储罐内壁牺牲阳极阴极保护
储罐内壁牺牲阳极阴极保护设计方案及说明书_2019
河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部储罐内壁牺牲阳极阴极保护设计目前，防腐涂层与阴极保护系统相结合的防腐方法已在储罐防护中得到了广泛应用。
然而，在一些储罐进行大修时发现，罐内底板虽然采用了牺牲阳极阴极保护，但罐内底板仍然产生了严重的腐蚀，究其原因主要是因为牺牲阳极设计重量不足、罐底周边牺牲阳极安装量不足等。
储罐内壁阴极保护设计过程中，保护电流的需求量取决于储罐内保护面积的大小和内涂层质量的优劣。
为最大程度的降低保护电流的需求，罐内金属表面均应涂有有效的防腐涂层，包括耐蚀合金的内表面。
对于原油储罐内阴极保护系统设计，只有罐内沉积水区域内金属表面(带或不带涂层)接触水相时才应予以考虑。
进行储罐内壁阴极保护设计之前，应收集设计时所需的必要数据，包括：①在正常操作情况下的电解质特性：S、CO)，电阻率、pH值、温度(平成分(溶解气体、O、H2均和变化)、压力、水位(最小、最大和平均水位)，工作时的最大流速;②阴极保护系统的设计寿命;③罐内涂层类型、涂层厚度等④根据电解质的资料，选择裸钢的保护电流密度。
河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部储罐内阴极保护系统设计过程中，牺牲阳极材料的选择至关重要，具体设计中应当考虑以下2个主要方面：①与电解液(成分、温度)的兼容性;②可用的空间和在有限区域内的电流分布。
活化铝铟合金阳极、锌合金阳极、镁阳极应根据不同的条件和设备选用。
根据挪威船级社规范DNVRP IM01-2005，铝的效率将随温度的变化而改变。
当储罐服役温度超过5O℃时，必须选用铝基合金牺牲阳极。
若为饮用水，应使用镁合金牺牲阳极。
如果电解液为污水且S、可适用铝合金。
但硫化氢溶解量每增加20m g/I，含有H2铝合金的工作效率将减少。
对于容积较小的容器，应采用小梯形或扁平截面的镶装式阳极。
对于容积较大的储罐，阳极类型可以是镶装式或底部截面为梯形或半圆柱，或者采用带有梯形或圆柱截面的悬挂型阳极。
当采用镶装式阳极时，其面对罐或容器表面的阳极表面应涂以适当的涂层。
储罐内壁牺牲阳极阴极保护方法
储罐内壁牺牲阳极阴极保护方法由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S-2、Cl-、HCO-3、Na+、Ca+2等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。
目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。
通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。
阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。
牺牲阳极保护法特点：①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。
②投入成本较低，经济性强。
③安全可靠，无需专人管理。
④保护效果显著。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。
内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。
对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。
根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。
阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。
牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。
针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤：①计算阴极保护面积（罐内浸水面积）罐底内壁保护面积计算：S=πr2S-保护面积r-储罐半径②选定保护电流密度，计算保护电流保护电流计算：I=SIaS-保护面积Ia-保护电流密度③确定保护年限，计算所需阳极总量阳极使用寿命：Ｔ＝0.85W/ωIT-阳极工作寿命a W-阳极净质量，kgω-阳极消耗率kg/(A.a)④根据阳极单支数量，计算阳极支数阳极数量：N=f.IA/IaN-阳极数量IA-所需保护电流A Ia-单支阳极输出电流AF-备用系数，取2-3倍牺牲阳极法是储罐内常用的阴极保护方法，它可以任意布置不必担心电源连接，它的电位有限，没有必要担心过保护为先，牺牲阳极可以做成任意形状。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。
