特大型储罐底板阴极保护方法探讨

针对以往深井阳极对储罐底板阴极保护数值模拟中存在的缺陷，提出一种根据典型电流密度分布假设求解保护电位的方法：计算区域由土壤和沥青砂基础构成，根据阴极保护体系物理模型近似计算深井阳极极化电位。针对特大型储罐（直径80m）提出了两种阴极保护方案，根据数值计算结果评价了两种方案的优劣，并对特大型储罐阴极保护方法进行了初步探讨。     

储罐底板阴极保护电位分布规律探讨

建立了储罐底板阴极保护体系数学模型 ,使用一种典型电流密度分布假设求解保护电位 ,模拟了两种深井阳极对储罐底板阴极保护体系 ,将数值计算结果与解析公式、实测数据进行对比 ,得出结论 :大部分数据点吻合较好 ,远阳极端误差较大 ,主要是由于选择的阴极保护电位准则范围不同和辅助阳极极化电位动态变化造成的 ;深井阳极布置是影响保护电位分布的主要原因 ;使用双阳极可以有效地改善储罐底板保护电位分布 ;储罐底板保护电位差最大值在水平轴线上取得 ,对于单罐和单支深井阳极 ,保护电位最小值并不在罐中心处 ,而是位于中心轴线上某点。使用储罐底板阴极保护电位分布规律可以研究多罐和多支深井阳极的情形 ,为准确计算罐底板电位差提供依据     

储罐底板在阴极保护中阳极类型的选择

为应对储罐底板的腐蚀,阴极保护技术作为最有效的保护方式被广泛应用。基于储罐底板中心位置的电位数值难以达到保护要求的问题,应用理论研究与数值计算相结合的方式对立式阳极、水平阳极、深井阳极、柔性阳极和网状阳极的保护效果进行分析,确定储罐底板外侧最佳的阴极保护方式。结果表明:在五种阳极类型中,网状阳极所保护储罐底板的电位分布最均匀,立式阳极所保护储罐底板的电位分布均匀程度最差。研究结果能够对储罐底板阴极保护方式的选择提供可靠依据,对于提高储罐底板的阴极保护效果具有重要意义。     

深井阳极埋深对储罐底板阴极保护电位的影响

建立了深井阳极对储罐底板阴极保护体系的数学模型,使用一种典型电流密度分布假设求解保护电位,计算了不同深井阳极埋深对应的储罐底板保护电位,根据数值计算结果研究合理的深井阳极埋深,得出结论:(1)深井阳极埋深与保护电位的关系曲线可以分成3部分,埋深小于15m,保护电位随着埋深增加急剧增大;埋深大于45m,保护电位随着埋深增加急剧减小;埋深介于15～45m,保护电位随着埋深增加缓慢减小。(2)对于单个储罐和单支深井阳极的情况,合理的深井阳极埋深范围是25～45m。(3)深井阳极埋深对近阳极端保护电位的影响大于远阳极端,对罐中心保护电位的影响介于近阳极端和远阳极端之间。     

数值模拟技术在区域性阴极保护设计中的应用

在阴极保护设计中,阳极地床数量、阳极井的深度都是依据经验选取,缺乏理论指导,造成个别阴极保护存在过保护或欠保护现象。针对这一问题,将数值计算方法应用于区域性阴极保护效果预测,通过数值模拟方法,建立数学模型、边界条件,确定了合理的阳极井数及埋深,打破了传统的经验设计模式,实现了阴极保护效果可预测功能。数值模拟技术在大庆油田喇291站实施后,减少2座深井辅助阳极及配套设施,降低工程造价38万元。数值预测是阴极保护评价的一种有效手段,特别适用于站场等埋地管网复杂区域的阴极保护方案优化设计。     

储油罐的几种阳极保护方法

阐述了管道储运公司用牺牲阳极或外加电流对储罐阴极保护,使腐蚀得到控制的方法,介绍了镁带阴极,深井阳极,混合金属气体化网状阴极系统的应用实例,根据储罐不同的实际情况指出宜采用的保护方式。     

