UN MÉTODO DE PRUEBA DEL TANQUE CRIOGÉNICO INCLUYENDO PROTECCIÓN CATÓDICA
La presente invención se refiere a tanques de almacenamiento criogénicos para gases licuados. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método para probar un tanque criogénico para derrames y resistencia mecánica antes de ponerse en servicio. Aún más particularmente, la presente invención se refiere a un método para proporcionar un tanque criogénico de metal con protección catódica. Los tanques criogénicos para gases licuados se prueban generalmente para resistencia y derrames antes de ponerse en servicio al llenarse con agua fresca. El tanque se llena preferentemente de manera que la presión dentro del tanque es mayor que la presión normal para mostrar de manera más clara cualquier derrame que pueda estar presente. Simultáneamente, el llenado con agua en esta manera sirve para probar la resistencia mecánica de la porción del tanque se somete a los niveles más altos de tensión, es decir, la porción inferior del tanque, ya que la densidad mayor de agua comparada con el gas líquido (d = 0.48 para metano líquido a -1 70°C), entonces hace posible aplicar fuerzas que son dos veces más grandes que las fuerzas máximas en el tanque en operación cuando se llenan con gas licuado. Además, para tanques en tierra, esta prueba sirve simultáneamente para probar la resistencia mecánica de las bases en las cuales se coloca el tanque ya que se someten a una carga que es dos veces mayor que aquella a la cual se someterán en operación normal. Los tanques criogénicos se hacen de aceros especiales, en particular el acero conocido como "9% de acero de níquel", que corresponde al estándar ASTM A-353 o ?-353-Tipo 1 , y que corresponde a la siguiente composición química: ¦ carbono (max): 0.13%; ¦ manganeso (max): 0.90%; fósforo (max): 0.035%; azufre (max): 0.035%; " silicona: 0.15% a 0.40%; níquel: 8.50% a 9.50%; y ¦ el equilibrio siendo constituido por hierro. Este tipo de acero se utiliza en tanques criogénicos ya que presenta propiedades que son ventajosas para aplicaciones criogénicas, en particular buena resistencia mecánica y buena rigidez a temperaturas criogénicas. Sin embargo, sufre de ser altamente sensible a la corrosión en presencia de agua, en particular cuando el pH del agua no es completamente neutral, ya que se aplica naturalmente cuando el agua el agua de mar. Los fenómenos de corrosión resultantes se ubican generalmente y se hacen peor en zonas de transición, es decir, en soldaduras, o en defectos del material que pueden ocurrir durante la fundición de la materia prima y el enrollado de las hojas o las barras que constituyen dicha pared de dicho tanque metálico. Por lo tanto, es esencial garantizar integridad absoluta para el tanque de metal completo que es confinar un gas criogénico al realizar su prueba de agua. Con objeto de realizar resistencia mecánica y prueba de derrame al llenar un tanque criogénico con agua, es de práctica común llenar el tanque con agua fresca, posiblemente habiendo pasivado los aditivos químicos incluidos en el mismo para el propósito de corrosión limitante. Se prefiere mantener el metal puro ya que la aplicación de pintura de anticorrosión solamente para la prueba de llenado con agua constituiría un costo inaceptable. El llenado del tanque con agua hace posible probarlo para derrames al observar la pared del tanque desde afuera, particularmente su pared lateral vertical y la ubicación en donde la pared lateral vertical encuentra a la pared inferior del tanque. El llenado del tanque con agua en esta manera también hace posible probar la resistencia de la base en la cual se coloca el tanque al medir el establecimiento localizado o total de la estructura bajo una carga que corresponde a substancialmente dos veces la carga que necesitará para soportar bajo llenado normal con gas líquido. Finalmente, esta prueba de llenado con agua sirve para liberar tensión debido a la soldadura, particularmente para las soldaduras situadas en la zona en donde la pared vertical se une a la pared inferior del tanque, con esto pasando meramente bajo el efecto de la presurización debido a la presión del agua que existe en la parte inferior del tanque, tal presión es aproximadamente 5 barras cuando el tanque tiene una altura de 50 metros (m), seguido por la relajación debido a que el tanque se vacía de agua. El tiempo requerido para realizar la prueba de derrame y resistencia mecánica al llenar el tanque con agua es largo, esencialmente debido al tiempo requerido para llenar dicho tanque y realizar las diversas mediciones y verificaciones, es decir, en la práctica una duración de tiempo que puede exceder ocho semanas, que es tiempo suficiente para dar origen a problemas de corrosión cuando se utiliza un acero que es particularmente sensible. Además, el uso de agua fresca actualmente constituye un problema principal económicamente hablando y ecológicamente hablando ya que la disponibilidad de agua fresca es generalmente deficiente, mientras que las cantidades que corresponde al volumen de tanques criogénicos en uso puede ser tan grande como 150,000 metros cúbicos (m3) o aún 250,000 m3. Además, el costo de tal volumen de agua constituye entonces una fracción muy significativa del costo total del tanque una vez contemplado. Finalmente, el agua fresca puede tomarse solamente a una velocidad limitada por hora con objeto de evitar el perturbar significativamente los conductores principales de suministro de agua, que tiene la consecuencia de conducir a tiempos de llenado que son largos, incrementando así además el riesgo de corrosión, sin mencionar el tiempo extra necesario para hacer disponible la instalación. En este aspecto, debe también agregarse que es necesario agregar inhibidores de corrosión en cloro si está presente, o pasivar agentes con objeto de corregir un pH que es demasiado agresivo. Bajo tales circunstancias, además de del costo adicional debido a la adición de ios aditivos, las regulaciones ambientales ponen restricciones en la manera en la cual el agua puede descargarse en los alrededores naturales aunque se vacía el tanque al final de la prueba, en particular descarga en dicho alrededor natural debe tener lugar a una velocidad que son capaces de absorber. Es por esto que puede ser necesario vaciar un tanque lentamente al final de la prueba, alargando además, así, el tiempo antes de que tales instalaciones puedan hacerse disponibles. Un primer objeto de la presente invención, de