設(shè)計步驟
(1)計算陰極保護面積。
原油罐防腐部位為底部及沉降水高度H的一圈鋼板,取H=0.8m。即原油罐底沉積水接觸的表面積,就是采用犧牲陽極保護的面積。
S=πR2+2πR·H
式中S為原油罐犧牲陽極保護面積;R為原油罐半徑;H油罐離底板高,取0.8m。最終計算結(jié)果為362m2。
(2)選定保護電流密度,計算保護電流。
犧牲陽極保護電流密度因環(huán)境及陽極材料有關(guān),一股根據(jù)經(jīng)驗選取,對鋁合金陽極與防腐涂料聯(lián)合保護的采用Js=10~30mA/m2,僅采用犧牲陽極的選用120mA/m2。
I=Js×S
式中I為陽極保護電流;Js為陽極保護電流密度,取25mA/m2;S為保護總面積。最終結(jié)果為9.1A。
(3)確定保護年限,計算所需陽極總量。
犧牲陽極在輸出保護電流的過程中自身溶解,因此陽極重量決定著使用年限。
式中W為所需犧牲陽極總重量;I為陽極總保護電流;Q為陽極實際發(fā)電量(鋁合金理論發(fā)生電流量為2918A·h/kg,實際發(fā)生電流量為2400A·h/kg);η為陽極電流效率,取85%;f為設(shè)計裕量,取1.15;T設(shè)計使用年限,取10年。計算結(jié)果為444.76kg。
(4)根據(jù)陽極單支重量,計算陽極支數(shù)
式中N為所需陽極總數(shù)量;W為所需陽極總重量;W1為單塊陽極重,取30kg。計算結(jié)果為14.825。最終取15塊。
(5)陽極布置與施工
按計算得出的陽極數(shù)量,采用兩個原則,即陽極布置均勻和陽極與罐板焊接要牢固,焊后將焊渣去除干凈,布置距離及數(shù)量如表1和圖2所示。
施工安裝工程中,應(yīng)先清罐除銹,達到預(yù)定的涂料施工標準。再將陽極塊焊接到罐底內(nèi)側(cè)及內(nèi)壁沉降水區(qū)域內(nèi)的罐壁上,焊接牢固。
目前犧牲陽極的安裝有焊接型和螺栓固定型。當設(shè)計壽命大于5年時最好采用焊接型,焊接型徑長期使用電連接牢靠,可以充分發(fā)揮陽極效能;而設(shè)計壽命小于5年時可以采用螺栓固定型,螺栓固定型在檢修時可達到不動火更換,安裝比較方便。安裝位置由罐內(nèi)油水交接面而定,避免保護失效。
結(jié)束語
以石南聯(lián)合站站的1000m3原油大罐為例進行了罐內(nèi)壁的犧牲陽極陰極保護設(shè)計,采用防腐涂層與犧牲陽極陰極保護相結(jié)合的方式。這種保護技術(shù)可以推廣應(yīng)用到所有原油儲罐的防腐防護上面。
預(yù)計采用此種防腐技術(shù)之后腐蝕穿孔顯現(xiàn)會的到很好的抑制,縮短大罐檢修工期,延長大修周期。對大罐防腐維護工作量減小。而且陽極跟換方便如在清罐的時候發(fā)現(xiàn)陽極消耗過渡就可以方便跟換。
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