储罐内壁牺牲阳极阴极保护设计方案及说明书_2019

水储罐的内部施加阴极保护
在大型的储罐之中，比如大型的水罐，海水储罐、锅炉供水罐、电站河水罐，这些都是一些大型的水罐，在选择辅助阳极的时候可以使用硅铁、石墨、铅等，在灌顶的位置悬挂下去，就可以将阳极固定起来，这样就能获得比较均匀的分布电流。

可以直接将牺牲阳极固定在罐的内壁上，这就是牺牲阳极阴极保护法，要尽可能的保证分布均匀。

在家庭用的水箱之中，一根镁阳极就足够了，在比较大的水箱之中就需要比较多的牺牲阳极。

对原油脱水罐施加阴极保护
在原油脱水罐之中的液体有水、乳化液、油，水层中的含盐量几位的高，还有一些有机酸、二氧化碳、硫化氢等物质，这些的腐蚀能力比较强，就应该采取阴极保护。

在温度低于30℃并且含盐量很低的情况下，可以使用镁阳极或者是铝阳极。

一般来说，强制电流法是最为经济有效的，可以使用多种类型的辅助阳极。

在阴极保护产生的气体以及油品之中会产生气体，这种气体是非常危险的，易燃、易爆，而且很容易发生火花，发生危险，酿成很严重的后果，需要谨慎的处理。

牺牲阳极法阴极保护方案一、将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。

二、牺牲阳极法阴极保护的优点：（1）不需要外部电源；（2）对邻近金属构筑物无干扰或很小；（3）电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。

（4）调试后，可不需日常管理；（5）保护电流分布均匀，利用率高；三、牺牲阳极材料1 作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件:1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。

1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。

牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比，以%表示。

1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。

1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。

1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。

1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。

2、镁2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。

2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。

2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。

镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。

正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。

而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。

镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。

牺牲阳极施工图设计说明(五)阴极保护1.主要设计及施工规范《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2018《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2017《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-20232.设计概况本工程对消耗油库至外场供油干管和同油干管进行牺牲阳极阴极保护。

供油干管与回油干管平行敷设，采用联合阴极保护方式，被保护管道两端设绝缘接头。

被保护管道相关数据见下表：3.设计参数土壤电阻率：30Ω∙m覆盖层电阻率：≥10000Ω∙m2设计使用年限：20年管道最小保护电流密度：0.05mA∕m2管道自然电位：-0.55V(CSE)管道最小保护电位：-0∙85V(CSE)4.设计内容及技术参数4.1本工程设5组镁合金牺牲阳极，每组设3支阳极块，每组间距400米。

4.2设测试桩5组，与牺牲阳极结合设置。

5.材料的选用及技术要求5.1本工程选用镁合金牺牲阳极，牌号:AZ63B,质量符合《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015中的要求。

阳极形状选用梯形。

牺牲阳极应具有完整的质量证明文件，阳极上应标记材料类型，阳极质量和炉号。

阳极电化学性能、规格尺寸如下表：5.2牺牲阳极填包料由石膏粉、膨润土和工艺硫酸钠组成，它们的质量百分比为75：20：5o填包料预包装,袋子应采用麻袋或棉质布袋,不应采用化纤类包装袋。

填料厚度应均匀密实,各个方向填料厚度不小于200mmO5.3阴极保护电缆采用铜芯电缆，型号为：YJV22-1KV∕1X10mm26.主要施工技术要求6.1阳极使用前应对表面进行处理，清除表面氧化膜和油污，使其呈金属光泽。

6.2阳极采用立式埋地敷设方式，阳极与被保护管道间距3米，成组布置阳极间距3米，阳极覆土厚度不小于15米。

6.3牺牲阳极应埋设在冻土层以下，并尽量敷设在土壤电阻率低的位置。

阳极与管道之间不应存在其他金属构筑物。

储罐内壁牺牲阳极阴极保护方法由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S-2、Cl-、HCO-3、Na+、Ca+2等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。