esta manera, es proporcionar un nuevo método para realizar prueba de derrame y resistencia mecánica en tanques de metal criogénicos antes de colocarlos en servicio, tal método no presenta las desventajas arriba mencionadas, y en particular es menos costoso y más eficaz para evitar la corrosión de dicho tanque metálico. De acuerdo a una característica original de la presente invención, tales métodos de prueba de tanques metálicos criogénicos se realizan utilizando agua de mar. Debido a que las terminales de almacenamiento de has licuado se sitúan generalmente en áreas del puerto, el hacer directo el uso de agua de mar presenta la ventaja de libre disponibilidad. Además, es muy simple organizar un punto de toma para extraer la cantidad deseada de agua a velocidades altamente cada hora, mientras que cuando se toma agua fresca de una red de suministro o directamente de un río es generalmente un límite considerable en la velocidad a la cual puede extraerse con objeto de evitar el perturbar el ambiente o la red a un grado inaceptable. El llenado puede realizarse diez a veinte veces más rápido utilizando agua de mar, obteniendo así una reducción correspondiente en el momento en que el tanque contiene tanque, y consecuentemente acortando el tiempo antes de que el tanque se haga disponible, ya que la duración de la prueba se reduce correspondientemente. En la presencia de agua de mar, la corrosión intensa tiene lugar inmediatamente y se concentra particularmente en la zona del tanque que se ha afectado térmicamente por las soldaduras hechas entre las placas de acero, y aún más particularmente por los moldes en la porción inferior del tanque como se menciona arriba. Sin embargo, la presente invención hace posible probar tanques criogénicos al utilizar ventajosamente agua de mar en lugar de agua fresca, mientras que sin embargo se garantiza la integridad de todas las paredes metálicas del tanque tanto arriba de su parte inferior como hasta las paredes laterales verticales del tanque, y a pesar del efecto altamente corrosivo del agua de mar. Otro objeto de la presente invención de esta manera es proporcionar un método para proporcionar niveles elevados de protección anticorrosión para un tanque metálico criogénico aunque se somete a una prueba de llenado con agua antes de ponerse en servicio, y preferentemente para que esto se logre aunque no se utilice ninguna pintura protectora, es decir, mientras se mantiene puro el metal. La patente de E.U. No. 3 855 102 describe principios para protección catódica de larga duración contra corrosión en tanques metálicos que contienen agua fresca al utilizar ánodos conectados en cadenas y verticalmente suspendidos dentro de dicho tanque dentro del volumen de agua que contiene, con corriente eléctrica inyectándose hacia los ánodos. Tal protección catódica proporciona protección contra la corrosión que resulta del contacto entre las paredes metálicas y agua, tal protección es en la adición a la protección proporcionada por revestimientos anticorrosión tipo pintura. El principio de protección catódica yace en reducir artificialmente el potencial electroquímico natural (E) del metal a protegerse, para causar que el medio acuoso circundante que tiene poder oxidante se sature con electrones, evitando así cualquier disolución del metal, dicha saturación con electrones realizándose por medio de ánodos metálicos sumergidos en dicho medio acuoso, que constituye un electrolito de pH dado, y al inyectar corriente directa (CD) en dichos ánodos. Es de práctica común considerar el diagrama así llamado Pourbaix que da los valores potenciales electroquímicos a los cuales el metal interesado tiene inmunidad como una función de pH y de tipo electrolito, es decir, el potencial electroquímico por debajo del cual el metal se protege catódicamente, es decir, al cual se polariza de manera apropiada. Esta polarización no ocurre instantáneamente, pero se forma lentamente y progresivamente alrededor del ánodo, antes de alcanzar el valor deseado sobre la superficie total sobre la cual dicho ánodo actúa. En los sistemas de protección catódicos que se implementan comúnmente, generalmente toma varias semanas o aún varios meses polarizar el metal a protegerse antes de que la polarización se vuelva completamente eficaz. En los sistemas de protección catódica que se implementan comúnmente, se desea limitar el consumo de electricidad a un valor razonable, ya que esta corriente necesita mantenerse de manera permanente durante el tiempo de vida total de la estructura. En la práctica, la protección catódica se proporciona además de los revestimientos de corrosión que proporcionan protección efectiva, al proporcionar una instalación que comprende ánodos y una alimentación de corriente capaz de generar una densidad de corriente de aproximadamente 50 miliamperios por metro cuadrado (mA/m2), que es una densidad de corriente que es suficiente para proporcionar protección catódica que es eficaz con el tiempo en cualquier zona en la cual el revestimiento anticorrosión pueda dañarse, tales zonas se estiman generalmente como constituyendo 10% o 20% del área de pintura total en contacto con el agua. La patente de E.U. No. 4 936 969 describe un sistema de protección catódico que consiste en mantener un cable en suspensión a altura media dentro de un tanque de agua fresca, tal cable actúa como un ánodo para inyectar continuamente una corriente impuesta, el cable suspendiéndose de flotadores a través de líneas. Ese dispositivo de ánodo en la forma de un cable presenta capacidad de inyección de corriente baja, pero es suficiente para proteger tal tanque de agua fresca durante una duración muy larga. En contraste, el proceso de polarización inicial es muy lento y no permite que se proporcione protección catódica eficaz adecuada para prevenir cualquier iniciación de corrosión en una prueba de llenado con agua realizada en un tanque criogénico hecho de un acero puro que es altamente sensible a corrosión. La corriente a inyectarse es proporcional al área a protegerse, y la presente práctica generalmente limita la inyección a un valor de 80 mA/m2 para proporcionar protección catódica que es eficaz con el tiempo, y que también sirve para limitar el consumo de electricidad a un valor que es razonable ya que, dado esto, esta corriente debe mantenerse de manera permanente durante todo el tiempo de vida de la estructura. Más precisamente, la presente invención proporciona un método para probar