Обратная связь

Защита резервуаров от коррозии

При хранении нефтей и нефтепродуктов в резервуа­рах имеет место коррозия их внешней и внутренней по­верхности.

Наружная поверхность крыши и корпуса резервуаров подвержена атмосферной коррозии. Она протекает по химическому (при наличии коррозийно-активных веществ в атмосфере) или электрохимическому механизму. Усло­вием последнего является наличие кислорода и влаги.

Внутри резервуара выделяют три коррозионные зоны. К первой относят крышу и верхние пояса корпуса резер­вуара. Здесь коррозия происходит за счет образования на поверхности металла пленки влаги, которая насыща­ется кислородом воздуха, углекислым газом и сероводо­родом. Скорость коррозионного разрушения металла в этой зоне составляет 1-1,5 мм/год.

Ко второй зоне относят днище и первый пояс резер­вуара, где основным коррозионным агентом является подтоварная вода с растворенными в ней кислородом воз­духа, а также солями магния, кальция, натрия и др.

Третьей зоной коррозионного разрушения внутри резервуара является область попеременного смачивания стенки резервуара нефтью (нефтепродуктами).

Днище резервуара снаружи подвержено коррозии под воздействием почвенного электролита.

Антикоррозийная защита наружной поверхности кры­ши и корпуса стальных резервуаров, оборудования, уста­новленного на них, а также наземных участков трубопро­водов всех назначений осуществляется антикоррозионны­ми лакокрасочными покрытиями. Наружную поверхность днища стальных резервуаров, а также подземные участки трубопроводов различного назначения защищают проти­вокоррозионными покрытиями и средствами электрохи­мической защиты (станциями катодной защиты и протек­торами). Внутреннюю поверхность резервуара изолируют лакокрасочными и комбинированными покрытиями, а по­верхности днища и первого пояса также поляризуют с помощью протекторов.

Протекторная защита наружной поверхности днища резервуара осуществляется одиночными протекторами или групповыми протекторными установками (рисунок ниже).

Принципиальная схема протекторной защиты от почвенной коррозии

1 - 0087

а - одиночными протекторами; б - групповыми сосредоточенными протекторами; в - групповыми рассредоточенными протекторами; 1 - резервуар; 2 - протекторы; 3 - контрольно-измерительные колонки; 4 - дренажный провод

Задачей расчета является определение необходимого для защиты количества протекторов и срока службы.

Расчет защиты днища одиночными протекторами

Количество протекторов должно быть таким, чтобы обеспечить минимально допустимую плотность защитного тока jп, определяемую по таблице ниже в зависимости от удельного электросопротивления грунта и переходного сопротивления изоляции

R0 = Rрг·Fр ,

где R - сопротивление на границе «резервуар-грунт», определяемое либо непосредственно с помощью изме¬рителя. заземления типа МС-08, либо по приближенной формуле

1 - 0087

Fp - площадь днища резервуара диаметром Dp; rгр - удельное электросопротивление грунта; В - расстоя­ние между протектором и резервуаром (выбирается исходя из местных условий, в пределах 5-10 м).

Защитная плотность тока для изолированного стального сооружения (мА/м2)

Переходное сопротив­ление изоляции, Ом·м2

Удельное электросопротивление грунта, Ом·м

10

20

50

Более 10 000

Менее 1,0

Менее 0,4

Менее 0,2

1000-10 000

1,0-2,0

0.4-1,0

0,2-0,5

100 1000

2,0-5,,0

1,0-2,0

0,5-1,0

10-100

5,0-15,0

2,0-5,0

1,0-20

Менее 10

Более 15,0

Более 5,0

Более 2,0

Примечание. Большему значению переходного сопротивления R0 соответствует меньшее значение jп.
Необходимая величина защитного тока составляет
Iз = jп.Fр

Резервуар будет полностью защищен от коррозии, если выполняется неравенство

Iз.Rрг ≤ |Eп| - |Eест|,

где Eп - потенциал протектора, для магниевых протек­торов Eп = -1,6 В по МСЭ; Eест - естественный потен­циал стали в грунте, Eест ≈ -0,55 В по МСЭ.

Если условие не выполняется, то полная защита резервуара от коррозии с помощью протекторов не может быть осуществлена.

Ориентировочное число протекторов определяется по формуле

1 - 0087

где Rп1 - сопротивление растеканию тока с одиночного протектора.

Сведения о характеристиках основных типов протек­торов приведены в таблице ниже.

