参比是为了测试储罐底板下表面不同位置的保护电位而设置,参比电极都应配有相应长度的电缆。

  防爆接线箱是设置在防爆区内网状阳极和连接恒电位仪分线设备,防爆接线箱还应配有防爆导管。

  测试桩是连接储罐内参比电极电缆、测试电缆和其它电缆的装置,由于需要经常对储罐的阴极保护参数进行测试,因此测试桩应设置在储罐的防火堤外。

  1、网状阳极外加电流设计、安装说明

  1)、 恒电位仪的安装

  恒电位仪是强制电流系统的供电设备,对每个储罐单独设备进行供电,采取一用一备的方式。

  恒电位仪的安装应当包括工作机与阳极电缆、阴极电缆、零位接阴电缆、以及参比电极电缆和机壳接地电缆的连接,电缆连接时应确保极性正确,并且确保电气接触导通良好。另外还应包括恒电位仪阴保数据传输接口与仪表自动化PLC端之间的连接;恒电位仪的调试、阴保数据的传输连接等,除了需要参照交、直流恒电位仪电气联接原理图以外,应当严格按照其产品说明书进行,必要时应当邀请生产厂商的技术工程师到现场指导或亲自调试。

  2) 、网状阳极的安装

  网状阳极是强制电流系统的辅助阳极,它是由一定平行间距混合贵金属氧化物阳极带(MMO阴极)与一定平行间距钛金属导电片垂直交叉敷设形成网状,埋设在距离储罐底板下表面300-400mm的砂层中。

  阳极网铺设要在中粗砂垫层轧实100mm后进行,可在铺设轧实300mm中粗砂后,按照设计间距及指定位置挖出200mm深的砂沟,阳极网铺设在这些砂沟中,并要求在阳极网周围铺设焦炭粉。贵金属氧化物阳极(简称阳极带)与连接片垂直,阳极带从罐底圆中心线左右两方各1m处开始铺设,相邻阳极带之间的距离为2m,在圈梁上标记出阳极带的位置,铺设时阳极带不应在沙层上拖拉,先铺设中间的阳极带,然后按设计间距逐根铺设,每根阳极带两端距离罐周边150-200mm;钛金属导电片(简称连接片)从罐底圆中心线左右两方各3m处开始铺设,相邻连接片之间的距离为6m,在混凝土圈梁上标出连接片位置,然后铺设连接片,连接片两端距离圈梁150-200mm;在铺设阳极网时,贵金属阳极带和钛金属连接片应采用整根的带和片,不可将两根阳极带或连接片焊接在一起作为一根使用,敷设间距的误差不超过±0.1m,鉴于此,在裁剪阳极带和连接片之前应计算规划裁剪的长度,避免造成浪费;钛金属连接片与阳极带之间均采用电焊机(专用)点焊连接,正式焊接前应进行试焊,记录焊接设定值。

  由于贵金属氧化物阳极的涂层很薄,为了防止涂层磨损,因此在敷设阳极带时,严禁在沙层上拖拉阳极带。单罐的阳极网采用8-12个专用接头将电流引入阳极网,专用接头一端为钛片,其与连接片点焊连接,另一端与80米的电缆(VV-0。6/1kV 1×16mm2)钳接,电缆通过电缆沟引入罐外防爆箱。

  3 )、电缆连接及防腐

  阴极保护电缆尽可能考虑同沟敷设,电缆埋深应不小于800mm,可根据当地冻土深度做适当调整。阴极保护电缆包括:阳极汇流电缆(恒电位仪阳极与防爆接线箱间),阴极汇流电缆(恒电位仪阴极与防爆接线箱间),阳极电缆(防爆接线箱与罐底板下供电点间),阴极电缆(罐底板阴极回流处至防爆接线箱之间),参比电极电缆(参比电极至测试桩之间,或罐前参比至恒电位仪之间),测量电缆(罐底板至测试桩之间)。

