鋼質(zhì)儲(chǔ)罐罐底板外壁陰極保護(hù)方式的選擇與設(shè)計(jì)
文章分類(lèi):防腐論文 添加時(shí)間: 2023/3/15 15:51:14 文章點(diǎn)擊數(shù) :388 作者 admin
鋼質(zhì)儲(chǔ)罐罐底板陰極保護(hù)由于其結(jié)構(gòu)空間狹小,安裝不便,罐體周?chē)泻芏嗟墓奕汉凸艿�,干擾問(wèn)題值得重視,防腐層質(zhì)量較差,需要的電流密度大,罐底板面積大等特點(diǎn),可以分為以下幾種:1、罐周犧牲陽(yáng)極保護(hù)2、罐周外加電流淺埋陽(yáng)極保護(hù)3、罐底網(wǎng)狀犧牲陽(yáng)極保護(hù)(鎂帶)4、罐底網(wǎng)狀陽(yáng)極外加電流保護(hù)。
關(guān)于計(jì)算上述幾個(gè)工程實(shí)例已經(jīng)說(shuō)明,在此不再重復(fù),這里將重點(diǎn)介紹具體如何施工:
3.1、罐周犧牲陽(yáng)極保護(hù):
通過(guò)計(jì)算得出使用量后,根據(jù)罐底板直徑在罐周邊布置鎂陽(yáng)極。鎂陽(yáng)極分布可以根據(jù)設(shè)計(jì)量來(lái)確定組合形式,在確定組合形式后要注明罐基礎(chǔ)的尺寸,因?yàn)檫@影響到我們選擇的鎂陽(yáng)極配置電纜的長(zhǎng)度。在陰極保護(hù)工程手冊(cè)中,鎂陽(yáng)極組合形式兩支一組或根據(jù)具體情況增減。如圖所示:
采用這種方式,可能在具體施工中焊接點(diǎn)過(guò)多,而且與罐底板焊接后過(guò)多的電纜分布在儲(chǔ)罐水泥底座上,存在一定的安全隱患。
采用犧牲陽(yáng)極方式,從施工上來(lái)看比較簡(jiǎn)單,工期相對(duì)比較短。但這種保護(hù)方式因?yàn)殒V陽(yáng)極本身的驅(qū)動(dòng)電位過(guò)低,應(yīng)該只適合于相對(duì)很小型的儲(chǔ)罐適用,對(duì)于大型儲(chǔ)罐的陰極保護(hù),會(huì)因?yàn)楣薜字睆竭^(guò)大,而造成幾何上的屏蔽作用,產(chǎn)生罐邊過(guò)保護(hù),罐底中心欠保護(hù)的情況。為了能夠更好的檢測(cè)罐底的保護(hù)情況,我們通常在罐底板內(nèi)設(shè)置多支參比電極,分布在罐底板的不同位置,通過(guò)不同參比的測(cè)量來(lái)檢測(cè)罐底板的保護(hù)情況。
3.2罐底周邊埋設(shè)陽(yáng)極外加電流陰極保護(hù):
3.2.1、類(lèi)別介紹:
對(duì)于所需陰極保護(hù)電流較大的罐底,此用強(qiáng)制電流法較為合適,因其電流、電壓可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)。當(dāng)罐底保護(hù)面積很大時(shí),輔助陽(yáng)極的布置對(duì)罐底板中心部位的保護(hù)水平起一定作用,通�?晒┻x擇的陽(yáng)極埋設(shè)方式有罐周直埋立式、罐底水平式,罐旁深井式和罐底斜角式。當(dāng)保護(hù)的對(duì)象不是一座而是幾座罐時(shí),可以將幾座罐作為一個(gè)聯(lián)合體共同保護(hù)。上述四種方法在《陰極保護(hù)工程手冊(cè)》第285頁(yè)有圖例。
3.2.2、罐周邊淺埋陽(yáng)極設(shè)計(jì)、安裝說(shuō)明:
