JP4395448B2 - カソード防食を含む極低温タンク試験方法 - Google Patents
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Description
より詳細には、本発明は使用する前の極低温タンクの漏洩および機械的強度の試験方法に関する。さらにより詳細には、本発明は金属極低温タンクにカソード防食を行う方法に関する。
・マンガン(最大): 0.90%
・リン(最大): 0.035%
・硫黄(最大): 0.035%
・シリコン(最大): 0.15乃至0.40%
・ニッケル(最大): 8.50乃至9.50%
・残り:鉄
このタイプの鋼鉄が、極低温タンク内で使用される。何故なら、このタイプの鋼鉄は、極低温用途に有利な特性を有し、特に、極低温において優れた機械的強度と優れた粘り強さを有するからである。しかし、このタイプの鋼鉄は、水が存在すると腐食に非常に弱く、特に、水のpHが完全に中性でない場合には非常に弱い。この理由として、通常使用される水は海水であることが挙げられる。
液化ガス貯蔵端末は、通常、港湾エリアに位置しているので、海水を直接使用すれば海水はただであるという利点がある。さらに、1時間当たり大量の必要な量の海水を抽出するための取水点を非常に簡単に造成することができ、一方、供給ネットワークまたは河川から直接淡水を取水する場合には、許容できない程度に環境またはネットワークに悪影響を与えないようにするためには、一般に取水量がかなり制限される。海水を使用する場合
には、注水を10乃至20倍も大量に行うことができ、それにより、タンクに水を注水する時間をそれに対応して短縮することができ、従ってタンク使用開始前の時間を短縮することができる。何故なら、それに応じて試験時間を短縮することができるからである。
、指定電流を連続的に供給するためのアノードとして機能する。上記ケーブルは、ラインによりフロートから吊り下げられている。ケーブルの形をしているこのアノード・デバイスの電流注入容量は小さいが、長期間にわたってこのような淡水タンクの保護を行うのには十分である。対照的に、初期分極プロセスは非常に遅く、非常に腐食に弱い裸の鋼鉄からできている極低温タンクに対して行われる注水試験の際のすべての腐食の発生を防止するのに適している有効なカソード防食を行うことはできない。
・ 上記金属極低温タンクに海水を満たす工程と、
・ 上記タンク内にアノードを配置し、アノードが海水に浸漬した場合に、アノードに電流を注入することにより、本質的には露出した鋼鉄からできている上記タンク内の金属の底部と側壁部に一時的なカソード防食を行う工程である。
はそうでない場合には、実際に放出する電流密度に悪影響を及ぼす恐れがある1つのアノードの異なる部分間の干渉を避けるために最適な配置を表す。
・「ワイヤ・アノード」とも呼ばれる1つまたはそれ以上の柔軟な金属ケーブル・アノード。好適には、上記アノードは円を形成しているか、または上記のいくつかの第1のアノードは、円の一部を形成していて、同じ円の周囲に配置されていることが好ましい、および/または
・不連続な状態で並べて配置されていて、そうしたい場合には、導電性ケーブルで相互に接続している複数の硬質のアノード。
が好ましい。また、上記第2のストリングは、好適には、内接するように相互に間隔を置いて配置することが好ましい。また、好適には、上記タンクと同じ軸を有する円筒形に配置することが好ましい。
図1は、貯蔵対象の極低温液体を収容するための底部1、および円形円筒状の側壁部3を備える大容量の円形円筒状の金属タンク1である。
タンク1の金属側壁部3を取り巻く熱絶縁材料の層31は、例えば、パーライト(pe
arlite)からできていて、100cmの厚さを有する。鉄筋コンクリートの外部ウエブ32は80cmの厚さを有する。
図1の場合には、上記第1のアノード51は、円筒状のC1内に位置する1つの「第1の」ストリング5を形成する。図9の場合には、上記第1のアノードは、それぞれがほぼ半円の形をしている2つの「第1の」ストリング5を形成する。この場合、上記2つの第1のストリングは、一緒に円C1を形成する。図5の場合には、上記第1のアノードは、複数のストリング、すなわち、水平に延びる8つの「第1の」ストリング5を備える。上記第1の各ストリング5は、3つのアノード51を備える。上記第1のストリングは、円の一部を形成し、これらストリングは、共通の円の周囲に等間隔になるように配置されている。図5の実施形態は、複数の上記第1のストリングを含むことが好ましい。