un tanque metálico criogénico antes de ponerlo en servicio, en el cual dicho tanque se llena con agua, el método caracterizándose porque se realizan las siguientes etapas: ¦ llenar dicho tanque criogénico metálico con agua de mar; y ¦ proporcionar protección catódica temporal para las paredes, lateral e inferior, metálicas de dicho tanque que se constituyen esencialmente de acero puro, al colocar ánodos dentro de dicho tanque y al inyectar una corriente eléctrica en los ánodos una vez que se sumergen. Aunque el tanque se llena, un área de pared larga del tanque se humecta inicialmente de manera rápida, es decir, la pared inferior del tanque se humecta y la periferia de la pared inferior también constituye una de las zonas más frágiles. En la presente invención, con objeto de que la protección anticorrosión sea eficaz tan pronto como sea posible después de que ha comenzado el llenado, para evitar que se inicie cualquier corrosión, un primer conjunto de ánodos se coloca en la proximidad inmediata de la parte inferior del tanque utilizando medios de soporte, con dichos medios de soporte y dicho(s) primer(os) ánodo(s) siendo preferentemente removibles. Esta colocación de los ánodos próximos a la parte inferior del tanque permite que dichos ánodos se sumerjan, y de esta manera sean capaces de entrar en acción, tan rápido como sea posible. De esta manera, se entenderá que dichos medios de soporte deben permitir que dichos ánodos se mantengan primero próximos a la parte inferior del tanque, mientras que sin embargo, se mantienen suficientemente lejos de la parte inferior para prevenir cualquier contacto eléctrico entre dichos ánodos y dicha parte inferior. El término "removible" se utiliza en la presente para significar que dichos ánodos y dichos medios de soporte pueden sacarse de dicho tanque después de que la prueba se ha completado. Más particularmente, dichos primeros ánodos próximos a la parte inferior del tanque se sitúan arriba de la parte inferior del tanque a una distancia menor a 50 centímetros (cm), y preferentemente a una distancia que yace en el rango de 2.5 cm a 20 cm, y más preferentemente en el rango de 5 cm a 10 cm. Esta distancia óptima sirve no solamente para evitar contacto eléctrico entre dichos ánodos y la parte inferior de metal del tanque, sino que también para evitar cualquier cortocircuito eléctrico que podría causarse por el ánodo que se encuentra muy cercano. De esta manera, el ánodo está próximo a la parte inferior del tanque, la eficacia máxima se mantiene mientras se evita cualquier riesgo de un cortocircuito eléctrico. En la presente invención, con objeto de obtener protección catódica óptima para la parte inferior del tanque, dichos primeros ánodos se colocan alrededor de un círculo concéntrico alrededor del centro de la superficie inferior del tanque, y preferentemente teniendo un diámetro que yace en el rango de 40% a 75% del diámetro de la superficie inferior del tanque. Esta disposición circular de dichos(s) primero(s) ánodo(s) que descansa(n) en la parte inferior del tanque representa una disposición que es óptima pare evitar la interferencia entre los ánodos o las diferentes porciones de un ánodo único que puede de otra manera tener un efecto dañino en la densidad de corriente actualmente emitida. Dichos ánodos pueden colocarse en tal manera para formar una pluralidad de círculos concéntricos cuando el tanque tiene una parte inferior de área grande. Sin embargo, en la práctica, para tanques que tienen un diámetro de hasta 75 m a 90 m, y con ánodos que tienen una capacidad de 50 amps (A), una disposición que comprende un círculo único de diámetro que yace en el rango de 40% a 75% del diámetro del tanque es suficiente. Dichos primeros ánodos pueden constituirse por: ¦ uno o más ánodos de cable metálico flexibles, también referidos como "ánodos de alambre", dichos ánodo formando preferentemente un círculo, o dichos primeros ánodos diferentes constituyendo porciones del círculo y colocándose alrededor del mismo circulo; y/o ¦ una pluralidad de ánodos rígidos colocados de manera discontinua lado a lado y opcionalmente interconectados por un cable conductor. Sin embargo, con objeto de suministrar densidad de corriente más elevada, es preferible implementar dichos primeros ánodos en la forma de una pluralidad de ánodos rígidos cada uno constituyéndose en particular en la forma de un bloque que es cilindrico, oblongo, o en forma de disco. Más particularmente dichos primeros ánodos se interconectan por uno o más cables para formar una o más primeras cadenas, dichas primeras cadenas colocándose substancialmente de manera horizontal arriba y cercanas a dicha parte inferior del tanque. El término "cadena de ánodos" se utiliza para significar que dichos ánodos rígidos se conectan a otros por un cable que comprende un alambre conductor a lo largo del cual dichos primeros ánodos se colocan, preferentemente a distancias regulares, dicho alambre aislándose eléctricamente entre dos ánodos sucesivos, y estableciéndose contacto eléctrico entre el alambre y dichos ánodos. Dichos primeros ánodos son tan próximos como sea posible entre sí, particülarmente dentro de cualquier cadena, pero sin embargo se separan lo suficiente para evitar interferencia eléctrica de la clase que puede tener efecto dañino en su eficacia, es decir, en la densidad de corriente que emiten. En una modalidad, dichos medios de soporte se constituyen por elementos hechos de material eléctricamente aislante y que descansan en la parte inferior del tanque, dichos elementos colocándose en extremos opuestos de cada uno de dichos primeros ánodos, en donde sea apropiado, a lo largo de dicha primer cadena. Aún más particularmente, dichos medios de soporte se constituyen por discos que permanecen verticaimente en la parte inferior del tanque , dichos discos teniendo porciones de cable aislante q ue interconectan dos sucesivos de dichos primeros ánodos de u na primer cadena que pasa a través de sus centros, cuando sea apropiado , el d iámetro de dichos d iscos siendo mayor a la d imensión de d ichos primeros ánodos en dicha dirección vertical . Para proporcionar protección catódica adicional a la pared lateral vertical del tanq ue después de q ue la parte inferior del tanque se ha h u mectado , es ventajoso colocar dichos primeros ánodos en u na disposición horizontal dentro del tanque próximo a su parte inferior, y también colocar segundos ánodos que se suspenden verticalmente dentro del