陰極保護在油田防腐上的應用

陰極保護在油田防腐上的應用一、油田陰極保護的背景及其意義二、陰極保護的原理及其分類三、保護方案的選擇四、管道陰極保護

五、大罐防腐六、結論與展望一、油田陰極保護的背景及其意義背景：原油儲罐和管道的使用壽命主要受電化學腐蝕的影響，原油儲罐和管道使用壽命的長短直接關系到油田工業(yè)能否長期穩(wěn)定和正常生產(chǎn)。意義：防護原油儲罐和管道使其免受電化學腐蝕，延長使用壽命。二、陰極保護的原理及其分類·

保護原理：陰極保護是一種用于防止金屬在電介質(zhì)（海水、淡水及土壤等介質(zhì)）中腐蝕的電化學保護技術，該技術的基本原理是對被保護的金屬表面施加一定的直流電流，使其產(chǎn)生陰極極化，當金屬的電位負于某一電位值時，腐蝕的陽極溶解過程就會得到有效抑制。犧牲陽極法陰極保護實體示意圖強制電流陰極保護實體示意圖腐蝕管道腐蝕大罐腐蝕四、管道陰極保護1、強制電流陰極保護的組成·

組成：①恒電位儀，②陽極地床，③參比電極，測試樁。MAS2000的接線示意圖2、腐蝕調(diào)查與分析調(diào)查目的：為了分析管道現(xiàn)在所處的腐蝕環(huán)境狀況調(diào)查分析內(nèi)容：1、土壤電阻率與土壤腐蝕性關系2、管道自然電位與土壤腐蝕性關系3、管道覆蓋層絕緣電阻值優(yōu)劣評價等級·

管道腐蝕原因：管道腐蝕主要是受外界環(huán)境影響較嚴重，由于防腐層常年運行老化以及施工或運輸、安裝及補口，熱應力及土壤應力、涂層的老化破壞及涂層微小針孔的存在在所難免，導致管材和土壤電位存在差異，產(chǎn)生電化學腐蝕。土壤電阻率與土壤腐蝕性關系對所埋管道土壤進行電阻率測試，石西區(qū)塊的土壤電阻率在60~150 ，將測量結果與表比較可知，大多數(shù)輸油輸氣管道所處的土壤環(huán)境為弱腐蝕等級。管道覆蓋層絕緣電阻值優(yōu)劣評價等級石西輸油輸氣管線的保護覆蓋層材質(zhì)為黃夾克絕緣電阻為50000，絕緣等級為優(yōu)秀。由上面參數(shù)分析可知，管道所處的腐蝕環(huán)境為弱腐蝕環(huán)境，且有良好的絕緣覆蓋層，因此在設計強制電流陰極保護時對設備要求不高，只需要很小的保護電流及可達到保護要求。4、陰極保護的設計步驟1、工程設計壽命：與使用年限匹配2、管道保護電位：保護電位至少為-850mV（SCE）3、最小保護電流密度：根據(jù)防腐層電阻選取，黃夾克取取104、相關工藝參數(shù)①保護長度L②保護電流I③輔助陽極組接地電阻R④輔助陽極的質(zhì)量G⑤系統(tǒng)電源設備功率P,輸出電壓U,輸出電流I經(jīng)計算得出，此段黃夾克保護層的油線和氣線陰極保護所須功率、電流、電壓都很小，使用現(xiàn)有的設備能達到保護要求。5、管道陰極保護的運行現(xiàn)狀陽極接地電阻4.2Ω,接地電阻偏大（相對設計電阻）結論1、陽極接地電阻大陽極接地電阻過大易造成，輸出電流達不到額定值，使保護距離縮短。解決辦法：陽極地床需開挖,看陽極腐蝕程度,如陽極棒無過度腐蝕,就需澆水,或添加降阻劑以降低接地電阻。2、測量結果一條氣線上無保護電位，不知電送哪去了。解決辦法：用PCM找出莫北站陰極送電到那條管線上去了，如果接錯需更改?！?/p>

3、個別點極化電位偏低，主要由陽極地床接地電阻偏高引起。4、管線測試樁,莫北油氣線后幾公里無測試樁。樁號不清楚,沒有明確表明是那條管線,管線標志樁太少,標志不明顯.。解決辦法:用pcm尋找管線確切位置及埋設深度,對埋深不夠的管段需覆土.對管線標志樁.測試樁重新埋設焊接，做到一目了然。5、經(jīng)過理論設計，得出在現(xiàn)有的設備能滿足陰極保護要求，只需要對其進行適當?shù)木S護就能滿足

