SU1719463A1

SU1719463A1 - Способ катодной защиты днища резервуара от коррозии

Info

Publication number: SU1719463A1
Application number: SU894745074A
Authority: SU
Inventors: Фарваз Инсапович Даутов
Original assignee: Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1992-03-15

Abstract

Изобретение касаетс защиты от коррозии . Цель изобретени - повышение эффективности защиты резервуаров с дисковым днищем при снижении материальных затрат путем повышени равномерности распределени защитного тока. На днище резервуара на диэлектрической подкладке, роль которой может играть противокоррозионное покрытие, размещают прот женный гальванический анод в виде концентрических относительно центра днища круговых витков, несколько точек которого электрически соедин ют с резервуаром через переменные сопротивлени . Рассто ни между витками и точками соединени анода с резервуаром определ ют по формулам, приведенным в тексте описани изобретени . 2 ил.

Description

Изобретение относитс к защите металлов от коррозии, а более конкретно к способам катодной защиты от коррозии гальваническими анодами - протекторами, и может быть использовано во многих отрасл х экономики.

Известен способ протекторной защиты днища резервуара, включающий равномерное размещение протекторов в форме диска или усеченной пирамиды на днище и электрическое соединение с ним.

Недостатками этого способа вл ютс невозможность регулировани и контрол тока каждого протектора и трудоемкость монтажа.

Известен также способ защиты внутренней поверхности резервуаров, включающий установку в месте сквозного отверсти в стенке резервуара стержневого протектора и регулирование глубины его погружени в рабочую среду.

Недостатком этого способа вл етс сложность и трудность обеспечени равномерной защиты днища при малой толщине коррозионной среды в резервуаре, так как в этом случае требуетс использование большого количества длинных стержневых протекторов , каждый из которых пронизывает стенку резервуара.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ защиты внутренней поверхно 4

Ю N О СО

сти резервуара, включающий размещение на изолированном противокоррозионным покрытием днище резервуара прот женного пруткового протектора в виде спирали и электрическое соединение его с резервуаром в нескольких местах.

Недостатком этого способа вл етс низка эффективность защиты, обусловленна неравномерным расположением протектора на защищаемой поверхности - витки спирали постепенно расход тс , поэтому отдельные участки (центр днища и зона, прилегающа к боковой стенке резервуара ) получают неравномерную защиту от коррозии. Кроме того, дл полного обеспечени равномерной защиты днища требуетс , как показали расчеты, регулирование тока в точках соединени анода с резервуаром с помощью переменных сопротивлений и соблюдение определенных геометрических параметров расположени протектора на днище.

Цель изобретени - повышение эффективности защиты резервуаров с дисковым днищем путем обеспечени равномерности распределени защитного тока.

Эта цель достигаетс тем, что согласно способу катодной защиты днища резервуара от коррозии; включающему монтаж про- т женного гальванического анода посредством диэлектрических элементов на днище и электрическое соединение нескольких точек анода с резервуаром, анод размещают в виде концентрических относительно центра днища круговых витков, в цепи соединени точек анода и резервуара включают переменные сопротивлени , причем рассто ни между витками и точками соединени анода с резервуаром определ ют по формулам

а b In (Ki + VK + 1 ) ;

R cth a/tT

In (K2 + V« 2 - 1) ;

m

b j q TK2

; ,05-1,2,

где а - рассто ние между витками;

I - рассто ние по линии анода между точками соединени анода с резервуаром;

R- переходное сопротивление 1 м поверхности днища в коррозионной среде;

г - продольное сопротивление 1 м ано-. да;

m - используема масса 1 м анода;

j - защитна плотность тока;

g - скорость электрохимического растворени анода;

Т - заданный срок службы анода; h - средн толщина коррозионной среды в резервуаре;

к- удельна электропроводность коррозионной среды.

Нафиг,1 изображено устройство дл реализации данного способа, размещенного на днище вертикального цилиндрического резервуара; на фиг.2 - анод, лежащий на

днище, поперечный разрез.

