阴极保护

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阴极保护原理

钢质原油储罐阴极保护方法与设计

 

     钢质储罐由于体积庞大,水质复杂,腐蚀性强,防腐层质量相对较差,采用阴极保护和涂层防腐相结合的保护方式是比较合理的,但是由于罐体结构的关系,一般罐体内壁采用牺牲阳极阴极保护的保护方式,阳极体宜选用铝合金牺牲阳极,罐底板外壁采用外加电流阴极保护的保护方式,辅助阳极体宜选用网状阳极体或者柔性阳极。

     钢质储罐根据用途不同分为:原油罐,污水罐,消防水罐等,需要注意的是在原油罐内壁中禁止使用镁阳极,在原油储罐内壁通常使用铝阳极。由于原油罐内壁的底部有一层积水层,采用阴极保护在技术上是可行的,但如果进行设计,要确定积水层的厚度。从安全的角度考虑,以采用牺牲阳极保护为佳,保护的范围是罐壁下部1m,罐底板全部。因为含油污水的腐蚀性较强,所以对于原油储罐内壁阴极保护的电流密度需要取120mA/m2。

    对于罐底板外壁阴极保护来说,重要的参数是保护电流密度,大量的资料证明保护电流密度为10mA/m2 是可取的,对于新罐,这一指标可能偏高,不过到后期就适中了。在有些条件下,5mA/m2是个合适的指标。通常保护电流密度的选取应通过馈电实验来确定,这里给出几条特殊的准则:

    在透气性差的粘土中,阴极保护电位应取-950mV。

    温度在60℃以上时,阴极保护电位应为-950mV。

    当电阻率大于500Ω.m的砂质环境中,阴极保护准则可取-750mV.

    当罐中心电位无法测量时,如直径40m的罐,应在确保电流密度的前提下,罐周电位应不小于-1.2V。

1、钢质储罐内壁牺牲阳极阴极保护:

1。1、参数计算:

    罐底内壁保护面积计算:S=πr2

    S ——保护面积   r——储罐半径

    保护电流计算:I= SIa

    S ——保护面积    Ia ——保护电流密度

    阳极输出电流:Ia=△E/R

    Ia——阳极输出电流A   △E——阳极有效电位差V   R——回路总电阻R

    阳极数量:N=f.IA/Ia

    N——阳极数量  IA——所需保护电流A   Ia——单支阳极输出电流A

    F——备用系数,取2-3倍

    阳极使用寿命:T=0.85 W/ωI

    T ——阳极工作寿命a  W——阳极净质量,kg  ω——阳极消耗率kg/(A.a) 单位名称:公斤/(安.年)

    I——阳极平均输出电流,A

1。2、牺牲阳极内壁设计、施工说明:

    1、阳极进入施工现场后,首先对阳极体进行入场检查,观察阳极体的外形及工艺,保证阳极体外形不翘曲,表面无毛刺、飞边、裂纹,无氧化渣和加杂物。

    2、阳极施工前,首先对罐底进行喷砂除锈,保证施工作业面的清洁,以保证阳极焊接的质量。并对阳极支架进行预加工,以便于阳极实际安装时的操作。

    3、在除锈完毕后,首先将预加工好的阳极支架按照设计图纸要求,均匀的焊接在罐底板上,并根据实际现场施工情况,如阳极位置与罐内构件或焊缝发生冲突,可对阳极位置进行适当调整.阳极支撑之间的距离可由施工单位按照阳极钢芯两端螺孔距离而定。

    4、阳极支架安装完毕后,进行阳极体的安装。安装时用螺栓将阳极体与支架固定。阳极螺栓固定时需要在螺栓中加入垫片,以保证阳极安装的牢固。

    5、阳极安装完毕后,对阳极两端面,底面以及裸露的钢芯,支撑架等全部采用与罐底涂层结构相同的涂层防腐绝缘。应注意阳极的其他表面严禁刷漆。

2、钢质储罐内壁外加电流阴极保护:

    如果采用外加电流阴极保护,恒电位仪的选择则可以选择相同值而无需考虑其电阻的消耗,如30A/30V。但也要根据具体情况来判定。

    辅助阳极的选择:辅助阳极的选择通常采用2种,一种为高硅铸铁阳极,一种为贵金属氧化物阳极,也有采用石墨或铅做阳极的,但现实工程应用中比较少,而且石墨或铅的阳极材料不适用于饮用水中。

    辅助阳极通常采用由罐顶适当位置悬挂下去,也可通过罐壁钻孔,固定阳极。在高电阻率水中,应选用铜芯连续式镀铂钛线形阳极,以获得均匀的电流分布。

    为了减少“罐对水”的电位中IR降误差,施加保护电流下,测量参比电极应放在距罐表面2.54cm位置上。

    辅助阳极系统,可以悬吊式安装,也可以通过支架固定安装,在罐内均匀分布。辅助阳极安装要注意几个问题:一是阳极和罐体必须绝缘良好,阳极下面必须使用绝缘屏。二是阳极位置应在水层中,不得造成液位降低时,阳极回路空载,三是所有的阳极接线必须密封良好。所有电缆外皮应能耐油,不得使用凯装。

    计算时,同样按照计算外壁的方法计算出保护面积,然后计算保护电流。

    由于对此项工程的了解比较缺乏,对具体的施工细节缺少了解,不能完整地编制出此种施工的具体步骤及注意事项,后期可逐步完善。

 


 

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