tanque desde su parte superior, preferentemente en manera removible, con dichos segundos ánodos también conectándose preferentemente juntos en la forma de segundas cadenas que se suspenden verticalmente, d ichas seg undas cadenas separándose preferentemente de manera regu lar entre sí de tal manera para inscribirse también preferentemente en un cilindro circular que tiene el mismo eje como d icho tanque. En una modalidad ventajosa , los extremos de dichos segundos ánodos colocados en los extremos de la parte inferior de dichas segundas cadenas verticalmente suspend idas se sitúan a una altu ra H desde la parte inferior, de manera que el área Si de la superficie circular limitada por dicho círculo de los primeros ánodos es substancialmente igual al área S2 del resto de dicha parte inferior del tanque más el área S3 de la porción inferior de a ltura H de la pared lateral inferior de dicho tanque. El área S2 es el área restante de la parte inferior del tanque que se sitúa fuera del área Si , y Si = S2 + S3.
Se entenderá que dichos primeros ánodos presentan una capacidad de corriente y se proporcionan en números y disposiciones para permitir que generen una densidad de corriente que permite que el potencial electroquímico apropiado se logre parea evitar la aparición de corrosión, y esto es una duración de tiempo que es más corta que el tiempo necesario para que se inicie la corrosión, y en particular en una duración de tiempo que es más corta que una hora, y preferentemente más corta que 20 minutos, y que preferentemente de manera práctica instantánea, con esto pasado en todos los puntos de la superficie de la parte inferior del tanque (Si + S2), y cuando sea apropiado en todos los puntos en la superficie de la porción inferior de altura H de la pared lateral vertical del tanque (S3). Esta disposición de dichos primeros ánodos que yace próxima a la parte inferior del tanque hace posible proporcionar protección catódica completa para la porción inferior del tanque (es decir, Si+S2+S3) antes de que los segundos ánodos verticalmente suspendidos para proporcionar protección a las paredes laterales que se sumergen, puedan entrar en acción. Las mediciones realizadas de acuerdo con la presente invención en 9% de acero de níquel en la presencia de agua de mar han mostrado que un potencial electroquímico protector de -950 milivoltios (mv) relativo a un electrodo de referencia del tipo Ag/AgC es suficiente para proporcionar inmunidad . Más particularmente, dicho metal de tanque es 9% de acero de n íquel y el potencial electroquímico protector de dicho acero es -950 mV, y dichos primeros ánodos descansan cercanos a la parte inferior del tanque de tal manera para permitir que se logre una densidad de corriente de 200 mA/m2 a 400 mA/m2. Esta densidad de corriente es de esta manera cuatro a ocho veces mayor que los valores de densidad de corriente comúnmente implementados en el campo de proporcionar protección catódica para tanques metálicos convencionales que contienen agua, en donde la polarización necesita mantenerse por todo el tiempo de vida de la estructura. Las cadenas de ánodos colocadas de extremo a extremo alrededor de una figura geométrica circular en la parte inferior del tanque permite que las corrientes se inyecten a una densidad de aproximadamente 200 mA/m2 a 400 mA/m2. En la presente invención, al utilizar ánodos de alta capacidad, y en particular ánodos que pueden acomodar corrientes de inyección muy altas de 50 A y capaces de suministrar densidades de corriente de 200 mA/m2 a 400 mA/m2, y al colocar los ánodos a densidad muy elevada, asociada con espacio pequeño que yace en el rango de 25 milímetros (mm) a 500 mm entre ánodos cercanos a la parte inferior metálica y la pared del tanque, es posible alcanzar el potencial electroquímico de inmunidad de -950 mV y activar el proceso de polarización sobre la parte inferior completa del tanque hecho de 9% de acero de níquel muy rápidamente, o aún prácticamente de manera instantánea, tan pronto como dichos ánodos se colocan en operación después de que se sumergen en agua. La presente invención de esta manera hace posible realizar una prueba de agua al hacer ventajosamente uso de agua de mar en lugar del agua fresca que se utiliza tradicionalmente, mientras que sin embargo se garantiza la integridad de la envoltura de confinamiento completa, tanto sobre la parte inferior y hasta los lados verticales del tanque. De acuerdo a otra característica ventajosa de la presente invención, dicho tanque se llena inicialmente con agua fresca hasta que dichos primeros ánodos que yacen en la proximidad inmediata de la parte inferior del tanque se han sumergido completamente, después de lo cual la corriente eléctrica se inyecta en dichos primeros ánodos y el llenado de dicho tanque se continua, pero utilizando agua de mar. Dada la proximidad de dichos primeros ánodos a la parte inferior del tanque, el llenado inicial con agua fresca representa un volumen pequeño de agua y sirve para reducir aún más cualquier riesgo de corrosión antes de que dichos primeros ánodos sean capaces de entrar en acción y proporcionar protección catódica eficaz a la parte inferior del tanque. Ventajosamente, de acuerdo a otra característica de la presente invención , los dispositivos se colocan en la parte inferior y contra las paredes de dichos tanques con objeto de medir el potencial electroquímico de dicha pared y controlar una pluralidad de generadores eléctricos o controladores capaces de alimentar corriente eléctrica diferencialmente a dichos ánodos, primero y segundo, para ser capaces de regular la cantidad de corriente eléctrica que se inyecta en los diversos ánodos como una función de dichas mediciones realizadas en asociación con los diversos ánodos, dependiendo de sus posiciones. La presente invención también proporciona un tanque criogénico que tiene paredes de metal puro de acero, adecuadas para utilizarse en el método de prueba de la invención, el tanque caracterizado porque incluye un sistema de protección catódico temporal que comprende ánodos como se define arriba, dichos ánodos preferentemente colocándose de manera removible dentro de dicho tanque, y en que también preferentemente incluye dispositivos que permiten que el potencial electroquímico de dichas paredes se mida para controlar una pluralidad de generadores de electricidad o controladores adecuados para alimentar cantidades diferentes de corriente eléctrica a dichos ánodos como se define