  4)、 防爆接线箱的安装

  每个储罐都设置一个阴极保护接线箱,用于储罐的阴极保护阳极电缆和阴极电缆的连接,接线箱应采用防爆型的,并设置在罐区放火堤内的储罐环梁预留套管附近。接线箱的设置安装及位置须与施工图上的标注相一致,铭牌应标明工程名称、储罐编号、类型,埋设要牢固稳定,桩要竖直。防爆接线箱的安装可参见相关的防爆标准。

  接线箱接入从阴极保护间出来的两根主电缆:阳极汇流电缆和阴极汇流电缆,并接入从储罐底板下表面的阳极网接来的阳极电缆和从储罐底板回流的阴极电缆。

  网状阳极外加电流阴极保护示意图

  5)、测试桩的安装

  每个储罐都设置一个阴极保护电位测试桩,用于储罐阴极保护电位的测试。施工中应采用符合技术规格要求的统一测试桩,测试桩的设置安装及位置须与施工图上的标注相一致;测试桩应设置在罐区放火堤以外,不妨碍交通、方便测试的地方,铭牌应标明工程名称、储罐编号、类型,埋设要牢固稳定、桩要竖直。施工应注意:测试桩与测试桩基础之间的连接处应进行固定及防腐处理,测试门锁应涂抹防锈油膏。

  测试桩采用VV-1KV/ 1×6mm2电缆。电缆与罐底板焊接及防腐密封绝缘,电缆连接完成后,地面、地下(10%伸缩余量)均应留足余量,以防土壤下沉时拉断电缆,地下电缆的敷设应在路面硬化前进行。

  6)、 参比测试系统的安装

  参比电极分为基准信号参比(与恒电位仪相连)和测量参比(预置于罐底砂垫层中,经电缆引入测试桩)。每座储罐外面安装一支长效硫酸铜参比电极;罐底参比测试系统采用双参比系统,即采用两种不同参比电极(饱和硫酸铜电极和高纯锌参比电极)间隔布设相互校验,使得测试数据更为精确,每个储罐设置4个硫酸铜参比电极和3个高纯锌参比电极(高纯锌参比电极采用锌含量达到99.99%以上的锌棒做材料)。硫酸铜参比电极极化时间短,很快可以测出极化后的保护电位,高纯锌参比电极极化时间长,待极化完全后测试,可相互校正其测出的保护电位。

  由于网状阳极的安装和强制电流系统的调试有较长的时间间隔,因此在网状阳极安装完成后,阳极电缆、阳极汇流电缆、参比电缆、阴极电缆、阴极汇流电缆、零位接阴电缆及测试电缆的留头要做好保护并做好标识。

  参比电极易受压碎裂,影响测试,因此,在有参比电极的地方中粗沙层应适当加厚100毫米,并做好标记在进行沙层碾压时小心注意。

  由于储罐要进行防雷接地,阴极保护电流会沿着接地网流失,为了防止罐组内各个储罐的阴保电流相互串流,造成相互干扰,因此建议罐组内储罐之间防雷接地网不要连接在一起。

  检查阳极带、导电片的间距和参比电极的位置,误差分别不超过±10cm、±50cm、±100cm。

  检查阳极带与导电片间的焊接点,断开及焊接不牢处要重新焊接。

  检查参比电极、零位接阴电缆、阴极电缆和阳极电缆的编号是否正确。

  检查阳极

  电缆的导通性。尤其在阳极网回填过程中要随时检测阳极系统连通性,如果发现有断路现象,应立即停止回填,找出故障进行修复。

  检查罐底板汇流点的布置和焊接以及所有电缆接线与接线箱和恒电位仪的连接,确认正确无误。

  检查每个阴极保护系统的接线是否正确无误。

  检查牺牲阳极的表面是否洁净;焊接是否牢固,有虚焊需要重新焊接。

  绝缘性能检测。绝缘电阻值应在2兆欧以上。

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