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在油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中，儲(chǔ)存是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目前大多采用鋼質(zhì)儲(chǔ)罐。鋼質(zhì)儲(chǔ)罐在運(yùn)行中，經(jīng)常遭受內(nèi)、外環(huán)境介質(zhì)的腐蝕，這種腐蝕嚴(yán)重影響了儲(chǔ)罐的壽命和安全運(yùn)行，造成產(chǎn)品損失、污染環(huán)境、難以維修等后果。所以，以較經(jīng)濟(jì)的措施解決和減輕儲(chǔ)罐的腐蝕成為當(dāng)務(wù)之急。在儲(chǔ)罐的內(nèi)壁，油品所造成的腐蝕情況并不嚴(yán)重。但是，儲(chǔ)罐的內(nèi)底在運(yùn)行過程中一般積存0.5米左右深的底水，這些底水的成分相當(dāng)復(fù)雜，其中鹽、氧、硫化氫、氯離子含量普遍偏高，電化學(xué)腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)，而且底水溫度高（試驗(yàn)表明：溫度每升高10℃，腐蝕速率增加10%）、PH值偏低，存在硫酸鹽還原菌等，造成這一環(huán)境具有強(qiáng)烈的腐蝕性。據(jù)前蘇聯(lián)有關(guān)技術(shù)資料報(bào)導(dǎo)，儲(chǔ)罐內(nèi)底積水部位通常遭受均勻腐蝕和潰瘍腐蝕，均勻腐蝕速率為0.04~1.1mm/a，潰瘍腐蝕速率超過均勻腐蝕的2~5倍，高者可達(dá)3.8mm/a。

鋼質(zhì)儲(chǔ)罐過去通常是通過防腐覆蓋層來控制腐蝕的，然而防腐覆蓋層的防腐年限相對(duì)較短，同時(shí)在工程實(shí)際中，由于各種因素的影響，防腐覆蓋層難以達(dá)到完整無損，常在覆蓋層漏敷或損傷處發(fā)生腐蝕，尤其在儲(chǔ)罐底板腐蝕極為嚴(yán)重。所以當(dāng)前防護(hù)措施采用防腐覆蓋層聯(lián)合陰極保護(hù)的形式。陰極保護(hù)是根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，通過陰極極化的抑制腐蝕電池的產(chǎn)生，從而達(dá)到防腐的目的。

二、設(shè)計(jì)部分

2.1陰極保護(hù)的選擇

陰極保護(hù)的分為外加電流法和犧牲陽極法，而原油儲(chǔ)罐罐底內(nèi)壁從技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性方面考慮，應(yīng)實(shí)施犧牲陽極法進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)檫@種對(duì)原油儲(chǔ)罐、無需專人管理，且保護(hù)效果好。犧牲陽極保護(hù)是采用一種比被保護(hù)金屬電位更負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)的金屬電性連接在一起，在電解質(zhì)中，犧牲陽極因較活潑而優(yōu)先溶解，釋放出電流供被保護(hù)金屬陰極極化，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。犧牲陽極材料通常采用電極電位較負(fù)的金屬為基體，主要有鋅基、鋁基、鎂基合金三種。鋅合金陽極在高溫沉積水中易發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)，鎂合金陽極由于活性較強(qiáng)，電位較負(fù)，在油罐內(nèi)使用容易產(chǎn)生危險(xiǎn)和副作用。目前油罐內(nèi)沉積水部位的犧牲陽極材料通常采用鋁合金犧牲陽極。

2.2設(shè)計(jì)依據(jù)

1》GB50393-2008鋼質(zhì)石油儲(chǔ)罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范

2》SY/T0019-97 鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕控制設(shè)計(jì)規(guī)范

3》GB/T4948-2002鋁-鋅-銦系合金犧牲陽極

4》GB/T16166-1996濱海電廠冷卻水系統(tǒng)犧牲陽極陰極保護(hù)

以上標(biāo)準(zhǔn)之間有不一致時(shí)，按較嚴(yán)格者執(zhí)行。

2.3設(shè)計(jì)參數(shù)及指標(biāo)

2.3.1業(yè)主提供儲(chǔ)罐尺寸；

2.3.2有效保護(hù)期：15年；

2.3.3保護(hù)范圍：儲(chǔ)罐底板沉積水部位及側(cè)板1m以下部分；

2.3.4保護(hù)電位：-0.85V~-1.11V之間（相對(duì)于Cu/CuSO4參比電極）；

2.3.5保護(hù)效果：保護(hù)期內(nèi)儲(chǔ)罐不因腐蝕而產(chǎn)生穿孔，保障儲(chǔ)罐安全運(yùn)行。

2.4計(jì)算過程

2.4.1面積及保護(hù)電流計(jì)算

10萬立方儲(chǔ)罐保護(hù)面積：

S側(cè)=π Dh S底=1/4π D2 D：80米

S總=S側(cè)+S底=251.2+5024=5275.2×1.15=6066.48 m2

根據(jù)GB50393-2008條文說明4.2.3中所述，在進(jìn)行儲(chǔ)罐內(nèi)保護(hù)面積計(jì)算時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)的附屬鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該在考慮范圍，但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面積往往不易計(jì)算，故在計(jì)算保護(hù)面積時(shí)，可將儲(chǔ)罐內(nèi)壁板沉積水高度的面積和儲(chǔ)罐底板內(nèi)表面積的面積的和乘以1.1~1.2的系數(shù)。

保護(hù)電流：

I=IaS總=20mA/m2×6066.48m2=121.33A

根據(jù)GB50393-2008所述，有防腐涂層的鋼表面保護(hù)電流密度范圍應(yīng)為10mA/m2~30mA/m2。此處取中間數(shù)值：20mA/m2

5萬立方儲(chǔ)罐保護(hù)面積

S側(cè)=π Dh S底=1/4π D2 D:60米

S總=S側(cè)+S底=188.4+2826=3014.4×1.15=3466.56m2

保護(hù)電流：

I=IaS總=20mA/m2×3466.56m2=69.33A

2.4.2陽極接地電阻計(jì)算

R=(In – 1)=0.42

式中：R—陽極接水電阻 Ω

—介質(zhì)電阻率75Ω·cm

—陽極長(zhǎng)度75cm

—陽極截面當(dāng)量半徑cm按照公式=C/2

式中：C—陽極截面周長(zhǎng)cm

陽極選用規(guī)格：750*（135+115）*130mm，毛重35kg，凈重32kg。