首先在工程指定地點(diǎn)開(kāi)挖陽(yáng)極坑,在預(yù)制陽(yáng)極體放置在陽(yáng)極坑內(nèi)之前,先通過(guò)導(dǎo)氣孔向陽(yáng)極體內(nèi)灌水,使內(nèi)部填充焦炭達(dá)到飽和吸收,灌完水后用紗布將導(dǎo)氣孔扎實(shí)。并在陽(yáng)極坑內(nèi)灌入適量的水,然后將陽(yáng)極體平放入陽(yáng)極坑進(jìn)行回填,回填時(shí)不應(yīng)有石頭或雜物,以免影響陽(yáng)極地床的效果。
陽(yáng)極體電纜與陽(yáng)極主電纜連接時(shí)采用鋁熱焊進(jìn)行連接,連接部位采用環(huán)氧樹(shù)脂密封處理。
將陽(yáng)極主電纜連接完畢后集中匯總至接線箱,通過(guò)匯總電纜連接到恒電位儀陽(yáng)極端口。陽(yáng)極電纜需要通過(guò)預(yù)先挖設(shè)的陽(yáng)極溝進(jìn)行敷設(shè),陽(yáng)極電纜溝深應(yīng)該在凍土層以下。陽(yáng)極電纜敷設(shè)時(shí)需要鋪墊100mm-150mm的細(xì)沙,細(xì)沙上面用紅磚覆蓋,然后對(duì)陽(yáng)極溝進(jìn)行回填。
參比電極及測(cè)試樁安裝:在參比電極安裝之前,首先將參比電極進(jìn)行充分浸泡(一般在參比電極施工前一天就將參比電極浸泡)。
參比電極浸泡好后放置在指定的位置,參比電極應(yīng)盡量靠近原油儲(chǔ)罐罐底。參比電極埋設(shè)好后將參比電纜連接到指定測(cè)試樁的接線端子上。恒電位儀的參比電極通常也埋設(shè)在罐底板邊沿,盡量靠近罐底板以減少I(mǎi)R降。
測(cè)試樁安裝時(shí)采用豎直安裝,在測(cè)試樁底部制作水泥基座,基座尺寸為500mm×500mm×300mm, 測(cè)試樁底部留有100mm距離,以便測(cè)試線與參比線的安裝。
陰極電纜、測(cè)試線、跨接電纜、零位電纜的安裝:測(cè)試線連接到指定罐底的鐵板連接件上,如果是幾座罐進(jìn)行聯(lián)合保護(hù),可以通過(guò)跨接電纜將油罐的鐵板連接件連接到一起,測(cè)試線、跨接電纜、零位電纜的端口通過(guò)接線端子連接到鐵板連接件上,通過(guò)固定螺栓固定。接線端口位置要進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂密封處理。
陰極電纜安裝在油罐的連接板上,用接線端子將電纜連接并用固定螺栓固定在指定的鐵板連接件上。完成固定后進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂密封處理。陰極電纜,零位接陰電纜之間的距離保持200mm以上。 恒電位儀放置在陰極保護(hù)間指定的位置上,按照指定接線端口將電纜接好,給恒電位儀通電,按照恒電位儀使用說(shuō)明書(shū)調(diào)節(jié)恒電位儀,使其達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求。恒電位儀控制電位保持在-0.85V到-1.2V之間。
3.3、 罐底板網(wǎng)狀犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù):
罐底板可采用鎂帶犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù),根據(jù)罐底板的計(jì)算面積確定鎂帶用量,鎂帶采用交叉網(wǎng)式連接,交叉點(diǎn)采用卡扣固定,形成一個(gè)平面放置于煤氣柜底板的下表面:
底板鎂帶分布及電纜焊接點(diǎn)示意圖
1、鋪設(shè)鎂帶。在罐基礎(chǔ)上方鋪設(shè)鎂帶,鎂帶橫向間距和縱向間距均為2米。