arriba. Otras características y ventajas de la presente invención aparecen en vista de la siguiente descripción detallada de varias modalidades, dadas con referencia a las siguientes figuras. La figura 1 es una vista en perspectiva diagramática despiezada de un tanque de la invención en el cual un conjunto de ánodos se alimenta con corriente por generadores de corriente eléctrica. La figura 2 es una vista lateral en una sección media axial de un tanque de la invención, que muestra detalle de una modalidad particular de una unión entre un generador de alimentación de electricidad y cadenas de ánodos. La figura 3 muestra una porción de una cadena de ánodos verticalmente suspendida. La figura 4 muestra una porción de una cadena de ánodos que yace en la parte inferior del tanque. La figura 5 es una vista en planta en sección que muestra como diferentes cadenas de ánodos se distribuyen para descansar en la parte inferior del tanque en un patrón geométrico circular. La figura 6 es una vista en perspectiva de una zona de la superficie de la porción inferior del tanque en registro con un ánodo que descansa en la parte inferior. Las figuras 7A y 7D son gráficas en las cuales el ánodo se representa por un ·, con densidad de corriente de polarización (en mA/m2) diagramándose hasta la coordenada y con distancia desde el ánodo que se diagrama a lo largo de la abscisa. Las figuras 8A y 8B son gráficas que muestran como el potencial electroquímico E (figura 8A) y densidad de corriente (l/m2) varía en una ubicación arbitraria M en la pared lateral de metal o parte inferior a protegerse, el punto M situándose a una cierta distancia desde el ánodo, como se muestra en la figura 8A. La figura 9 muestra un sistema de control para gobernar la inyección de la corriente de polarización. La figura 10 es una vista en planta de un tanque circular que tiene cadenas de ánodos como se muestra en la figura 5 instaladas en la superficie inferior de las misas, y teniendo hacia el centro un ánodo circular constituido por dos semicírculos continuos mantenidos a una distancia arriba de la parte inferior al aislar los discos (no mostrados). Las figuras 1 1 y 12 muestran cadenas verticales de ánodos ajustadas a sus extremos inferiores con un ánodo oblongo de forma cilindrica (figura 1 1 ) o en la forma de un disco (figura 12) descansando en la parte inferior, y aisladas de dicha parte inferior por los discos (figura 1 1 ) o resaltos (figura 12), actuando así como uno de dichos primeros ánodos.
La figura 1 muestra un tanque metálico circularmente cilindrico 1 de gran capacidad que comprende una parte inferior 1 y una pared lateral circularmente cilindrica 3 que sirve para confinar un fluido criogénico que está por almacenarse. La figura 2 muestra un sistema de aislamiento para el tanque metálico cilindrico 1 dando propiedades criogénicas, el sistema de aislamiento constituyéndose por una capa de material térmicamente aislante 3-i por sí mismo rodeado por una estructura tubular rígida constituida por una red de concreto reforzado 32. En la parte superior, el tanque 1 tiene una cubierta en forma de domo 4 soportada por una estructura de metal 4-| . A manera de ejemplo, el tanque metálico cilindrico puede presentar un volumen que tiene un diámetro interior de 75 m y una altura de 50 m, dando un volumen de 165,000 m3. El área total de metal constituyendo las paredes interiores del tanque y necesaria para protegerse al imponerse una corriente de cátodo constituye aproximadamente 16,000 m2. Ventajosamente se hace de 9% de acero de níquel como se describe arriba , y sus paredes tienen un espesor de 1 9 mm para la parte inferior 2, y ventajosamente de 28.8 mm en los extremos inferiores de las paredes laterales verticales, con este espesor de las paredes laterales verticales haciéndose cónico de manera substancialmente regular hacia la parte superior del tanque par alcanzar un espesor mínimo de 10 mm en la porción superior del tanque de la pared lateral vertical 3 de dicho tanque. La figura 2 muestra una plataforma base 2i que tiene un espesor de 130 cm que confiere mayor rigidez y que incluye un sistema aislante. La capa 3i del aislamiento térmico que rodea la pared lateral metálica 3 del tanque 1 se hace de perlita, por ejemplo, y presenta un espesor de 1 00 cm. La red exterior 32 de concreto reforzado tiene un espesor de 80 cm. En las figuras 1 , 5, 9 y 10, pueden observarse varias instalaciones para dichos primeros ánodos que se colocan horizontalmente próximos a la parte inferior 2 del tanque, en disposiciones circulares. En la figura 1 , dichos primeros ánodos 5, forman una "primer" cadena única 5 colocada en un círculo C-i . En la figura 9, dichos primeros ánodos forman dos "primeras" cadenas 5, cada una ocupando substancialmente un semicírculo, con dichas dos primeras cadenas juntas haciendo un círculo En la figura 5, dichos primeros ánodos comprenden una pluralidad de cadenas, principalmente ocho "primeras" cadenas 5 que se extienden horizontalmente, cada una de dichas primeras cadenas 5 comprendiendo tres ánodos 5-| . Dichas primeras cadenas forman porciones de un círculo y se colocan para separarse regularmente alrededor de un círculo común. La modalidad de la figura 5 con una pluralidad de dichas primeras cadenas se prefiere ya que dichas primeras cadenas pueden alimentarse con diferentes corrientes respectivas para igualar los niveles actuales a los requerimientos en las zonas concernientes. Para tanques muy grandes, y en particular tanques de diámetro mayor a 75 m, dichas primeras cadenas 5 colocadas alrededor de un primer círculo Ci pueden asociarse con ánodos flexibles alargados de capacidad de corriente eléctrica más pequeña colocados alrededor de un círculo C2 de diámetro más pequeño para proporcionar protección catódica adicional en la zona central en la superficie de la parte inferior del tanque. De esta manera, en la figura 1 0, dos de dichos primeros ánodos flexibles se ubican en la zona central de la parte inferior del tanque en la forma de un cable curvo que se extiende alrededor de un círculo concéntrico C2) con cada uno de dichos primeros ánodos alargados ocupando substancialmente la miíad de la circunferencia del mismo. Esta segunda serie de primeros ánodos colocados en círculo C2 de diámetro más pequeño de esta manera proporcionar protección catódica adicional en la porción central de la parte inferior 2 del tanque. En las figuras 1 y 2, también pueden observarse segundas cadenas de