Ескізний проект електрохімічного захисту внутрішньої поверхні резервуара РВС-5000 накладеним струмом

1.

Презентація ескізного проекту
електрохімічного захисту
внутрішньої поверхні резервуара
РВС-5000 накладеним струмом
Проектом
пропонується
практична
реалізація
надійного
електрохімічного
захисту
внутрішньої
поверхні РВС-5000 методом катодної поляризації, яка
здійснюється від зовнішнього джерела струму за
допомогою
нерозчинних
електродів
анодних
заземлювачів які мають анодостійке
ɣ- діоксидне
покриття.

2.

Відшаровуван
ня тонкої
плівки ЛФП
без лущення
Низька
міжшарова
адгезія,
відшарування
Основними гравцями на українському ринку
високо стійких покриттів для протикорозійного захисту
морських споруд (нафтовидобувні платформи), внутрішньої
поверхні РВС, шпунтованих стінок морських причалів та ін.
є компанії "Велесгард" та "Йотунгард" з пропонуємими
ЛФМ, такими як лінійка покриттів "Велефорсе" та,
відповідно, лінійка покриттів "Танкгард". Ці дві компанії
виробляють двокомпонентні ЛФМ на основі епоксидної
смоли та дають гарантію на стійкість своєї продукції до 30ти та більше років.
Водночас, моніторинг корозії внутрішньої поверхні
резервуарів,
які
призначені
для
зберігання
високосернистих нафтопродуктів, проведений протягом
останніх 20 років, показав, що навіть при використанні
покриттів, призначених для протикорозійного захисту
морських нафтових платформ, середній термін служби
таких покриттів в парогазовій фазі резервуарів становить
істотно менше 3 років.
Найбільш часто для протикорозійного захисту
обладнання з вуглецевих і низьколегованих сталей
використовують покриття на основі епоксидної смоли,
проте їх основним недоліком є ​низька адгезійна міцність,
особливо в умовах впливу водних електропровідних
Виразкова
підплівкова
корозія ЛФП
Руйнування
покриття ЛФП
на ділянці

3.

Для проведення необхідних електрохімічних
розрахунків був обраний стандартний резервуар
РВС-5000,
що
має
наступні
геометричні
характеристики:
РВС-5000
Діаметр РВС, мм
Діаметр центральної стойки РВС, мм
Висота РВС, мм
Висота РВС до даху, мм
Середня висота шару води, мм
20920
325
17237
15737
10800
На
підставі
загальновідомих
методик
розрахунку
електрохімічного
захисту
внутрішньої
поверхні
РВС
виконано
детальний
розрахунок
системи
електрохімічного
захисту
(ЕХЗ)
з
використанням магнієвих протекторів.
Інженерні розрахунки систем електрохімічного захисту: Навчальний
посібник/ Р.А. Кайдріков, Б.Л. Журавльов; Казан. держ. технол. ун-т. Казань,
2006. 149с. ISBN 978-5-7882-0310-4.
Експлуатаційникові газонафтового комплексу: Довідник/ В.В. Розгонюк,
Л.А. Хачикян, М.А. Григіль; -К; «Росток», 1998.
СОУ 60.31570412-030:2008 Стандарт організації України. Магістральні
нафтопроводи.
Розрахунок
електрохімічного
захисту;
-К;
ВАТ
«Укртранснафта», 2008.
Рекомендації з протекторного захисту днищ сталевих резервуарів від
корозії, що викликається дренажною водою та технологія монтажу

4.

Для розрахунку протекторного захисту були
прийняті такі вихідні дані:
Вихідні дані
коефіцієнт. дефектності протикорозійного покриття Sο, в частках одиниць на 10 рік експлуатації
0,635
проектний термін служби протектора, Тп
5
термін підключення центральних протекторів (ЦП), розташованих навколо центральної стійкі, рік
2
ступінь захисту від корозії Рз, у частках одиниці
питомий опір води ρв, Ом·м
поляризаційний опір сталі, Рс, Ом.м²
діаметр протектора, dп, м
0,95
0,0652
1
0,06
довжина вертикально встановлюваних біля бічної стінки та центральної стійкі протекторів, м
10,8
питомий опір металу протектора, ρп, Ом, м
питома витрата протектора під струмом, q кг/А рік
маса 1м протектора m0, кг/м
коефіцієнт використання маси протектора, Кі
потенціал протектора в пробі води при накладенні анодної щільності струму 1 А/м², виміряний щодо
електрода порівняння φп,
додаткова поляризація протектора у реальних умовах
роботи за рахунок забруднення його поверхні ∆φп, В
4,00E-08
6,5
7,5
0,65
-0,95
0,1
коефіцієнт нерівномірності витоку струму за довжиною протектора К2(К2 = 1,1-1,2444)
1,1
стаціонарний потенціал сталі у водній фазі РВС щодо електрода порівняння φс,
-0,6

5.