2、鎂帶鋪設(shè)時(shí),在交叉點(diǎn)采用卡扣固定,并盡量使鎂帶陽(yáng)極網(wǎng)保持平整。鋪設(shè)時(shí)嚴(yán)禁用力踩踏,以防止交叉連接點(diǎn)脫落。
3、在鎂帶陽(yáng)極網(wǎng)鋪設(shè)同時(shí),在預(yù)先設(shè)計(jì)的位置連接陽(yáng)極電纜,并通過(guò)預(yù)留口引至煤氣柜底板外部。
4、鋪設(shè)完畢后,將參比電極均勻的放置在罐底板的相應(yīng)位置,用來(lái)檢測(cè)各個(gè)不同位置的保護(hù)情況。放置之前要先對(duì)參比電極進(jìn)行充分浸泡。如圖所示。
5、在鎂帶陽(yáng)極網(wǎng)上鋪設(shè)其他墊層,鋪設(shè)施工時(shí)注意人員不得用力踩踏陽(yáng)極網(wǎng),避免出現(xiàn)陽(yáng)極網(wǎng)損傷影響對(duì)罐底板的保護(hù),鋪設(shè)同時(shí)保持陽(yáng)極網(wǎng)的整體平整。
6、安裝完畢后,將通過(guò)預(yù)留口引出的電纜與底板進(jìn)行鋁熱焊接,焊接點(diǎn)處做相應(yīng)的防腐處理。
3.3.1、罐底板網(wǎng)狀犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)施工中介紹:
以中心點(diǎn)為起點(diǎn)向兩側(cè)鋪設(shè)鎂帶,第一條和第二條鎂帶鋪設(shè)時(shí),首先用繩子拉出一條直線,然后用卷尺標(biāo)注鎂帶交叉點(diǎn)(三米一個(gè)點(diǎn)),依次向兩邊量出三米的間隔。
標(biāo)線完成后,將標(biāo)好直線的兩端用繩子拉直,然后打開(kāi)鎂帶前端,打開(kāi)大約2圈到3圈的長(zhǎng)度,彎成一個(gè)大的圓圈,用氣釘槍將鎂帶的端部通過(guò)鐵片固定好。
此工序需要兩個(gè)人配合,前面一個(gè)人通過(guò)滾動(dòng)鎂帶卷將鎂帶打開(kāi),后面一個(gè)人通過(guò)拉好的直線,通過(guò)已經(jīng)彎成圓圈的鎂帶往前推動(dòng),沿著直線向前鋪設(shè),同時(shí)通過(guò)拉直的繩子不斷糾正鎂帶,盡量保持鎂帶的鋪設(shè)成為一條直線,然后首先固定住兩端。
鎂帶鋪設(shè)完畢后,按照提前在畫(huà)好的線上標(biāo)識(shí)的點(diǎn)上打固定鐵片。
第一層(橫向或縱向)鎂帶鋪設(shè)完畢后開(kāi)始鋪設(shè)另外一層(縱向或橫向)鎂帶,鋪設(shè)方式跟第1、2、3項(xiàng)相同。然后對(duì)交叉點(diǎn)進(jìn)行固定。
鎂帶鋪設(shè)完畢后,開(kāi)始焊接陽(yáng)極電纜,焊接前首先將鎂帶剝離,露出里面的鋼芯。然后用模具將電纜和陽(yáng)極電纜進(jìn)行鋁熱焊接。
電纜焊接完畢后,采用防腐膠帶和防水膠帶進(jìn)行防腐處理,外層涂抹環(huán)氧樹(shù)脂。
3.4、罐底板外加電流網(wǎng)狀陽(yáng)極陰極保護(hù):
首先在施工開(kāi)始前要求罐前所有進(jìn)出罐的管道應(yīng)進(jìn)行電絕緣,電絕緣的形式可采用絕緣接頭、絕緣短管、及絕緣法蘭等形式,絕緣材料由進(jìn)出罐的相關(guān)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行施工。
網(wǎng)狀陽(yáng)極地床儲(chǔ)罐陽(yáng)極地床將采用鈦片與陽(yáng)極帶在交叉處點(diǎn)焊連接,組成陽(yáng)極網(wǎng)。該網(wǎng)狀陽(yáng)極放置在罐底板與防滲膜或混凝土基礎(chǔ)之間,距離罐底板的距離一般為30-40cm。