ánodos 6 suspendidas verticalmente desde la estructura 4-, del domo 4 del tanque. La figura 1 muestra la disposición preferida para las diversas segundas cadenas de ánodos 6 que se extienden verticalmente, es decir, en un círculo en un plano en sección horizontal. Las figuras 1 y 10 muestran seis de dichas segundas cadenas verticales 6, cada una comprendiendo, por razones de conveniencia en el dibujo, una pluralidad de ánodos 61 que se separan regularmente, con el ánodo inferior situándose a una altura H arriba del piso. En las figuras 3 y 4, las cadenas de ánodos 5 y 6 se constituyen cada una por un cable conductor 7, preferentemente hecho de cobre, interconectándo dichos ánodos 5^ 61 o pasando a través de ellos, los ánodos preferentemente sujetándose alrededor de dicho cable 7 que se mantiene en su lugar mecánicamente. Dichos ánodos 5i, 61 se hacen de un metal noble tal como tungsteno cubierto en varios metales preciosos. Dichos ánodos 5i , 61 se separan preferentemente de manera regular a lo largo de dicho cable conductivo 7. Entre los dos ánodos 5i, 61 en una cadena dada 56, el cable 7 se conecta naturalmente de manera eléctrica a dichos ánodos 5^ 61 , y solamente aquellas porciones del cable que se extienden entre dos ánodos consecutivos 5i y 61 se aislan. En cada una de dichas cadenas, los ánodos 5i , 61 utilizados son de gran capacidad, es decir, pueden acomodar 50 A, son cilindricos u ovoides en forma, cada uno siendo aproximadamente 1 m de largo y aproximadamente 22 mm en diámetro exterior, y separados en intervalos de 3 m a 5 m a lo largo de dichas cadenas con objeto de evitar interferencia y obtener densidad de corriente máxima. En dichas segundas cadenas verticales 6, solamente cinco ánodos 61 se muestran por razones de conveniencia en el dibujo, entendiéndose que para un tanque que tiene una altura de 50 m, un número más grande de dichos ánodos es necesario. Las cadenas horizontales 5 se mantienen en la proximidad inmediata de la parte inferior 2 del tanque por medio de elementos de soporte 52, por ejemplo, constituidos por discos hechos de material aislante y presentando un diámetro mayor que el diámetro de los ánodos 5i, los discos colocándose alrededor del cable 7 en cada extremo de cada ánodo 5i . Estos discos aislantes 52 se colocan verticalmente y descansan a través de sus bordes en la parte inferior 2 del tanque, teniendo un diámetro exterior de 225 mm para ánodos que tienen un diámetro de 25 mm , garantizando así que los ánodos 5i se encuentran a un espacio substancialmente constante de 1 00 mm desde la parte inferior 2 del tanque, sirviendo así tanto para evitar el co ntacto eléctrico entre los ánodos 5i y la parte inferior 2 , y también para evitar un cortocircuito electrol ítico. Para un tanque que tiene un d iámetro de 75 m , es ventajosos que dicho primer ánodo se coloque como una pluralidad de cadenas alrededor de u n círculo de rad io Ri = 27 m . La colocación de dichos primeros ánodos 5-¡ que descansan en la parte inferior del tanq ue en un círculo constituye la disposición óptima para evitar la interferencia entre ánodos que pod rían tener un efecto dañino en la densidad de corriente emitida . Colocar el primer ánodo 5< en u n círculo que tiene las características arriba descritas (ánodos 1 m de largo, que tienen una capacidad de 50 A y separados entre sí por 3 m a 5 m) hace posible obtener una densidad de corriente inicial de 250 mA/m2 a 275 mA/m2 al inyectar u na corriente de 50 A en los ánodos, obteniendo así u n potencial en la superficie del tanq ue situado dentro de un rad io de varias décimas de metros desde dichos ánodos dentro de varias décimas de minutos, o aún dentro de varios minutos. En la figura 1 , dichas cadenas verticales de ánodos 6 se colocan alrededor de un círculo que tiene el mismo diámetro como dichas cadenas horizontales de ánodos 5, pero que es solamente por razones prácticas de instalar y remover los ánodos. Sin embargo, desde u n punto de vista funcional , la distancia a la cual dichos segundos ánodos verticales 6i se colocan relativos a la superficie de la pared lateral del tanque puede ser diferente de la distancia de dicho primer ánodo desde dicha pared lateral. No es necesariamente ventajoso que los ánodos verticales 61 estén demasiado cercanos a la superficie de la pared lateral del tanque, ya que requeriría que un número mayor de ánodos se utilice. En la versión preferida de la disposición para las cadenas horizontales de ánodos 5 colocados en un círculo como se muestra en las figuras 1 , 5, y 9, dicho círculo C-¡ tiene un radio R-\ de 25 m a 30 m, para definir un área de superficie interior S1 substancialmente igual a la suma del área de superficie S2 constituida por la fracción restante de la superficie en la parte inferior del tanque fuera del círculo constituido por dichas cadenas horizontales 5, más ei área de superficie S3 que corresponde a la porción inferior de la pared lateral vertical 3 de altura H que corresponde a la altura H de los extremos inferiores de dichas cadenas verticales de ánodos (Si = S2 + S3), para un radio R1 en el rango de 25 m a 30 m, H yace en el rango de 1 m a 4 m. Aunque el tanque se llena, cuando agua de mar alcanza los ánodos de los extremos 6i en los extremos inferiores de dichas segundas cadenas verticales de ánodos 6, pero antes de que haga contacto con la misma, es solamente el primer ánodo 5^ en dicha primer cadena horizontal de ánodos 5 situada en la parte inferior el que proporciona protección catódica para la porción inferior del tanque que comprende la parte inferior y la porción de la pared vertical que se ha humectando por agua de mar. De esta manera, hasta que dichos ánodos 6 de dichas cadenas verticales de ánodos 5 que descansan en la parte inferior ocupan substancialmente el centro de gravedad de la superficie del tanque que está por protegerse que comprende el área de superficie de la parte inferior del tanque S-i + S2 más el área de superficie de la porción inferior de las paredes laterales S3 situada por debajo de la parte inferior de los ánodos suspendidos 61 , y las corrientes extremadamente elevadas que se inyectan con objeto de lograr el nivel requerido de polarización tan rápido como sea posible se distribuyen en manera óptima y uniforme desde el centro del tanque a la periferia de la parte inferior y hasta la pared lateral a una altura H. El proceso de polarización se explica con referencia a las figuras 7A a 7D y 8A a 8B muestra como la densidad de