内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。
储气罐阴极保护
储罐阴极保护一、阴极保护方法（1）牺牲阳极法储罐和管道内壁常用的阴极保护方法就是牺牲阳极法，牺牲阳极法可以不必担心电源的连接而可以任意布置；它的电位是有限的，就没有担心过保护危险的必要；可以做成任意形状的牺牲阳极。
（2）强制电流法从原则上讲用于设备外部的阴极保护所用的牺牲阳极也可以作为设备内部的牺牲阳极材料，但是因为内部的不易更换，也不易检测，因此，在管道内壁施加阴极保护时要选择那些体积小而又寿命长的阳极，这类阳极有铂、镀铂型阳极。
以前储罐内多采用牺牲阳极法来实现阴极保护，有的地方至今还保持这种方法。
但是使用惰性阳极的强制电流阴极保护法比牺牲阳极保护法更加灵活且具有优势。
其原理是在高腐蚀性的电解液中牺牲阳极极易受到局部电池的腐蚀，这样阳极的消耗速度就会很快，因此需要频繁的更替更新，这样牺牲阳极法就不是那么经济了。
使用强制电流对设备的内部实行阴极保护时，电流只会在设备的内部流动，但是不会对外部的设备形成干扰，但是会对内部与保护体电绝缘的构件产生干扰，因此在设计时就要考虑使用跨接电阻对此进行消除。
二、储罐内阴极保护（1）水罐内壁阴极保护像是大型水罐，比如高架水罐、电站的河水罐、海水储罐、锅炉的供水罐等，比较适合采用前置电流阴极保护，其辅助阳极材料有硅铁、石墨、铅、镀铂钛，在灌顶的适当位置悬挂下去，也可以通过罐壁钻孔的技术固定阳极。
在电阻率极高的水中，多采用铜芯连续式镀铂钛的线性阳极，就能获得电流的均匀分布。
（2）原油脱水罐的阴极保护脱水罐的液体常常分为三层比如水、乳化液、油等，水层中的含盐量高并且溶解有机酸、二氧化碳，腐蚀性特别强，都应该采用阴极保护。
在低含盐量及低温度（温度低于30℃）时多使用高活化铝阳极或者是镁阳极。
通常的情况下最为经济的是强制电流法，各类辅助阳极都可以使用，但是阳极和它的附件材料都要能承受油品的侵蚀。
三、原油储罐牺牲阳极保护（1）保护的方法原油储罐阴极保护多采用从罐顶打孔进入，然后将参比电极和平衡的重物放到内底板上，达到合适的水电卫，以保证良好状态。
储罐内壁牺牲阳极阴极保护
储罐内壁牺牲阳极阴极保护1、原油罐金属底板的腐蚀与防护地上钢质储油罐使用过程中经常遭受内外环境介质的腐蚀，其中罐底板腐蚀穿孔事故占储罐腐蚀事故比率最高，因此应对储油罐罐底板实施有效的防腐措施，减少泄漏事故的发生，以延长储油罐大修周期。
涂料防腐是用覆盖层将金属与介质隔开，从而对金属起到保护作用。
但由于覆盖层有微孔，老化后易出现龟裂.剥离等现象。
若因施工质量差而产生针孔，使裸露的金属形成小阳极，覆盖层部分成为大阴极而产生局部腐蚀电池，则会更快地破坏漆膜。
因此，采用单独的涂料保护效果不佳。
若采用涂料与阴极保护联合的保护方法，使裸露的金属获得集中的电流保护，弥补了覆盖层缺陷，是现阶段储罐罐底板防腐最为经济有效的方法。
储罐边缘板在罐结构中的作用十分重要，但却容易渗进水而遭受腐蚀。
目前在役的储罐均未采取有效的防腐措施，要全面控制罐底板的腐蚀，除了对罐底板主体进行防护外，还要对边缘板外露部分（以下边缘板均特指边缘板外露部分）采取有效的防腐措施。
2、腐蚀机理水是原油罐底板的腐蚀根源，原油和水中的硫化物与罐底板金属反应机理为：在碳钢表面的硫化物氧化皮或锈层有孔隙的情况下，原油罐底水中Cl-离子能穿过硫化物氧化皮或锈层到达金属表面，在金属表面的局部地点形成小蚀坑。
生成的H+离子对金属产生活化作用，使小蚀坑继续溶解，成为孔蚀源。
孔蚀源成长的最初阶段，溶解下来的金属离子发生水解，生成氢离子。
这样会使小蚀坑接触的溶液层的PH值下降，形成一个强酸性的溶液区，这反而加速了金属的溶解，使蚀坑继续扩大、加深。
腐蚀从开始到暴露经历一个诱导期，但长短不一，有些需几个月，有些则需一年至几年。
坑蚀的形成，使原油罐金属底板受到很大的侵蚀。
由于坑蚀的面积很小，加之随机性和高度局部化的特征以及诱导期很长，因此很难用物理方法检测出坑蚀的深度。
即使泄露发生后，再用测厚仪测厚，仍不会发现罐金属底板有明显的减薄倾向。
3、防止罐底板腐蚀的几点措施（1）在油罐金属底板的结构设计中，尽可能将罐底板铺平，并略向脱水口倾斜，以利原油罐底的水脱除干净。
汇龙储罐内壁牺牲阳极阴极保护方法
腐蚀原理：原油罐的罐底板是腐蚀最严重的部位。
腐蚀最严重的部位集中在底板最外圈等沉积水较多的浮盘支柱下面，底板腐蚀穿孔基本发生在该部位，罐底板其它部位主要表现为坑蚀，钢板表面存在大小、深浅不一的腐蚀坑。
腐蚀类型主要为均匀腐蚀、坑蚀等，破坏形式主要为腐蚀穿孔。
原油沉积水的腐蚀随着炼油规模的不断扩大，加工高硫原油数量逐年增加，使得原油中H2S、硫醇等活化硫含量提高，再加上原油开采或运输过程中混入的污水，造成原油储罐沉积水腐蚀性增加。