參比電極分為罐內(nèi)參比和罐外參比兩種,罐內(nèi)參比電極是為恒電位儀輸出調(diào)節(jié)而設(shè)置,罐外參比是為了測(cè)試儲(chǔ)罐底板下表面不同位置的保護(hù)電位而設(shè)置,參比電極都應(yīng)配有相應(yīng)長(zhǎng)度的電纜。
防爆接線箱是設(shè)置在防爆區(qū)內(nèi)網(wǎng)狀陽(yáng)極和連接恒電位儀分線設(shè)備,防爆接線箱還應(yīng)配有防爆導(dǎo)管。
測(cè)試片)從罐底圓中心線左右兩方各3m處開(kāi)始鋪設(shè),相鄰連接片之間的距離為6m,在混凝土圈梁上標(biāo)出連接片位置,然后鋪設(shè)連接片,連接片兩端距離圈梁150-200mm;在鋪設(shè)陽(yáng)極網(wǎng)時(shí),貴金屬陽(yáng)極帶和鈦金屬連接片應(yīng)采用整根的帶和片,不可將兩根陽(yáng)極帶或連接片焊接在一起作為一根使用,敷設(shè)間距的誤差不超過(guò)±0.1m,鑒于此,在裁剪陽(yáng)極帶和連接片之前應(yīng)計(jì)算規(guī)劃裁剪的長(zhǎng)度,避免造成浪費(fèi);鈦金屬連接片與陽(yáng)極帶之間均采用電焊機(jī)(專(zhuān)用)點(diǎn)焊連接,正式焊接前應(yīng)進(jìn)行試焊,記錄焊接設(shè)定值。
由于貴金屬氧化物的涂層很薄,為了防止涂層磨損,因此在敷設(shè)陽(yáng)極帶時(shí),嚴(yán)禁在沙層上拖拉陽(yáng)極帶。單罐的陽(yáng)極網(wǎng)采用8-12個(gè)專(zhuān)用接頭將電流引入陽(yáng)極網(wǎng),專(zhuān)用接頭一端為鈦片,其與連接片點(diǎn)焊連接,另一端與80米的電纜(VV-0.6/1kV 1×16mm2)鉗接,電纜通過(guò)電纜溝引入罐外防爆箱。
3 、電纜連接及防腐
陰極保護(hù)電纜盡可能考慮同溝敷設(shè),電纜埋深應(yīng)不小于800mm,可根據(jù)當(dāng)?shù)貎鐾辽疃茸鲞m當(dāng)調(diào)整。陰極保護(hù)電纜包括:陽(yáng)極匯流電纜(恒電位儀陽(yáng)極與防爆接線箱間),陰極匯流電纜(恒電位儀陰極與防爆接線箱間),陽(yáng)極電纜(防爆接線箱與罐底板下供電點(diǎn)間),陰極電纜(罐底板陰極回流處至防爆接線箱之間),參比電極電纜(參比電極至測(cè)試樁之間,或罐前參比至恒電位儀之間),測(cè)量電纜(罐底板至測(cè)試樁之間)。
4、 防爆接線箱的安裝
每個(gè)儲(chǔ)罐都設(shè)置一個(gè)陰極保護(hù)接線箱,用于儲(chǔ)罐的陰極保護(hù)陽(yáng)極電纜和陰極電纜的連接,接線箱應(yīng)采用防爆型的,并設(shè)置在罐區(qū)放火堤內(nèi)的儲(chǔ)罐環(huán)梁預(yù)留套管附近。接線箱的設(shè)置安裝及位置須與施工圖上的標(biāo)注相一致,銘牌應(yīng)標(biāo)明工程名稱(chēng)、儲(chǔ)罐編號(hào)、類(lèi)型,埋設(shè)要牢固穩(wěn)定,樁要豎直。防爆接線箱的安裝可參見(jiàn)相關(guān)的防爆標(biāo)準(zhǔn)。接線箱接入從陰極保護(hù)間出來(lái)的兩根主電纜:陽(yáng)極匯流電纜和陰極匯流電纜,并接入從儲(chǔ)罐底板下表面的陽(yáng)極網(wǎng)接來(lái)的陽(yáng)極電纜和從儲(chǔ)罐底板回流的陰極電纜。
網(wǎng)狀陽(yáng)極外加電流陰極保護(hù)示意圖