На основі розрахунку, відповідно до наведених методик, були
отриманні значення захисного струму, необхідного для захисту
внутрішньої поверхні РВС з урахуванням терміну служби (10 років) ,
зони дії протекторів і коефіцієнту оголеності поверхні, яка
захищається.
Найменування
Струм, А
Для електрохімічного захисту днища резервуару
12,62
Для електрохімічного захисту бокової поверхні резервуару
58,82
Для електрохімічного захисту центральної стійки резервуару
7,54
Найменування
Загальний анодний струм електрохімзахисту РВС
Рік
експлуатації
Струм, А
0-2
16,77
4
40,8
10
78,98

6.

Застосування нерозчинних анодів з ɣ-діоксидним
покриттям для електрохімічного захисту РВС-5000,
який призначений для накопичення підтоварної
пластової води з концентрацією солей 16,2% і з
максимальним наповненням на рівні 10,8 м,
повинно забезпечувати надійний електрохімічний
захист внутрішньої поверхні резервуару на протязі
років.
Для облаштування 10
електрохімічного
захисту РВС-5000 використані електроди анодних
заземлювачів (АЗ) типу «ɣ-ТДМ-АЦ-МВ-ПТ», з такими технічними характеристиками, або аналоги
:
Тип АЗ
Ø, мм
L, мм
G, кг
Sр , м 2
I, А
«ɣ-ТДМ-АЦ-МВ-ПТ»
75
645
2,3
0,089
4,5
q, кг·А/рік
3,0·10-41,0·10-3
Т, рік
10

7.

Анодні заземлювачі
Анодні заземлювач з гамма-діоксидним електроактивним робочим покриттям, які
призначені для електрохімічного захисту резервуару, містять електроди (аноди), які виконані
в пластиковому захисному перфорованому контейнері та які мають в своїй конструкції
отвори для кріплення.
Для зменшення впливу анодного струму на днище РВС, перфорація пластикового
тубусу в його нижній частині відносно діаметру може бути зменшена на половину.
Електроди анодних заземлювачів з гамма-діоксидним електроактивним робочим
покриттям характеризуються високою густиною прикладеного анодного струму – від 300
А/м2 і вище, та низьким значенням електрохімічного еквівалента q – від 0,0003 кг·А/рік до
0,001 кг·А/рік.
Всі електроди анодних заземлювачів виготовлені згідно TУ У 24.4-32905858-001:2016
Заземлювачі анодні. Технічні умови.

8.

Враховуючи
необхідне
для
захисту
резервуара струмове навантаження та
технічні
характеристики
електродів
анодного заземлення, кількість електродів
становитиме
- 18 штук. за схемою «зірочка» з 6-ти променів на
Електроди анодного заземлення
встановлюються
додаткових силових конструкціях. Площина розміщення анодів заземлення паралельна
площині днища і розташовується на відстані від днища, меншій, ніж передбачуваний
мінімальний рівень пластової води в резервуарі.

9.

Розташування електродів анодного заземлення
на додаткових силових конструкціях всередині
РВС-5000

10.

Для монтажу електродів анодного заземлення
на
додаткових
силових
конструкціях
передбачені шпангоути кріплення, відповідно
до ескізного креслення:

11.

Додаткові
силові
конструкції
для
встановлення електродів анодного заземлення
виготовляються із Ст.3. Виготовляються на
місці монтажу, або частками, з урахуванням
розмірів наявних люків-лазів РВС.

12.

Принципова блок-схема електричних
підключень ЕХЗ
РВС-5000
Електрична
комутація
електродів
анодного
заземлення здійснюється за
допомогою
водозанурювального кабелю.
Керування анодним струмом
кожного окремого променя
проводиться за допомогою
шафи
індивідуального
керування.
Контроль анодного струму і
захисних
потенціалів
здійснюється на КВП.
Живлення системи ЕХЗ - від
станції катодного захисту.

13.

Принципова електрична блок-схема шафи
індивідуального керування
Шафа індивідуального керування має шість
індивідуальних каналів регулювання
струму.
Кожен канал має шість ступенів
дискретного регулювання струму

14.

Економічні переваги проекту
(у порівнянні)
РВС-5000
3-х шарове ЛФП
з AL-наповнювачем
2-х шарове ЛФП
(ґрунтування)
+
катодний захист
2-х шарове ЛФП
(ґрунтування)
+
протекторний захист
Гарантійний термін експлуатації (10 років)
(з урахуванням витрат
на електрику)
(з урахуванням витрат
на заміну протекторів)