要求。五、大罐防腐一、目前現(xiàn)狀石西油田作業(yè)區(qū)目前共有2座油水處理站：石西聯(lián)合站和石南聯(lián)合站；3座轉油站：莫北轉油站、石南31轉油站和莫109轉油站；1座天然氣處理站：石西天然氣處理站。隨著使用年數(shù)的增加，儲罐陸續(xù)出現(xiàn)了腐蝕穿孔的現(xiàn)象，腐蝕穿孔的儲罐主要分布在石西聯(lián)合站、石南聯(lián)合站的沉降罐、凈化油罐，因此需要通過定期清罐、定期壁厚檢測以及定期巡檢，發(fā)現(xiàn)儲罐的隱患部位并及時進行維修，保證作業(yè)區(qū)各類儲罐的安全生產(chǎn)運行。二、腐蝕原因分析原油本身并不腐蝕金屬材質(zhì)，但原油中含有一些腐蝕性雜質(zhì)，如無機鹽、硫化物、氮化物、有機酸、氧、二氧化硫和水分等，這些雜質(zhì)含量雖少。但經(jīng)過長時間的沉降，水沉油浮，在罐底逐漸形成一層沉積水，原油罐底及下壁長期浸沒在沉積水中，而沉積水中含有大量的氯化物、硫化物、氧、酸類物質(zhì)。因此，底部與沉積水接觸部分是油罐中通常腐蝕最嚴重的部位。石西聯(lián)合站4#凈化油罐罐底3、儲罐維護情況作業(yè)區(qū)共有各類儲罐62座，其中需要定期清洗儲罐52座?，F(xiàn)統(tǒng)計作業(yè)區(qū)腐蝕最嚴重的兩個站區(qū)儲罐的維修情況：石南聯(lián)合站各儲罐維修情況統(tǒng)計表石西聯(lián)合站各儲罐維修情況統(tǒng)計表從以上維護記錄可以看出大罐內(nèi)壁腐蝕發(fā)生概率高而且嚴重，是影響大罐安全和壽命的最直接隱患。下面舉莫北轉油站1000方罐為例，說明陰極保護在大罐防腐上的應用。4、大罐防腐應用實例①保護現(xiàn)狀分析②保護方法確定③陽極的選擇④設計步驟①油罐保護現(xiàn)狀莫北現(xiàn)有儲油罐三個1000存儲介質(zhì)為原油，工作溫度25~309 ；外壁S=1457 +底312的鋼制油罐，內(nèi)壁S=176。油罐內(nèi)壁采用環(huán)氧導靜電防腐漆做防腐涂層，外壁采用帶銹防腐漆做防腐涂層，外壁有保溫層。油罐罐底外壁做犧牲陽極陰極保護，采用14支鎂合金陽極，每座罐使用6支鎂合金陽極，在每座罐的進出口管線上安裝有絕緣法蘭。油罐只做了外壁的腐蝕防護，而未做內(nèi)壁的陰極保護。為了減小內(nèi)壁腐蝕，延長大罐使用壽命，對大罐內(nèi)壁保護。②保護方法的確定大罐保護采用防腐涂層和犧牲陽極陰極保護相結合的方式。在罐內(nèi)底板及周圍一定高度的地方采用環(huán)氧基耐油耐鹽水油罐專用絕緣涂料，在內(nèi)壁其它部位可采用油罐專用導靜電涂料。③陽極的選擇考慮到溫度的影響不宜選用鋅陽極因為當在高于50度溫度下工作時，會產(chǎn)生晶間腐蝕極性逆轉等問題?？紤]到安全因素不宜選用外加電流陰極保護和鎂陽極因為鎂陽極保護電位較高可達-1.75V，易產(chǎn)生電火花；選用鋁合金陽極，該陽極使用壽命長，適宜在的電解質(zhì)中使用。④設計步驟1、計算陰極保護面積2、選定保護電流密度，計算保護電流3、確定保護年限，計算所需陽極總量4、根據(jù)陽極單支重量，計算陽極支數(shù)取15塊5、陽極布置與施工按計算得出的陽極數(shù)量，采用兩個原則，即陽極布置均勻和陽極與罐板焊接要牢固，焊后將焊渣去除干凈。六、結論與展望1、根據(jù)莫北—石西管線陰極保護現(xiàn)狀，應用理論知識對其分析和設計。得出，現(xiàn)有的陰極保護設備能滿足保護要求，只需要對其進行適當?shù)木S護工作，就能滿足保護要求。該方法也可以用于驗證其它管線陰極保護效果。2、以莫北轉油站的1000原油大罐為例進行了罐內(nèi)壁的犧牲陽極陰極保護設計，采用