何故なら、上記第1のストリングは、電流レベルを関連ゾーン内の要件に整合させるために、それぞれの異なる電流の供給を受けることができるからである。非常に大型のタンクの場合には、および特に75mを超える直径のタンクの場合には、第1の円C1の周囲に配置されている上記第1のストリング5は、タンクの底部の表面上の中心ゾーンに追加のカソード防食を行うように、もっと小さな直径の円C2の周囲に配置されているもっと小さな電流容量の細長い柔軟なアノードと関連を有することができる。それ故、図10の場合には、上記第1の柔軟なアノードの中の2つは、同心円C2の周囲を延びる湾曲したケーブルの形でタンクの底部の中心ゾーン内に位置する。この場合、上記の細長い各第1のアノードは、その周囲のほぼ半分を占める。それ故、もっと小さな直径の円C2内に位置する第2の一連の第1のアノードは、タンクの底部2の中心部分に追加のカソード防食を行う。
図1は、垂直に延びる、すなわち、水平面の一部内の円内を延びるアノード6の種々の第2のストリングの好適な配置を示す。
だけが図示されている。50mの高さを有するタンクの場合には、もっと多くの上記アノードが必要なことを理解することができるだろう。
タンクの底部上に位置する上記第1のアノード51を円内に配置すると、供給電流密度に悪影響を持つ恐れがある、アノード間の干渉を避けるための最適な配置になる。第1のアノード51を上記特性(アノードの長さ1m、容量50A、相互に3m乃至5m離れている)を有する円内に位置させると、アノード内に50Aの電流を注入することにより、250mA/m2乃至275mA/m2の初期電流密度を得ることができ、それ故、数十分以内、または数分以内に、上記アノードから数十メートルの半径内に位置するタンクの表面のところにある電位を得ることができる。
海水が淡水と混合し、電流がアノード内に注入されると、アノードが分散配置されていて、またタンクの底部上に位置するすべてのアノードを通して非常に大量の電流が同時に注入されるために、タンクの底部の金属表面は数分以内にカソード防食構成内で分極を起こす。
・センサ10aは、図7Aに示す分極波および図7B方向へのその変位を監視するために円形アノードの近くに位置する。
・最後のセンサ10cは、図7Cおよび図7Dに示すように、タンクの底部全体上の分
極状態を監視するために、タンクの中心の方向に有利に位置する。
図面を見やすくするために、図では、センサに接続しているケーブルは、監視/制御システム11に直接接続しているが、実際には、これらのケーブルは、電力ケーブル8の経路に類似している経路を通る。すなわち、これらのケーブルは、タンク内を上昇し、上記監視/制御システム11に戻る前に、ブラケット20を通してドーム・レベルのところでタンクから離れる。
次に、すべての塩分を除去するために、タンクの壁部の全表面が加圧淡水噴射により洗い流され、その後で放置して水を蒸発させる。
Claims (14)
- 使用前に極低温金属タンクの漏洩および機械的強度を試験するための方法であって、前記タンク(1)が水で満たされ、前記タンクは9%ニッケル鋼型の特殊なスチールから形成されており、下記の工程、すなわち、
前記金属極低温タンク(1)に海水を満たす工程と、
前記タンク(1)内にアノードのアレイを配置し、及び、前記アノードのアレイが浸漬したときに、前記アノードのアレイに電流を注入することにより、タンク(1)の金属の底部と側壁部(2,3)に一時的なカソード防食を行う工程とからなり、
前記アノードのアレイは前記タンクの底部の近傍に配置された第1のアノード・アレイ(51)を備え、前記アノードが浸漬した後前記第1のアノードが駆動されてから瞬間的に、前記底部の壁面にある前記スチールを保護するための電気化学ポテンシャルに到達させるために、前記アノードは電流密度を与えることが可能であることを特徴とする方法。 - 第1のアノード・アレイ(51)が、支持手段(52)により前記タンクの底部から50cm未満の距離に配置されていて、前記支持手段(52)と前記第1のアノード(51)が着脱自在であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記タンクの底部(2)に近い前記第1のアノード(51)が、2.5cm乃至20cmの範囲で前記タンクの底部から上に位置していることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記タンクの底面は円形であり、前記第1のアノード(51)が、前記タンクの底面の中心を中心とする同心円