在役燃气管网追加强制电流阴极保护关键技术

在役燃气管网追加阴极保护过程中,存在着管网电连续性间断、防腐层质量参差不齐、管网末端绝缘改造工作量大等问题,给设计与调试工作带来了很大的挑战。通过开展馈电试验和深井阳极地床勘察,探讨了阴极保护对象选择、保护分区、保护电流强度确定、深井阳极地床选址与深度优选方法,针对楼栋调压箱的绝缘改造,提出了3种改造方案,测试了相应的绝缘电阻,并进行了技术经济指标对比。研究结果表明:①应根据联合馈电试验获得的管网阴极保护电位分布状况,合理确定深井阳极地床的数量、位置及其保护边界;②应根据阳极井纵向土壤电阻率分布、地下水位等参数,合理确定阳极井深度,减小阳极地床接地电阻与电源输出功率;③楼栋调压箱宜采用绝缘紧固件来替换普通法兰螺栓,其绝缘电阻值可达0.4 MΩ,将极大地减少绝缘改造工作量;④应根据电连续性检测与阴极保护系统调试结果,制订阀门和防腐层破损点绝缘改造计划。结论认为,该研究成果对在役燃气管网追加强制电流阴极保护系统的设计与调试具有指导作用。     

苏里格气田阴极保护系统运行评价

苏里格气田储罐采用牺牲阳极方式保护;管道采用强制电流阴极保护方式。储罐及管道同时在管道涂敷防腐层,实施"防腐层+阴极保护"的联合保护方式。根据试片断电法采集的数据对苏里格气田管道阴极保护建立IR降数据模型。对管道和储罐开展阴极保护现状普查,发现问题后针对部分储罐无牺牲阳极保护和部分管道保护电位偏低的现状,开展整改工作。整改完成后,进行阴极保护系统运行效果评价。阴极保护系统运行评价达到保护储罐和管道的目的,延长使用寿命。     

王家沟油库区域阴极保护设计

王家沟油库具有建设时间跨度大,区域面积大,储罐数量多,管网分布密集,防腐层种类多样且失效严重的特点。根据王家沟油库的特点,对其防腐层失效、接地极面积大导致的阴极保护电流需要量大,存在电位偏正的低电阻模块、土壤电阻率差别大易产生偏流、屏蔽,阳极安装受限等不利因素进行了详细分析,采用现场馈电试验、数值模拟计算等方式,对深井阳极地床、浅埋阳极地床、线性阳极地床等方案进行了筛选,优化选择出适合该项目的浅埋阳极地床类型和分布位置,并使整个库区监测点保护电位达标率达到94%以上。主要介绍王家沟油库阴极保护的设计要点及实施效果。     

岔河集油田区域阴极保护技术简述

岔河集油田区域阴极保护技术的实施是在对岔北联、岔－联做可行性研究基础之上进行的。根据现场调查、测试的数据以及地质水文资料,经过反复论证,采取了４个区域阴极保护方案：①两站均采用了强制外加电流为主、牺牲阳极为辅的联合保护方式,其中辅助阳极为深井式阳极,牺牲阳极为浅埋式阳极;②两站采取分区域通电保护回路措施,即在两联合站内的油水区分别设一个保护回路以使保护电流分布均匀,扩大保护面积;③把防腐层老化、脱落多的管线重新防腐绝缘并更换腐蚀严重的管段。将容器、储罐等设施的钢质接地更换成锌合金接地以增强接地极…     

导管架平台外加电流阴极保护数值模拟计算研究

数值模拟技术是求解阴极保护电位模型的有效方法,数值模拟计算可以有效地预测阴极保护被保护体表面电位分布,并以此验证阳极布置效果。该文采用大型防腐蚀数值模拟分析软件Beasy对小型导管架式平台外加电流阴极保护进行数值模拟分析研究,并进行物理模型试验。结果表明数值模拟计算能够模拟分析阳极布置以及被保护体表面电位分布,辅助阳极...     