corriente (mA/m2) varía como una función de posición relativa a un ánodo en las figuras 7A a 7D. La figura 7A muestra densidad de corriente al inicio de la inyección de corriente en el ánodo, y las figuras 7B, 7C y 7D son diagramas en casos sucesivamente posteriores. Las figuras 8A y 8B diagraman respectivamente el potencial electroquímico E y la densidad actual (l/m2) según se mide en un punto dado en la superficie del tanque a tratarse, como una función de tiempo. En las figuras 8A y 8B, puede observarse que el potencial electroquímico E y densidad de corriente se originan simultáneamente hasta un tiempo tp en el cual el potencial electroquímico E alcanza un valor de inmunidad de -0.95 V en el caso actual, que es característico de polarizar el 9% de acero de níquel que se utiliza, y en el cual substancialmente de manera simultánea un pico de densidad de corriente se alcanza de 250 mA/m2 a 275 mA/m2. Puede observarse en las figuras 7A a 7D que tan pronto como la inyección de corriente comienza en un ánodo, la densidad de corriente es muy grande en la zona próxima al ánodo y se reduce al alejarse del mismo. La corriente de inyección se limita voluntariamente a un valor máximo que yace en el rango de 250 mA/m2 a 275 mA/m2 ya que este nivel es suficiente para alcanzar el potencial de protección (-950 mV) de tal acero muy rápidamente. Un procesos electroquímico ocurre dentro del agua de mar cargada con sales minerales y un depósito de escala a base de magnesio y calcio se observa. Esta escala se deposita entonces entre t = 0 y t = tp en las figuras 8A y 8B en la zona próxima al ánodo, después de lo cual la densidad de corriente disminuye y se estabiliza en el rango de 50 mA/m2 a 100 mA/m2 aunque el voltaje E no varía más significativamente y permanece a aproximadamente -1 V. El depósito de escala se debe al incremento en pH en la superficie polarizada y crea una barrera aislante natural que tiene el efecto de causar que la densidad de corriente sobre el área concerniente se reduzca por debajo de un valor que yace en el rango de aproximadamente 50 mA/m2 a aproximadamente 1 00 mA/m2, que es suficiente para mantener el potencial E a un valor más negativo que -0.95 V para un 9% de acero de níquel, previniendo así cualquier proceso de corrosión. De esta manera puede observarse que al mover el ánodo tan próximo como sea posible a la parte inferior del tanque y al incrementar el nivel de corriente inyectado, el procesos con el cual la capa protectora se forma se acelera significativamente. En la práctica, al colocar los ánodos 5-i en unos pocos centímetros desde la parte inferior, se sumerge en unos pocos minutos si el velocidad de llenado con agua de mar es mayor que 1000 metros cúbicos por hora (m3/h), de manera que una vez que se han sumergido entran en acción casi instantáneamente y dentro de unos pocos minutos confieren el inicio de protección eficaz. Además, cuando el nivel de corriente inyectada es suficientemente alto en los ánodos de capacidad elevada (capacidad de 50 A), y cuando los ánodos están presentes en números suficientes y se distribuyen de manera adecuada como se distribuye arriba, también es posible obtener protección catódica rápidamente (en unos pocos minutos) a una distancia que puede ser tan grande como aproximadamente 10 metros. De esta manera, dentro de unas pocas décimas de minutos, su superficie total en la parte inferior del tanque se protege completamente en tal manera para evitar cualquier inicio de corrosión. En una modalidad preferida, la prueba de verificar el tanque para derrames y resistencia mecánica al llenarlo con agua comienza al llenar el tanque con agua fresca a una velocidad de 1000 m3/h hasta que los ánodos inferiores 5i se sumerjan completamente, lo que generalmente representa una profundidad de 5 cm a 10 cm y de esta manera un volumen de agua que es razonable. Después, la corriente se inyecta en dichos ánodos y el llenado se continua utilizando agua de mar a una velocidad muy elevada. El agua "fresca" puede tomarse ya sea de los conductos principales de suministro de agua local o de agua de río o de agua industrial, el proporcionarla no es demasiado agresivo. Una vez que el agua de mar se mezcla con el agua fresca y la corriente se inyecta en los ánodos, la superficie de metal de la parte inferior del tanque se polariza en una configuración de protección catódica en unos pocos minutos debido a la manera en que los ánodos se distribuyen y debido a las corrientes muy largas que se inyectan a simultáneamente a través de todos los ánodos que descansan en la parte inferior del tanque. Dichas cadenas de ánodos 5 y 6 se conectan a uno o más generadores de corriente 9, y un dispositivo 9-\ monitorea y controla la corriente a través de un cable 8 que se extiende fuera del tanque 1 , preferentemente a través de la parte superior del mismo. Una pluralidad de cadenas 5, 6 pueden conectarse juntas en conjuntos y asociarse con un generador de corriente único 9. Sin embargo, dichas primeras cadenas horizontales de ánodos 5 y dichas segundas cadenas verticales de ánodos 6 se conectan preferentemente a diferentes generadores 9 o a un generador único 9 asociado con diferentes controladores 9a-9c, y preferentemente cada uno de dichas cadenas de ánodos 6 se conecta a un generador diferente 9 o controlador 9a-9c, permitiendo así que la inyección de corriente se controle de manera diferente en cada una de dichas cadenas 5, 6 (como se describe abajo) para optimizar la protección catódica como una función de las zonas de la pared inferior 2 y la pared lateral 3 que se protegen. Esto puede hacerse necesario por defectos que ocurren las particulares de dichas zonas, y es ciertamente necesario si el tanque es prismático en una base poligional, ya que tal tanque tiene esquinas que son relativamente frágiles y que requieren un nivel más elevado de protección catódica que el resto del tanque. En la figura 2, las diversas cadenas verticales de ánodos 6 suspendidas desde la superestructura 4<¡ del domo 4 del tanque, y las diversas cadenas horizontales 5 que descansan en la parte inferior del tanque, se conectan eléctricamente por medio de cables 8 a un generador de corriente único 9, con los diversos cables 8 suspendiéndose desde una ménsula 20. Tal ménsula 20 también puede instalarse en la modalidad preferida y ventajosa mostrada en la figura 9. En la figura 9, el potencial electroquímico E de la pared del tanque 1 se monitorea al colocar tres sensores 10a, 