[发明专利]防渗膜条件下罐底外壁强制电流阴极保护方法

说明书

本发明公开了一种防渗膜条件下罐底外壁强制电流阴极保护方法，包括如下步骤：第一步、收集阴极保护现场数据；第二步、确定阴极保护电流；第三步、确定阴极保护电源设备；第四步、确定阴极保护电源设备的保护电位调节范围；第五步、设置辅助阳极；第六步、确定参比电极。与现有技术相比，本发明的积极效果是：通过采用恒电位仪作为阴极保护供电电源，有效地将罐底外壁保护电位恒定维持在需要的区间范围；通过分析、计算、测试，在防渗膜工况下阴极保护电源设备保护电位调节范围确定为0V～‑30V；采用网状阳极布置方式电位分布更均匀，效果更优。

技术领域

本发明涉及一种防渗膜条件下罐底外壁强制电流阴极保护方法。

背景技术

国内大型立式储罐罐底外壁一般均施加有阴极保护，但如罐底增加了防渗膜，由于防渗膜对阴极保护电磁场的屏蔽和隔离作用，导致了罐底腐蚀环境的变化，对现有的阴极保护系统在设备选型、阳极选择、电阻压降等参数均产生了差异，此种差异可能导致阴极保护的偏差和失效。常规的大型立式储罐罐底外壁阴极保护主要有如下设计要点：

1、罐底外壁强制电流阴极保护系统

国内大型立式储罐罐底外壁阴极保护方法分为牺牲阳极方式和强制电流方式，以强制电流阴极保护方式为主。强制电流阴极保护系统通常由阴极保护电源设备、辅助阳极、通电点、参比电极、测试装置等几部分，通过电缆连接而成。

2、阴极保护电源设备类型

强制电流阴极保护系统所用的电源设备主要有整流器、恒电位仪二种型式。

整流器是一种将交流电转换为直流电的装置，具有结构简单，输出电压、输出电流连续可调、操作和维护简便的优点，但不具备负载变化时，自动调节输出电流、自动控制保护电位的功能，需要手动调节。常规储罐设计中通常认为当阴极保护系统投运后，外界对罐底的干扰程度低，罐底外壁通电点的保护电位是较为恒定的，电源设备采用整流器能够满足要求。

3、恒电位仪控制电位范围

恒电位仪是将参比电极测量电位作为取样信号，与控制电位进行比较，实现控制并调节极化电流输出，使通电点保持在设定的控制电位上的装置，具有当负载变化时自动调节输出电流，自动控制保护电位，保证通电点电位恒定的功能。恒电位仪控制电位范围一般为0V～-3V(相对于铜/硫酸铜参比电极)，该电位调节范围是根据IR降来确定的。IR降指阴极保护电流在介质中流动所造成的电阻压降。罐底阴极保护电位所测量的是参比电极与被保护体之间的电位。

对于罐底阴极保护系统而言，由于参比电极置于罐底板下的砂垫层内，通电情况下所测得的参比电极与罐底之间的电位由：①罐底板的自然电位；②罐底板的阴极极化电位；③罐底板与砂垫层之间过渡电阻引起的电压降；④测量回路电阻引起的电压降；⑤参比电极与阳极之间的电位偏移等因素组成。上述因素中，第①②项是真正反映罐底被极化的程度，是电容性质的参数；其余项是电阻性质的参数，他们所引起的电压降可统称为IR降。

为有效评价阴极保护状况，需要获得罐底板的真实的阴极极化电位，通电情况下电位测量的数值必须消除IR降才能知道罐底板的实际极化电位。由于IR降是电流和电阻的常数，为了消除IR降影响，通常采用《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》(GB/T 21246)所推荐的断电电位测试方法，测得的断电电位，视为消除IR降后的的极化电位。IR降的数值可视作通电电位与断电电位的差值。

4、辅助阳极

罐底外壁强制电流阴极保护系统配套的辅助阳极，可选择罐基础外安装深井阳极、浅埋高硅铸铁阳极，以及在罐基础内(通常为砂垫层内)安装网状阳极、线性阳极和浅埋高硅铸铁阳极几种方式。

由于环梁(主要是环梁内钢筋)对罐外阳极产生一定的绝缘屏蔽层作用，故相对罐外阳极(罐基础外深井阳极、浅埋高硅铸铁阳极)来说，在罐底基础的砂垫层内安装网状阳极、线性阳极或浅埋高硅铸铁阳极的近阳极方式更为适宜。