目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。

通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。

阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。

牺牲阳极保护法特点：①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。

②投入成本较低，经济性强。

③安全可靠，无需专人管理。

④保护效果显著。

根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。

内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。

对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。

根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。

阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。

牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。

针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤：①计算阴极保护面积（罐内浸水面积）罐底内壁保护面积计算：S=πr2S-保护面积r-储罐半径②选定保护电流密度，计算保护电流保护电流计算：I=SIaS-保护面积Ia-保护电流密度③确定保护年限，计算所需阳极总量阳极使用寿命：Ｔ＝0.85W/ωIT-阳极工作寿命a W-阳极净质量，kgω-阳极消耗率kg/(A.a)④根据阳极单支数量，计算阳极支数阳极数量：N=f.IA/IaN-阳极数量IA-所需保护电流A Ia-单支阳极输出电流AF-备用系数，取2-3倍牺牲阳极法是储罐内常用的阴极保护方法，它可以任意布置不必担心电源连接，它的电位有限，没有必要担心过保护为先，牺牲阳极可以做成任意形状。

根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。

内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。

储罐内壁牺牲阳极阴极保护1、原油罐金属底板的腐蚀与防护地上钢质储油罐使用过程中经常遭受内外环境介质的腐蚀，其中罐底板腐蚀穿孔事故占储罐腐蚀事故比率最高，因此应对储油罐罐底板实施有效的防腐措施，减少泄漏事故的发生，以延长储油罐大修周期。

涂料防腐是用覆盖层将金属与介质隔开，从而对金属起到保护作用。

但由于覆盖层有微孔，老化后易出现龟裂.剥离等现象。

若因施工质量差而产生针孔，使裸露的金属形成小阳极，覆盖层部分成为大阴极而产生局部腐蚀电池，则会更快地破坏漆膜。

因此，采用单独的涂料保护效果不佳。

若采用涂料与阴极保护联合的保护方法，使裸露的金属获得集中的电流保护，弥补了覆盖层缺陷，是现阶段储罐罐底板防腐最为经济有效的方法。

储罐边缘板在罐结构中的作用十分重要，但却容易渗进水而遭受腐蚀。

目前在役的储罐均未采取有效的防腐措施，要全面控制罐底板的腐蚀，除了对罐底板主体进行防护外，还要对边缘板外露部分（以下边缘板均特指边缘板外露部分）采取有效的防腐措施。

2、腐蚀机理水是原油罐底板的腐蚀根源，原油和水中的硫化物与罐底板金属反应机理为：在碳钢表面的硫化物氧化皮或锈层有孔隙的情况下，原油罐底水中Cl-离子能穿过硫化物氧化皮或锈层到达金属表面，在金属表面的局部地点形成小蚀坑。

生成的H+离子对金属产生活化作用，使小蚀坑继续溶解，成为孔蚀源。

孔蚀源成长的最初阶段，溶解下来的金属离子发生水解，生成氢离子。

这样会使小蚀坑接触的溶液层的PH值下降，形成一个强酸性的溶液区，这反而加速了金属的溶解，使蚀坑继续扩大、加深。

腐蚀从开始到暴露经历一个诱导期，但长短不一，有些需几个月，有些则需一年至几年。

坑蚀的形成，使原油罐金属底板受到很大的侵蚀。

由于坑蚀的面积很小，加之随机性和高度局部化的特征以及诱导期很长，因此很难用物理方法检测出坑蚀的深度。

即使泄露发生后，再用测厚仪测厚，仍不会发现罐金属底板有明显的减薄倾向。

3、防止罐底板腐蚀的几点措施（1）在油罐金属底板的结构设计中，尽可能将罐底板铺平，并略向脱水口倾斜，以利原油罐底的水脱除干净。

腐蚀原理：原油罐的罐底板是腐蚀最严重的部位。

腐蚀最严重的部位集中在底板最外圈等沉积水较多的浮盘支柱下面，底板腐蚀穿孔基本发生在该部位，罐底板其它部位主要表现为坑蚀，钢板表面存在大小、深浅不一的腐蚀坑。

腐蚀类型主要为均匀腐蚀、坑蚀等，破坏形式主要为腐蚀穿孔。

原油沉积水的腐蚀随着炼油规模的不断扩大，加工高硫原油数量逐年增加，使得原油中H2S、硫醇等活化硫含量提高，再加上原油开采或运输过程中混入的污水，造成原油储罐沉积水腐蚀性增加。

（1）Cl-对腐蚀的影响。

在原油储罐底板最外圈等沉积水较多的部位，底板表面涂层由于长时间浸泡，在针孔或施工缺陷等部位出现局部鼓包、脱落。

Cl-具有直径小、穿透性强等特点，优先有选择地吸附在涂层缺陷部位，与金属结合成可溶性氯化物，在罐底板表面形成点蚀核，逐步发展长大，形成孔蚀源。

孔蚀处的金属与孔外金属形成大阴极小阳极的微电池，阳极腐蚀电流加大，发生电化学反应，阳极溶解金属产生大量的金属正离子。

由于罐底污泥、锈层及点蚀坑造成的闭塞作用，在蚀坑口形成氯离子闭塞原电池，使阴阳离子移动受到限制，造成点蚀坑内阳离子多于阴离子，导致Cl-向坑内移动浓缩酸化，进一步加速腐蚀，使蚀坑逐渐加深、扩大。