油罐外部腐蚀及防护技术

介绍了石油化工企业原油储罐和成品油储罐的外腐蚀情况和影响因素。外腐蚀主要包括罐顶、罐底板和外壁的腐蚀。根据有保温层和无保温层的具体情况,提出了适宜的防腐蚀措施。指出：在两种情况下,罐顶和罐壁的防护均应以涂料防护为主,但选择的涂层体系有所不同；罐底板的防护则应以电化学保护为主,并应根据具体情况分别选择牺牲阳极法和外加电流法。     

苏丹油田站场钢管桩阴极保护状况分析及改进

对苏丹油田站场钢管桩阴极保护系统存在的问题进行了分析,并根据站场钢管桩阴极保护特点,结合苏丹油田土壤状况对钢管桩阴极保护提出了改进意见,包括阳极回路加装可调电阻、阳极焦炭包覆层采用透水性较好的非绝缘材料、将阳极埋地方式改为深井阳极地床、采用瞬间电位法判定阴极保护效果、对阳极进行灌水处理。改进后的钢管桩阴极保护效果良好。     

阴极保护在外浮顶原油储罐设计中的应用

通过分析原油储罐罐底的腐蚀机理,阐述了设计选用阴极保护的必要性。重点介绍了武汉石油化工厂新建50000m~3外浮顶原油储罐罐底的阴极保护设计方案,其罐底内壁采用铝合金阳极(设计寿命15年),罐底外壁采用带状镁阳极(设计寿命10年)。目前国内油罐罐底已有采用涂料外加电流阴极保护的实例,其设计寿命可达40年。     

区域性阴极保护技术在储运设施中的应用

大型输油站(库)采取区域性阴极保护防腐蚀技术,具有投资少、见效快和安全可靠等特点,因而在防腐蚀设计中越来越多地被采纳。大庆油田储运销售分公司采用深井阳极对站内储油罐和地沟、埋地管线实施区域性阴极保护后,监测各测试点的保护电位在-0.85~1.4V范围,达到了有效保护的目的。实践证明,站(库)内的杂散电流干扰微弱,可不予考虑。同时指出,加强腐蚀控制管理对设备安全运行具有重要意义。     

新型深井阳极地床的施工

管道采用外加电流阴极保护法,具有可靠性强、寿命长、输出电压电流可调及维护保养简便等特点。阳极地床,分为浅埋型和深井型。目前深井阳极施工都是照图施工,设计上一般是参考当地的土壤电阻率,先设定阳极地床的接地电阻值,再设计一定深度,多采用的是预组装阳极,安装完阳极后再测量阳极地床的接地电阻,与设计比对。这种做法有一定的局限性,阳极地床接地电阻设计值和实测值误差较大。文章介绍了一种新的深井阳极地床施工方法可大大减少阳极地床接地电阻设计值和实测值的误差:深井阳极地床施工时,测试长度为300 mm、直径为40 mm的测试棒的接地电阻,利用有关公式反推成井后的土壤电阻率,根据电阻率确定阳极的安装深度。     

阳极地床对油气田站场区域阴极保护的影响

通过对新疆地区多个站场进行实测分析,探讨了不同类型的阳极地床对站场区域阴极保护系统保护效果的影响。结果表明,采用深井阳极的阴极保护系统,阴极保护电流容易通过接地网流失,造成恒电位仪负荷增加,因此被保护体必须与其他设施绝缘,否则阴极保护电流一旦泄漏将造成较大范围的影响;而采用柔性阳极或网状阳极的阴极保护系统,被保护体电位分布均匀,电流流失少,恒电位仪负荷小,对其他设施的影响较小。     

金属氧化物阳极材料在深井阳极地床中的应用

阴极保护系统在采用深井作为阳极地床时,以往使用较多的是石墨阳极或高硅铸铁阳极,但其存在很多弊端。在仪征泵站罐区的2口深井阳极地床中,采用金属氧化物作为阳极材料,取得了较好的效果。文章介绍了金属氧化物阳极材料的性能、阳极地床的布置及结构,并对比了金属氧化物阳极与高硅铸铁阳极的接地电阻和保护电位。实践证明,金属氧化物材料应用于深井阳极地床,具有可维护、可更换、施工方便的特点。