5、測(cè)試樁的安裝
每個(gè)儲(chǔ)罐都設(shè)置一個(gè)陰極保樁是連接儲(chǔ)罐內(nèi)參比電極電纜、測(cè)試電纜和其它電纜的裝置,由于需要經(jīng)常對(duì)儲(chǔ)罐的陰極保護(hù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,因此測(cè)試樁應(yīng)設(shè)置在儲(chǔ)罐的防火堤外。
3.4.1、網(wǎng)狀陽(yáng)極外加電流設(shè)計(jì)、安裝說(shuō)明
1、 恒電位儀的安裝
恒電位儀是強(qiáng)制電流系統(tǒng)的供電設(shè)備,對(duì)每個(gè)儲(chǔ)罐單獨(dú)設(shè)備進(jìn)行供電,采取一用一備的方式。
恒電位儀的安裝應(yīng)當(dāng)包括工作機(jī)與陽(yáng)極電纜、陰極電纜、零位接陰電纜、以及參比電極電纜和機(jī)殼接地電纜的連接,電纜連接時(shí)應(yīng)確保極性正確,并且確保電氣接觸導(dǎo)通良好。另外還應(yīng)包括恒電位儀陰保數(shù)據(jù)傳輸接口與儀表自動(dòng)化PLC端之間的連接;恒電位儀的調(diào)試、陰保數(shù)據(jù)的傳輸連接等,除了需要參照交、直流恒電位儀電氣聯(lián)接原理圖以外,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照其產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行,必要時(shí)應(yīng)當(dāng)邀請(qǐng)生產(chǎn)廠商的技術(shù)工程師到現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)或親自調(diào)試。
2 、網(wǎng)狀陽(yáng)極的安裝
網(wǎng)狀陽(yáng)極是強(qiáng)制電流系統(tǒng)的輔助陽(yáng)極,它是由一定平行間距混合貴金屬氧化物陽(yáng)極帶(MMO陰極)與一定平行間距鈦金屬導(dǎo)電片垂直交叉敷設(shè)形成網(wǎng)狀,埋設(shè)在距離儲(chǔ)罐底板下表面300-400mm的砂層中。
陽(yáng)極網(wǎng)鋪設(shè)要在中粗砂墊層軋實(shí)100mm后進(jìn)行,可在鋪設(shè)軋實(shí)300mm中粗砂后,按照設(shè)計(jì)間距及指定位置挖出200mm深的砂溝,陽(yáng)極網(wǎng)鋪設(shè)在這些砂溝中,并要求在陽(yáng)極網(wǎng)周?chē)佋O(shè)焦炭粉。貴金屬氧化物陽(yáng)極(簡(jiǎn)稱(chēng)陽(yáng)極帶)與連接片垂直,陽(yáng)極帶從罐底圓中心線左右兩方各1m處開(kāi)始鋪設(shè),相鄰陽(yáng)極帶之間的距離為2m,在圈梁上標(biāo)記出陽(yáng)極帶的位置,鋪設(shè)時(shí)陽(yáng)極帶不應(yīng)在沙層上拖拉,先鋪設(shè)中間的陽(yáng)極帶,然后按設(shè)計(jì)間距逐根鋪設(shè),每根陽(yáng)極帶兩端距離罐周邊150-200mm;鈦金屬導(dǎo)電片(簡(jiǎn)稱(chēng)連接