（1）Cl-对腐蚀的影响。
在原油储罐底板最外圈等沉积水较多的部位，底板表面涂层由于长时间浸泡，在针孔或施工缺陷等部位出现局部鼓包、脱落。
Cl-具有直径小、穿透性强等特点，优先有选择地吸附在涂层缺陷部位，与金属结合成可溶性氯化物，在罐底板表面形成点蚀核，逐步发展长大，形成孔蚀源。
孔蚀处的金属与孔外金属形成大阴极小阳极的微电池，阳极腐蚀电流加大，发生电化学反应，阳极溶解金属产生大量的金属正离子。
由于罐底污泥、锈层及点蚀坑造成的闭塞作用，在蚀坑口形成氯离子闭塞原电池，使阴阳离子移动受到限制，造成点蚀坑内阳离子多于阴离子，导致Cl-向坑内移动浓缩酸化，进一步加速腐蚀，使蚀坑逐渐加深、扩大。
（2）S2-对腐蚀的影响。
不同品种的原油含硫比例不一，但都以硫化氢、硫醇和其它硫化物等形式存在于原油中。
S2-的存在不但使阳极反应受到催化，而且还使溶液中的亚铁离子的浓度大大降低，从而使阳极反应的起始电位更负及阳极极化曲线向负方向运动，造成阴极控制过程的腐蚀电流有较显著的增加，最终导致罐底板腐蚀的加剧。
（3）电导率的影响。
根据腐蚀电化学原理，某一腐蚀体系的腐蚀电流等于该体系阴、阳极反应的平衡电位差除以总电阻。
罐底板沉积水的电导率越大，即沉积水溶液的电阻越小，则该体系的腐蚀电流越大，由此表明罐底板沉积水的高电导率，会加剧罐底板的腐蚀。
（4）细菌腐蚀。
在原油罐底沉积水中存在着多种微生物，这些微生物诱发的腐蚀中最复杂的是由硫酸盐还原菌（简称SRB）引起的腐蚀。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理是一种通过将一个更容易腐蚀的金属（称为阳极）与被保护金属（称为阴极）连接在一起，使阳极在电化学反应中被优先腐蚀，从而保护阴极免受腐蚀的方法。
该原理基于电池的工作原理。
当阳极和阴极连接并浸泡在一个电解质溶液中时，电解质中的阳离子会被阳极上的腐蚀物所吸引，从而在阳极上发生氧化反应。
这个过程会产生电子和阳离子。
同时，阴极上的金属会被电子吸引，并与阳离子在电解质溶液中发生还原反应。
这个过程被称为阴极保护。
因为阳极比阴极更容易腐蚀，所以阳极上的金属会被逐渐耗损，这也是为什么称之为“牺牲阳极”。
但是，由于阳极的存在，阴极的金属将不会被腐蚀。
整个系统会像一个电池一样工作，电子从阳极流向阴极，形成一个闭合的电路。
牺牲阳极的阴极保护原理在许多领域得到应用，例如船舶和海洋设备、管道和储罐、以及冷却系统等。
常用的牺牲阳极材料包括锌、铝和镁等。
选择适合的阳极材料，对防止阴极腐蚀非常重要。
储罐内壁牺牲阳极阴极保护
储罐内壁牺牲阳极阴极保护
由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S、Cl、HCO、Na、Ca等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。
目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。
通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。
阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。
牺牲阳极保护法特点：①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。
②投入成本较低，经济性强。
③安全可靠，无需专人管理。
④保护效果显著。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。
内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。
对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。
根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。
阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。
牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。
原油储罐可动式牺牲阳极阴极保护
原油储罐可动式牺牲阳极阴极保护
李根照
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2018(048)008
【摘要】介绍一种油罐内部采用可动式牺牲阳极进行阴极保护的方法,可避免现有技术中油罐排水后牺牲阳极因脱离水层而失去阴极保护的问题.可动式牺牲阳极贴近罐内底板安装,始终保持与被保护罐底板的最近距离,随着时间的推移牺牲阳极表面消耗后,可在自重作用下沿固定柱向下移动,使油罐排水后也能在油罐残存水的作用下对罐底板的内表面起到阴极保护作用,使油罐在排水前或排水后以及应用若干年牺牲阳极大量消耗后仍能始终如一地处于良好保护状态.该阳极是针对油罐这种特定的阴极保护环境所设计,可使油罐内部阴极保护效果提升至少1倍以上.