Техническая характеристика магниевых протекторов

Тип протектора

Размеры протектора, мм

Масса Gп,кг

lп

dп

lа dа

ПМ 5

500

95

—

5

ПМ 5У

500

95

580

165

5

ПМ 10

600

125

—

—

10

ПМ 10У

600

123

700

200

10

ПМ 20

800

181

—

—

20

ПМ 20У

900

181

900

240

20

ПМР-5

60

280

—

5

ПМР-10

70

400

—

—

10

ПМР-20

140

400

—

20

Примечание. Размеры протекторов ПМ5У, ПМ10У, ПМ20У указаны с учетом размеров активатора.

Расчет защиты днища групповыми протекторными установками

В данном случае определение числа про­текторов, необходимых для защиты, производится мето­дом последовательных приближений. Сначала находят ориентировочное количество протекторов во всех груп­пах с учетом эффекта экранирования по формуле

1 - 0088

Расчетную величину Nпо округляют до ближайшего це­лого числа N'по . Затем, задав ориентировочное количество протекторов в одной группе N1 находят число групповых протекторных установок по зависимости

1 - 0089

Уточненное количество протекторов в группе опреде­ляется по формуле

1 - 0089

где Iпу - сила тока групповой протекторной установки

1 - 0089

Rпг - сопротивление растеканию тока протекторной установки

1 - 0089

Если уточненное количество протекторов в группе от­личается от первоначально принятого более чем на 15%, то весь расчет необходимо повторить, задав N1 = Nк.

Во избежание повреясдения изоляционного покрытия солями растворяющегося протектора протекторы долж­ны располагаться на расстоянии

1 - 0089

где Е'max - максимальная наложенная разность потенци­алов (для магниевых протекторов Е'max = 0,6 В).

Для защиты от коррозии внутренней поверхности днища и первого пояса резервуара широко используются протекторы типа ПМР (риcунок ниже).

Протектор типа ПМР-20

1 - 0089

Они представляют собой короткий цилиндр, в верх­ней части которого имеется углубление в виде перевер­нутого конуса. Образованный кольцевой выступ увели-

чивает контактную поверхность протектора, уменьшает сопротивление и позволяет иметь более высокую силу тока в начальный период работы.

В центре протектора впрессована металлическая втул­ка, служащая для крепления и обеспечения контакта с днищем.

Место, где должен устанавливаться протектор, имеющее форму круга диаметром 1,4-1,5 м, подвергают механичес­кой или пескоструйной очистке от следов окалины и кор­розии. В центре круга приваривают стальной стержень диаметром 8 мм и высотой 35-60 мм (в зависимости от марки протектора). На очищенное и промытое бензином место наносят несколько слоев покрытия толщиной 0,5 мм на основе эпоксидной смолы, играющее роль экрана.

Протектор монтируют на еще не затвердевшее покры­тие, чтобы он приклеился к днищу. Зазор между кон­тактной втулкой протектора и стальным стержнем зали­вают эпоксидной смолой, после чего контактную втулку приваривают к стержню.

Целью расчета защиты внутренней поверхности дни­ща и первого пояса резервуара от коррозии также явля­ется определение необходимого числа протекторов и сро­ка их службы.

Ориентировочно необходимое число протекторов на­ходят по формуле

1 - 0089

где Rp - радиус резервуара; h - уровень подтоварной воды в нем; Fпз - площадь поверхности, защищаемой од­ним протектором (таблица ниже).

Сведения о величинах Fпз

Удельное электросопротивление воды, Ом.м

Площадь зоны действия одного протектора, м2

при h = 0,15м

при h = 0,25м

0,05

П

15

0,1

14

20

0,2

17

23

0,3

19

26

0,5

22

30

1,0

26

35

2,0

30

45

Техническое обслуживание протекторной защиты включает:

  • контроль эффективности ее работы;
  • замену изношенных протекторов.

Контроль работы протекторов, используемых для за­щиты наружной поверхности днища резервуара, осуще­ствляется проведением следующих измерений:

  • распределения потенциала «резервуар - грунт»;
  • омического сопротивления цепи протекторных уста­новок;
  • силы тока протекторных установок.

Контроль работы протекторов, используемых для за­щиты от коррозии внутренней поверхности днища и пер­вого пояса резервуара, заключается в периодических измерениях силы тока контрольных протекторов и групп протекторов.

Замену изношенных протекторов производят в соот­ветствии с планом ремонтно-профилактических работ.

Контроль состояния покрытий внутренней поверхно­сти резервуаров осуществляется при проведении их пол­ного обследования. У лакокрасочных покрытий проверя­ются адгезия и толщина. Обнаруженные дефекты подле­жат устранению.