1 0b y 1 0c en la parte inferior 2 del tanque y al colocar tres sensores adicionales 1 0d, 10e, y 10f a lo largo de una línea generadora de las paredes verticales. Estos sensores 1 0a-1 0f, por ejemplo, del tipo de celda de referencia Ag/AgC1 , se conectan a una unidad de control y monitoreo 1 1 , y los valores potenciales electroquímicos se registran por toda la duración de la prueba en una computadora tipo PC 1 2. La corriente de polarización de bajo voltaje, por ejemplo, CD de 24V se suministra por un transformador y unidad rectificadora 9 conectada al suministro de energía principal y conectada a tres controladores electrónicos 9a, 9b, 9c utilizando triresistores bajo el control de la unidad de control y monitoreo central 1 1 . El controlador 9a se conecta a todas de dichas segundas cadenas verticales 6, y los controladores 9b y 9c se conectan respectivamente a dos diferentes de dichas primeras cadenas de ánodos 5 o a dos de dichos primeros ánodos continuos 5 colocados en un semicírculo y descansando en la parte inferior del tanque, pero aislados del mismo, como se explica con referencia a la figura 1 0. Los sensores 10a a 1 0c colocándose en la parte inferior se colocan ventajosamente como sigue: ¦ el sensor 10a se sitúa próximo a los ánodos circulares para monitorear la onda de polarización mostrada en la figura 7A y su desplazamiento hacia 7B; « el sensor 10b se sitúa próximo a la esquina con la pared lateral cilindrica para monitorear como la corriente de polarización varía a medida que el agua se vuelve más profunda; y ¦ un último sensor 10c se ubica ventajosamente hacia el centro del tanque para monitorear el estado de polarización sobre la parte inferior completa del tanque, como se muestra en las figuras 7C y 7D. Los sensores 10d, 10e y 10f se instalan ventajosamente a lo largo de una línea generadora de la pared vertical 3 para monitorear la polarización a medida que la profundidad del agua se eleva hasta la parte superior de dicho tanque. Para clarificar la figura, los cables que conducen a los sensores se muestran como conectándose directamente al sistema de control y monitoreo 1 1 , pero en realidad, siguen una trayectoria similar a aquella de los cables de energía 8, es decir, van hasta dentro del tanque y se dejan al nivel del domo a través de una ménsula 20, antes de regresar hacia abajo a dicho sistema de control y monitoreo 1 1. El potencial electroquímico necesita mantenerse en un rango más allá de un valor mínimo (absoluto), por ejemplo, más negativo que -0.95 V, aunque no vaya más allá de -1 .2 V, por ejemplo. De esta manera, tan pronto como dicho potencial electroquímico se acerque a dicho valor mínimo (absoluto) de -0.95 V, el sistema de control y monitoreo 1 1 incrementa significativamente la corriente que se inyecta por medio de los controladores correspondientes 9a, 9b y 9c. De manera similar, cuando el potencial electroquímico se aproxima a -1 .2V, dicho sistema de control y monitoreo actúa al reducir significativamente la cantidad correspondiente de corriente que se inyecta. Como se muestra en la figura 10. permanece dentro del espíritu de la invención que los ánodos se distribuyan en la parte inferior como una pluralidad de círculos, o en cualquier otra clase de distribución geométrica, sin considerar si los ánodos son discontinuos o cilindricos en forma, ovales en forma, o poliglonales, y sin considerar si son continuos en la forma de un cable (ánodos de "alambre") que presentan alto desempeño en términos de capacidad de inyección de corriente,, debe entenderse que en todas de tales disposiciones, dichos ánodos se mantienen separados de ia superficie al aislar los dispositivos para prevenir cortocircuitos directos y cortocircuitos electroquímicos. Las figuras 1 1 y 12 muestras modalidades variables de dichos primeros ánodos 5i , en ios cuales las variantes se constituyen por primeros ánodos ubicados para terminar segundas cadenas verticales 6. Dichos primeros ánodos 5i descansan en la parte inferior 2 del tanque a través de un medio de soporte 52, dicho - segundo ánodo más próximo 61 situado inmediatamente arriba, colocándose a una altura H que yace en el rango de 1 m a 4 m. En las figuras 1 y 1 2, dichos primeros ánodos 5i se colocan horizontalmente, es decir, su dimensión principal se encuentra en una dirección horizontal, mientras que para los segundos ánodos 6-1 que se proponen proteger las paredes laterales verticales, los ánodos se colocan verticalmente, es decir, su dimensión principal se extiende en una dirección vertical. En la figura 1 1 , dichos primeros ánodos son de forma oblonga y se mantienen por medios de soporte 52 constituidos por discos aislante verticalmente colocados fijos a extremos respectivos del ánodo. En la figura 1 2, dichos primeros ánodos 5 son discos horizontales soportados por medios de soporte constituidos por plataformas o extremidades inferiores 52 colocadas bajo dichos discos que constituyen dichos primeros ánodos 5i. Después de que el tanque se ha construido y antes de que se llene con agua de mar, dichos primeros ánodos se instalan en la parte inferior de dicho tanque y mantienen en su lugar, ya sea al fijarse mecánica o por adhesivo temporal, o al estabilizarlos con pesos, para asegurar que la instalación no se deforme o se mueva mientras el tanque se está llenando, con dicho llenado realizándose a una velocidad considerable (1 000 m3/ a 1 500 m3/h) dando origen así a grandes cantidades de turbulencia. Dichas segundas cadenas verticales se suspenden desde la estructura \ del domo, y los diversos cables para alimentar corriente y los diversos cables de medición viniendo desde las células que miden el potencial electroquímico dejan el tanque al nivel del domo antes de alcanzar las unidades de energ ía y las unidades de control y monitoreo. Las paredes del tanque se prueban para derrame tanto en lo concerniente a la pared lateral vertical, como en lo concerniente a la conexión entre la pared inferior y la pared lateral, al observar dichas paredes desde afuera, en particular desde la zona fijada afuera para el aislamiento y que es accesible debido a su tamaño. Al final de la prueba, el tanque se vacía, y después las células de medición se extraen, ya que son los primeros y segundos ánodos. El tanque se enjuaga entonces utilizando un chorro de agua fresca bajo presión, sobre la superficie total de su pared con objeto de eliminar todos los indicios de sal, después de lo cual el agua se deja evaporar.