護(hù)電位測(cè)試樁,用于儲(chǔ)罐陰極保護(hù)電位的測(cè)試。施工中應(yīng)采用符合技術(shù)規(guī)格要求的統(tǒng)一測(cè)試樁,測(cè)試樁的設(shè)置安裝及位置須與施工圖上的標(biāo)注相一致;測(cè)試樁應(yīng)設(shè)置在罐區(qū)放火堤以外,不妨礙交通、方便測(cè)試的地方,銘牌應(yīng)標(biāo)明工程名稱(chēng)、儲(chǔ)罐編號(hào)、類(lèi)型,埋設(shè)要牢固穩(wěn)定、樁要豎直。施工應(yīng)注意:測(cè)試樁與測(cè)試樁基礎(chǔ)之間的連接處應(yīng)進(jìn)行固定及防腐處理,測(cè)試門(mén)鎖應(yīng)涂抹防銹油膏。
測(cè)試樁采用VV-1KV/ 1×6mm2電纜。電纜與罐底板焊接及防腐密封絕緣,電纜連接完成后,地面、地下(10%伸縮余量)均應(yīng)留足余量,以防土壤下沉?xí)r拉斷電纜,地下電纜的敷設(shè)應(yīng)在路面硬化前進(jìn)行。
6、 參比測(cè)試系統(tǒng)的安裝
參比電極分為基準(zhǔn)信號(hào)參比(與恒電位儀相連)和測(cè)量參比(預(yù)置于罐底砂墊層中,經(jīng)電纜引入測(cè)試樁)。每座儲(chǔ)罐外面安裝一支長(zhǎng)效硫酸銅參比電極;罐底參比測(cè)試系統(tǒng)采用雙參比系統(tǒng),即采用兩種不同參比電極(飽和硫酸銅電極和高純鋅參比電極)間隔布設(shè)相互校驗(yàn),使得測(cè)試數(shù)據(jù)更為精確,每個(gè)儲(chǔ)罐設(shè)置4個(gè)硫酸銅參比電極和3個(gè)高純鋅參比電極(高純鋅參比電極采用鋅含量達(dá)到99.99%以上的鋅棒做材料)。硫酸銅參比電極極化時(shí)間短,很快可以測(cè)出極化后的保護(hù)電位,高純鋅參比電極極化時(shí)間長(zhǎng),待極化完全后測(cè)試,可相互校正其測(cè)出的保護(hù)電位。
由于網(wǎng)狀陽(yáng)極的安裝和強(qiáng)制電流系統(tǒng)的調(diào)試有較長(zhǎng)的時(shí)間間隔,因此在網(wǎng)狀陽(yáng)極安裝完成后,陽(yáng)極電纜、陽(yáng)極匯流電纜、參比電纜、陰極電纜、陰極匯流電纜、零位接陰電纜及測(cè)試電纜的留頭要做好保護(hù)并做好標(biāo)識(shí)。
參比電極易受壓碎裂,影響測(cè)試,因此,在有參比電極的地方中粗沙層應(yīng)適當(dāng)加厚100毫米,并做好標(biāo)記在進(jìn)行沙層碾壓時(shí)小心注意。
由于儲(chǔ)罐要進(jìn)行防雷接地,陰極保護(hù)電流會(huì)沿著接地網(wǎng)流失,為了防止罐組內(nèi)各個(gè)儲(chǔ)罐的陰保電流相互串流,造成相互干擾,因此建議罐組內(nèi)儲(chǔ)罐之間防雷接地網(wǎng)不要連接在一起。
檢查陽(yáng)極帶、導(dǎo)電片的間距和參比電極的位置,誤差分別不超過(guò)±10cm、±50cm、±100cm。
檢查陽(yáng)極帶與導(dǎo)電片間的焊接點(diǎn),斷開(kāi)及焊接不牢處要重新焊接。
檢查參比電極、零位接陰電纜、陰極電纜和陽(yáng)極電纜的編號(hào)是否正確。
檢查陽(yáng)極電纜的導(dǎo)通性。尤其在陽(yáng)極網(wǎng)回填過(guò)程中要隨時(shí)檢測(cè)陽(yáng)極系統(tǒng)連通性,如果發(fā)現(xiàn)有斷路現(xiàn)象,應(yīng)立即停止回填,找出故障進(jìn)行修復(fù)。
檢查罐底板匯流點(diǎn)的布置和焊接以及所有電纜接線與接線箱和恒電位儀的連接,確認(rèn)正確無(wú)誤。
檢查每個(gè)陰極保護(hù)系統(tǒng)的接線是否正確無(wú)誤。
檢查犧牲陽(yáng)極的表面是否潔凈;焊接是否牢固,有虛焊需要重新焊接。
絕緣性能檢測(cè)。絕緣電阻值應(yīng)在2兆歐以上。