На днище резервуара 1 (фиг.1) круговыми концентрическими витками размещают прот женный непрерывный гальванический анод 2 из алюминиевого сплава с рассто нием между витками, равгым а, рассчитываемым по приведенной математической формуле. Анод 2 в точках 3, отсто щих друг от друга на рассто нии I, также рассчитываемом по формуле, электрически

соедин ют с корпусом резервуара 1 посредством изолированных кабелей А через регулируемые резисторы 5, размещенные в люке 6 резервуара 1,

Анод 2 (фиг.2) с армирующим стальным

сердечником 7 размещают на днище 1 на диэлектрической прокладке 8, роль которой в покрытых резервуарах может играть диэлектрическое противокоррозионное покрытие днища.

Размещение анода на днище в виде концентрических круговых витков позвол ет равномерно распределить плотность защитного тока между витками, а соединение нескольких точек анода, рассто ние между

которыми определ етс приведенным расчетом , с резервуаром через переменные со- противлени позвол ет обеспечить равномерность распределени защитного тока по длине анода и устранить непроизводительный расход тока и, следовательно, са- мого анода, разрушающегос под действием стекающего тока по закону Фа- раде . Все это повышает эффективность защиты .

Технико-экономический эффект от применени данного способа по сравнению с прототипом обеспечиваетс за счет повышени эффективности защиты при снижений материальных затрат путем повышени

равномерности распределени плотности

защитного тока по поверхности днища и

возможность регулировани тока защиты

(как следствие изол ции анода от днища).

Рассчитывают экономический эффект

дл следующих исходных данных, типичных дл нефтепромыслов: диаметр вертикального резервуара м, толщина и электропроводность подтоварной воды в резервуаре ,2 м, к 6,67 (Ом -м)1, переходное сопротивление 1 м поверхности днища Ом М2, продольное сопротивление 1 м цилиндрического алюминиевого анода диаметром 60, мм ,24 10 5 Ом/м, скорость растворени анода кг/А тод, полезна масса анода ,62 кг/м, разность потенциалов анода и резервуара 0,3 В, защитна плотность тока ,05 А/м2, заданный срок службы анода лет, задаваемый коэффициент неравномерности тока утечки по длине анода ,1.

При таких параметрах в предлагаемом способе рассто ни между витками анода и точками контактировани анода с резервуаром равны

(Ь-2 р ад1;К,- -Б7Дщ-1,47)

а bin (Ki + VKT+T) 2.72

м

0 VRctha/b

I 2

br

In (K2 + vicT-l) 89 м ,

Предположим, что в прототипе рассто ние между витками спирали прин то м. Дл простоты расчетов эффектом, обуслов- ленным оптимальным значением параметра I, пренебрегаем, т.е. принимаем, что в обоих способах рассто ни между точками контакта анода с резервуаром одинаковые.

Дл обеспечени минимальной защи- тной плотности тока на днище в середине между витками анода требуетс разность потенциалов анод-резервуар, равный

1,1

} Т) 1 0.05chgf

0,1 В

в случае предложенного способа и

фактическа минимальна плотность тока на днище равна

Aipo о.з -n.,/.2

Л

К2 R ch а/Ь

1.1 1 ch

,14(A/Nt ).

2.31

. 5 10

15

20

25

30

35

40

Следовательно, при параметре м анод в прототипе обеспечивает в

О 14

x nt- 2,8 раза большую величину плотности тока, котора вызывает лишь непроизводительный расход анода. Соответственно

5 срок службы анода равен Ti т-rg 1,8

года.

С целью исключени перезащиты в случае прототипа можно еще более увеличить величину а, однако при этом резко снижаетс суммарна масса анода, что влечет за собой дальнейшее сокращение срока службы анода, и така защита становитс уже нетехнологичной.