【总页数】4页(P43-46)
【作者】李根照
【作者单位】中石化炼化(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心,河南省洛阳市471003
【正文语种】中文
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储罐内壁牺牲阳极阴极保护
由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S-2、Cl -、HCO-3、Na+、Ca+2等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。
目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。
通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。
阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。
牺牲阳极保护法特点：
①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。
②投入成本较低，经济性强。
③安全可靠，无需专人管理。
④保护效果显著。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。
内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。
对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。
根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。
阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。
牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。
针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤：
①计算阴极保护面积（罐内浸水面积）
罐底内壁保护面积计算：S=πr2
S-保护面积 r-储罐半径
②选定保护电流密度，计算保护电流
保护电流计算：I= SIa
S-保护面积 Ia-保护电流密度
③确定保护年限，计算所需阳极总量
阳极使用寿命：Ｔ＝0.85 W/ωI
T-阳极工作寿命a W-阳极净质量，kg ω-阳极消耗率kg/(A.a)
④根据阳极单支数量，计算阳极支数
阳极数量：N=f.IA/Ia
N-阳极数量 IA-所需保护电流A Ia-单支阳极输出电流A
F-备用系数，取2-3倍
牺牲阳极法是储罐内常用的阴极保护方法，它可以任意布置不必担心电源连接，它的电位有限，没有必要担心过保护为先，牺牲阳极可以做成任意形状。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。
内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。
对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。
根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。
阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。
牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。
钢质容器在做阴极保护时通常也可采用外加电流和牺牲阳极两种方法；强制电流法适用于大型水罐，如高架水罐、海水储罐、锅炉供水罐、电站的河水罐等，辅助阳极可选择硅铁、镀铂钛、石墨或铅（饮用水不适用），由罐顶适当位置悬挂下去，也可通过罐壁钻孔，固定阳极。
在高电阻率水中，应选用铜芯连续式镀铂钛线形阳极，以获得均匀的电流分布。
采用牺牲阳极保护时，阳极应直接固定到罐内壁上，位于最低水位线以下600mm，尽可能均匀分布。
牺牲阳极施工需要注意以下事项：
1、清罐除锈，达到涂料施工标准；
2、将阳极块焊接到罐底内侧及内壁下部800mm的壁板上，焊接牢固，清除残渣。
3、涂覆施工，内底板及1m 以下壁板采用绝缘型油罐涂料，其他部位采用导电涂料。
施工中，阳极块只要求暴露本体，焊接引线，焊点及阳极块下表面及罐底板均需涂覆。