储罐阴极保护 - 北京碧海云智新材料技术有限公司

解决方案
SOLUTION

储罐阴极保护工艺场站阴极保护防爆装置区阴极保护水封洞库阴极保护机坪管网阴极保护核电厂阴极保护海洋结构物阴极保护含硫球罐内壁阴极保护

储罐阴极保护

Cathodic protection of storage tank

我国石油、石化以及能源行业拥有大量的原油储罐，这些储罐主要分布在油田、石油炼化企业和战略储备库。我国油品储罐的腐蚀相当严重，腐蚀漏油事故多发生在7年以后,原油储罐的寿命一般为10~15年，原油中含有硫化氢，则储罐的寿命为3~5年，只有实施有效的阴极保护，才能保证原油储罐40年的使用寿命。

腐蚀的后果

保护技术

优势

其他

储罐腐蚀的后果

储罐腐蚀会缩短储罐的使用寿命，给安全生产带来影响，增加了生产成本；
储罐底板腐蚀穿孔后，会导致大量油品泄漏，不仅污染周围环境，对地下水系统的影响也尤为严重，从而造成严重的生态灾难；
储罐腐蚀泄漏的石油产品，属于危险液体，存在着火和爆炸的危险；
储罐腐蚀产生的硫化铁可能引起储油罐着火导致爆炸事故的发生。2000年9月3日和10月19日，天津石化公司某炼油厂石脑油储罐先后发生两起硫化铁腐蚀产物自燃事故。

原油储罐内壁的腐蚀

原油储罐内壁的腐蚀主要发生在储罐罐底的内壁和处于沉积水高度以下的侧壁板，由内部储存介质、罐内积水及凝结水汽引起的储罐壁腐蚀通常表现为均匀腐蚀、溃疡腐蚀和点腐蚀穿孔。
储罐底板内壁的均匀腐蚀速率通常为0.04mm/a~1.1mm/a；溃疡腐蚀率超过均匀腐蚀速率的2~5倍，最高可达3.8mm/a。油罐气体空间部分的腐蚀产物硫化铁和硫化亚铁掉落到罐底，其电位较钢铁为正，这会大大增加储罐内壁的腐蚀速度。

储罐底板外壁的腐蚀

储罐底板外壁的腐蚀不易发现，却很容易发生。储罐底板外壁的腐蚀原因主要包括：罐底基础沥青砂层由于老化开裂，沥青砂层内的水分通过裂缝渗透到罐底，使储罐底板外壁发生腐蚀；水汽渗透到储罐底板外壁与沥青砂之间的缝隙内，在透气程度不同的区域之间构成了氧浓差电池而发生腐蚀，缝隙内存在的自催化效应进一步加速腐蚀；杂散电流的腐蚀；硫酸盐还原菌的存在等等。

储罐保护的柔性阳极技术

柔性阳极技术是优选的新建储罐底板外壁阴极保护技术。大型储罐在新建时，将柔性阳极敷设在储罐底与防渗层之间的储罐基础砂垫层中，可以使得整个罐底板外壁的电位分布均匀，取得良好的阴极保护效果。尤其是应用MMO/Ti柔性阳极技术，可以使得阴极保护系统的寿命不小于40年，这与储罐的设计寿命相当。

阴极保护投资占原油储罐建造费用的比例相当小，而产生的直接和间接的经济效益及社会效益却是十分可观：可延长2~3倍储罐的使用寿命；延长维修周期，大大降低维修费用；避免因腐蚀穿孔漏油而造成不可估量的损失；保证储罐正常、安全运行。1984年，美国环境保护局（EPA）制定了一部技术法规，该法规对美国约300万座已建储罐限期到1998年12月底之前强制追加阴极保护。

储罐底柔性阳极的布置方式可以有同心圆方式、回形针方式、蛇形方式和直线方式等等。工程应用比较多的是同心圆方式和蛇形方式，其中优选同心圆方式，以同心圆方式布置的柔性阳极和储罐底板的圆形最为匹配，所以储罐底板不会出现阴极保护盲区。基础砂垫层中布置的柔性阳极之间的间距，对于导电聚合物柔性阳极而言推荐3m~4m；对于MMO/Ti柔性阳极推荐4m~5m；施工前应保证储罐底板下的基础砂垫层有不少于5cm的砂层厚度。

柔性阳极同心圆布置方式的优势

（1）阴极保护电位分布均匀：采用MMO/Ti柔性阳极保护储罐底板外壁，其阴极保护电位分布非常均匀。而采用网状阳极技术，GB/T 21448-2008认为储罐“网状阳极的分布可能存在不均匀性”；

（2）可靠性高：传统的MMO网状阳极的焊点为现场焊接，焊接点不牢固几率比较大，并且在储罐因呼吸作用而发生沉降时可能会损坏。而MMO/Ti柔性阳极外部包裹密实填充的焦炭填料，并辅以外部包裹织物和保护层，提供了多重保护，同时内部的电缆和MMO/Ti阳极丝的连接是工厂连接，连接结构非常牢固，其可靠性高于密集布置的MMO网状阳极；

（3）现场安装工作量小：碧海云智的储罐保护预制引线技术方案，可使得储罐柔性阳极敷设无需现场接头，从而保证柔性阳极储罐阴极保护质量更为可靠，施工效率更高。采用预制了连接引线的环状敷设方式具有施工速度快，质量易于保证和可靠性高的优点；

（4）阴极保护效果好：同心圆布置的柔性阳极形状与储罐底板的圆形相适应，储罐底板不会出现阴极保护盲区。

储罐保护的网状阳极技术

网状阳极技术是保护储罐底板外壁的阴极保护技术之一。网状阳极是MMO带状阳极与钛金属导电片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。将阳极网预埋在储罐底板外壁和防渗层之间的储罐基础砂层中，为储罐底板外壁提供保护电流，可实现对罐底板外壁的有效阴极保护。在应用中，可以将阳极网敷设在潮湿或含盐的砂垫层中，可以不需要焦炭填充料。

MMO带状阳极用于储罐底板外壁外加电流阴极保护时，需与钛导电片垂直敷设，其交叉点处用专用焊机点焊连接，组成阳极网；通电点连接采用阳极专用接头。阳极专用接头的作用是阳极带与阳极电缆连接过渡，引入防爆接线箱后，汇成一根阳极电缆，接入恒电位仪。