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阴极保护在储罐罐底板下面的应用

  
评论: 更新日期:2015年07月03日
3.2.3. 工艺计算
⑴保护面积计算
          S=πr2
罐V402、V403的直径均为20.0m:
V402、V403单座罐的保护面积各为S= 314.16 m²
⑵保护电流计算
          I=iS
式中I— 保护电流,mA;
     i—保护电流密度,取7 mA/m2
则每个罐所需保护电流I= 2199 mA。
⑶牺牲阳极数目计算
设镁阳极单只重量为14.5 Kg,阳极接地电阻Ra为8Ω。则单只镁阳极的发生电流为:
If= △E/Ra
 = 650/8 = 80 mA
式中: If—单只阳极发生电流,mA;
△E—有效电位差,mV,镁合金阳极为650 mV;
    Ra—单只阳极接地电阻,Ω。
所需镁阳极数目N为:
N= f·I/ If    
其中f为备用系数,一般取2~3,这里取2.0。
将参数代入式中可得:N= 56只,考虑到与罐体相连的管道处,如不加绝缘接头,可增设2只牺牲阳极,则共需镁阳极58只。2个罐共计116只镁阳极。
⑷牺牲阳极使用寿命
            T=0.85 W/gIf´
式中:T—牺牲阳极使用寿命,a;
     W—牺牲阳极重量,Kg;
     g—牺牲阳极消耗率,Kg/A·a;镁阳极消耗率为7.92 Kg/A·a;
     If´—牺牲阳极平均发生电流,mA。
将前面数据代入式中可得:T=24.3 a
显而易见,单只重14.5 Kg的镁阳极使用寿命可大于20a。则确定镁阳极单只重量为14.5 Kg。
3.2.4牺牲阳极阴极保护系统施工技术要点
⑴ 现场勘测定位
    牺牲阳极距罐壁的距离确定为2.5 m,且采取阳极在罐周均布垂直埋设方式。每个原料水罐58支镁阳极(单重14.5Kg),平均分成6组(9只/组)与罐体相连接,阳极平均间距为1.5 m。在原料水罐进出管道两侧的阳极组为11只阳极。按此原则将阳极埋设点测量定位。
⑵镁阳极材料质量要求
镁阳极的化学成分和电化学性能列于表1、表2:
 
表1                                 镁合金阳极化学成分

 

合 金 元 素(%)
杂 质 不 大 于(%)
Al
Zn
Mn
Mg
Fe
Ni
Cu
Si
5.3~6.7
2.5~3.5
0.15~0.6
余量
0.005
0.003
0.02
0.1
 
表2                                   镁合金阳极电化学性能

 

序号
项 目
单 位
指 标
测 试 方 法
1
开路电位
-V
≥1.50
(Cu/CuSO4) SY/T 0023-97
2
理论电容量
A·h/kg
2210
按化学成分计算
3
电流效率
%
≥50
GB4948-85附录C
 
要求镁阳极表面清洁、平滑,无明显铸造缺陷,检测报告的各项指标应符合表1和表2的要求。
4、效果
2005年4月23日对硫磺车间V402、V403原料水罐的罐底板外壁进行牺牲阳极保护施工,竣工时间为2005年5月22日。通过施工中质量控制,质量达到了设计和相关标准规范的技术要求。牺牲阳极阴极保护系统投入运行后,达到了阴极保护的技术标准。具体情况见表3与表4:
 
表3                  V402、V403罐电化学参数测量结果

 

罐号
自腐蚀电位 V
VS.Cu/CuSO4
接地电阻
Ω
土壤电阻率(深2.5m)
Ω·m
V402
-0.451
0.18
15.7
V403
-0.433
0.19
19.8
备注:表中自腐蚀电位为牺牲阳极安装前05年5月5日测量结果;土壤电阻率为05年5月22日测量结果。
 
表4     V402、V403储罐底板下面外壁阴极保护罐周保护电位测量记录

 

测量点
测量日期
V402
V403
测1#(南)
测2#(东)
测3#(西)
测4#(东)
2005年5月12日
-0.978
(尚未安装)
-0.845
-1.007
2005年5月14日
-1.007
-0.879
-1.114
-1.114
2005年5月19日
-1.047
-0.973
-1.178
-1.140
2005年5月22日
-1.059
-0.978
-1.189
-1.146
备注:表中所有电位值均相对于.Cu/饱和CuSO4电极
 
在今后的管理中对罐底板下则须尽量保持底板的密封干燥。首先,在油罐基础施工时,要尽量提高沥青砂防护层的施工质量。其次,油罐安装完毕后,要对边缘板做防渗水处理,以避免大气或腐蚀介质侵入罐底。在使用过程中,还要经常检查、维护。
结论
对罐底板下面进行的牺牲阳极的阴极保护方法,通过按《钢制储罐罐底外壁阴极保护技术规范》SY/T0088-1995检测,罐底对地最小保护电位相对于饱和硫酸铜参比电极达到-0.85V以下。检测结果表明均在金属的保护电位均在所需要的保护电位上,避免了罐底板下面的金属腐蚀。
采用电化学牺牲阳极的保护方法,可以避免罐底板下面的金属表面腐蚀,特别是避免了罐底板下面焊道的腐蚀。
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