Фор мул а из обретени

Способ катодной защиты днища резервуара от коррозии, включающий монтаж прот женного гальванического анода посредством диэлектрических элементов на днище и электрическое, соединение нескольких точек анода с резервуаром, о т л и- чающийс тем, что, с целью повышени эффективности защиты резервуаров с дисковым днищем путем обеспечени равномерности распределени защитного тока, анод размещают в виде концентрических относительно центра днища круговых витков , в цепи соединени точек анода и резер- вуара включают переменные сопротивлени , причем рассто ни между витками и точками соединени анода с резервуаром определ ют по формулам

1,1-1 -0,05 ,n В. 45 (Kl-bVKTT7):

2,31

где ch - косинус гиперболический в случае прототипа...

В предложенном способе вследствие gQ того, что анод изолируют от днища, в цепи соединительных кабелей можно включить дополнительные сопротивлени и действующую разность потенциалов соответственно снизить с 0,3 до 0,1 В, обеспечива 55 минимально необходимую плбГность защитного тока. В прототипе же така регулировка исключена, поэтому действующа разность потенциалов будет не 0,11 В,-а 0,3 В - то, что обеспечивает протектор. Тогда

2 VRctha/b ,n(K2+

br

Ki

m

b j q TK2

b 2 vRh/c;

где а - рассто ние между вит

J - рассто ние по линии точками соединени анода с р

R-переходное сопротивл верхности днища в коррозион

г- продольное сопротивле

m - используема масса 1

j - защитна плотность то

2 VRctha/b ,n(K2+v/ |-Zl-);

br

Ki

m

b j q TK2

b 2 vRh/c; ,05-1.2.

где а - рассто ние между витками;

J - рассто ние по линии анода между точками соединени анода с резервуаром;

R-переходное сопротивление 1 м2 поверхности днища в коррозионной среде;

г- продольное сопротивление 1 м анода;

m - используема масса 1 м анода;

j - защитна плотность тока;

Т - заданный срок службы анода;

JУУ У-г3 1 , Л 1 I

Y/////////S3

«

Фиг.2

h - средн толщина коррозионной среды в резервуаре;

к -удельна электропроводность коррозионной среды.

Фиг.1

Claims

Фор мул а из обретения

Способ катодной защиты днища резервуара от коррозии, включающий монтаж протяженного гальванического анода посредством диэлектрических элементов на днище и электрическое, соединение нескольких точек анода с резервуаром, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты резервуаров с дисковым днищем путем обеспечения равномерности распределения защитного тока, анод размещают в виде концентрических относительно центра днища круговых витков, в цепи соединения'точек анода и резервуара включают переменные сопротивления, причем расстояния между витками и точками соединения анода с резервуаром определяют по формулам

Δρι = 1,1 · 1 · 0,05 ch =0.11 В , где ch - косинус гиперболический в случае прототипа.

В предложенном способе вследствие того, что анод изолируют от днища, в цепи соединительных кабелей можно включить дополнительные сопротивления и действующую разность потенциалов соответственно снизить'с 0,3 до 0,1 В, обеспечивая минимально необходимую плбтность защитного тока. В прототипе же такая регулировка исключена, поэтому действующая разность потенциалов будет не 0,11 В. а 0,3 В - то, что обеспечивает протектор. Тогда а < bln (Ki + VkT+1) ;

I <2 ?fo-^a/b. in (Κ₂ +^к5-1);

Κι = : b = 2 ^VRh/c; K₂~1,05-1,2 , где a - расстояние между витками;

I - расстояние по линии анода между точками соединения анода с резервуаром;

R -переходное сопротивление 1 м² поверхности днища в коррозионной среде;

г— продольное сопротивление 1 м анода; m - используемая масса 1 м анода: J - защитная плотность тока;

g - скорость электрохимического рас- h -· средняя толщина коррозионной сретворения анода: ды в резервуаре;

Т - заданный срок службы анода: к - удельная электропроводность коррозионной среды.

Фиг.2