(C1)に沿って配置されていて、前記円(C1)の直径が、前記タンクの底面の直径の40%乃至75%であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記第1のアノード(51)が、1つ以上の第1のストリング(5)を構成する1つ以上のケーブルにより相互に接続していて、前記第1のストリングが、前記タンクの底部(2)上の付近に水平に配置されていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記支持手段(52)が、前記タンクの底部(2)上に位置する電気絶縁材料の素子からなり、前記各第1のアノード(51)の対向端部に配置されていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記支持手段(52)が、前記タンクの底部(2)上に垂直に載置されたディスクからなり、前記第1のアノード(5 1 )は円筒形または卵形であって長手方向が前記タンク底部(2)の平面に水平方向に配置され、前記ディスクの直径が、前記タンクの底部(2)に対して垂直方向にある前記第1のアノード(51)の直径より大きく、前記ディスクの中心が、前記第1のストリングの前記第1のアノード(51)の相互に接続している2つの連続しているアノードを貫通する絶縁ケーブルの一部を有することを特徴とする請求項5または6に記載の方法。
- 前記タンク内に、前記タンクの底部(2)の近くに水平に配置されている前記第1のアノード(51)と、取り外すことができるように、その頂部(4)から前記タンクの内部に垂直に垂れ下がっている前記第2のアノード(61)が位置していて、前記第2のアノードも垂直に垂れ下がっている第2のストリング(6)の形に相互に接続していて、前記第2のストリング(6)も内接するような方法で、前記タンク(1)と同じ軸を有する円筒状に一定の間隔で相互に分離していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の方法。
- 前記垂直に垂れ下がっている第2のストリング(6)の底部端部のところに配置されている前記第2のアノード(61)の最後のアノードが、前記第1のアノード(51)が形成する円形表面の面積(S1)が、前記タンクの前記底部(2)の残りの面の面積(S2)に、前記タンクの垂直な側壁部(3)の高さHのところの底部の面積(S3)を加えたものに等しくなるように、前記底部(2)から高さHのところに位置することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記タンクの前記金属が9%ニッケル鋼であり、該ニッケル鋼の電気化学ポテンシャルが−950mVであり、前記第1のアノード(51)が与える電流密度を200mA/m2乃至400mA/m2にすることを特徴とする請求項2乃至9のいずれか1項に記載の方法。
- 異なる位置にある種々のアノード(51,61)にて行った電気化学ポテンシャルの測定値の関数として、前記種々のアノードに注入される電流量を制御するために、前記壁部の前記電気化学ポテンシャルを測定し、前記第1および第2のアノード(51,61)に電流を供給する複数の発電機(9)を制御することができるように前記タンク(1)の壁部(2,3)にデバイス(10,11)が設置されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の方法。
- 前記タンクの底部(2)のすぐ近くに位置する前記第1のアノード(51)が完全に浸漬するまで、最初に前記タンクに淡水を注水し、その後で、前記第1のアノード(51)に電流が注入され、前記タンクに引き続き海水が注水される請求項1乃至11のいずれかに記載の方法。
- 請求項2又は12に記載の方法で使用するのに適している鋼鉄の露出金属壁部を有する極低温タンク(1)であって、前記タンクが前記タンク(1)内に取り外すことができるように配置されている前記アノード(51,61)を備える一時的なカソード防食システムを含み、前記支持手段(52)含むことと、また、タンクが複数の発電機(9)を制御するために、前記壁部(2,3)の前記電気化学ポテンシャルを測定することができるデバ
イス(10乃至11)を含むことを特徴とするタンク。 - 前記タンクの底面は円形であり、前記タンクの底部の直径が50m以上であることを特徴とする請求項13に記載のタンク。
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