（2）S2-对腐蚀的影响。

不同品种的原油含硫比例不一，但都以硫化氢、硫醇和其它硫化物等形式存在于原油中。

S2-的存在不但使阳极反应受到催化，而且还使溶液中的亚铁离子的浓度大大降低，从而使阳极反应的起始电位更负及阳极极化曲线向负方向运动，造成阴极控制过程的腐蚀电流有较显著的增加，最终导致罐底板腐蚀的加剧。

（3）电导率的影响。

根据腐蚀电化学原理，某一腐蚀体系的腐蚀电流等于该体系阴、阳极反应的平衡电位差除以总电阻。

罐底板沉积水的电导率越大，即沉积水溶液的电阻越小，则该体系的腐蚀电流越大，由此表明罐底板沉积水的高电导率，会加剧罐底板的腐蚀。

（4）细菌腐蚀。

在原油罐底沉积水中存在着多种微生物，这些微生物诱发的腐蚀中最复杂的是由硫酸盐还原菌（简称SRB）引起的腐蚀。

储罐罐底板牺牲阳极法阴极保护河南汇龙合金材料有限公司1. 工程概况大庆石化分公司炼油厂有各类储油罐、储水罐近400座，由于储罐常年运行，使罐的基础边缘高于罐底板，雨水直接顺着罐壁进入罐底板内，造成罐底脚腐蚀破坏，影响生产。

2. 牺牲阳极法阴极保护设计被保护的设备原料水罐V402、V403容积均为5000m3，规格为：Φ20m*15m，底板厚9mm。

最小保护电位：-0.85V(CSE)；当土壤中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，保护电位应达到-0.95V(CSE)或更负；最大保护电位：-1.5V(CSE)，保护电流密度：7mA/m2；牺牲阳极使用寿命：大于20a；土壤电阻率：20Ω·m。

3. 牺牲阳极阴极保护系统的竣工牺牲阳极距罐壁2.5m，且在罐周均布垂直埋设。

每台原料水罐58支镁阳极(单重14.5kg)，平均分成6组(9只/组)与罐体相连接，阳极平均间距为1.5m。

在原料水罐进出管道两侧的阳极组为11只。

按此原则将阳极埋设点测量定位。

4. 牺牲阳极保护效果2005年5月至2008年5月V402、V403储罐下面外壁阴极保护罐周保护电位测量结果表明，V402储罐底板最小保护电位为-0.973V (CSE)，最大保护电位为-1. 85V(CSE)。

V403储罐底板最小保护电位为-1.14V(CSE)，最大保护电位为-1.23V(CSE)，符合SY/T 0088-2006给出的规定。

实践证明，牺牲阳极法阴极保护可以避免罐底板下面的金属腐蚀，特别是对焊缝腐蚀的保护更加有效。

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实践证明，在消防水罐内壁采取涂层防护和阴极保护联合保护的方式可以有效消除消防水罐内壁的腐蚀，但是由于消防系统因其承担的社会职责还要保证供水短缺地区的临时供水任务，这就要求消防水罐所采取的涂层和牺牲阳极必须是安全无毒的，因此就必须对牺牲阳极成分进行严格的把控和检测，我公司研发的消防水罐专用牺牲阳极就是针对这一特殊需求研发的，获得了广大客户的一致认可。

其具体做法如下：在水罐的内部涂防腐涂层，用以将金属与电介质环境电绝缘隔离，在水罐的内部均匀安装若干块镁合金阳极作为牺牲阳极、罐体铁板本身作为阴极，利用水作为电解质，使整个结构极化，形成一个二次腐蚀电池。

阴极保护技术和涂层的联合应用，阴极保护可有效地防止涂层破损处产生的腐蚀，延长涂层使用寿命，而涂层又可大大减少保护电流的需要量，改善保护电流分布，增大保护半径，使阴极保护变得更为经济有效，整个过程安全无害，有效的解决了消防水罐焊接处渗水的不足，操作简单、安全性好、稳定可靠，便于推广和应用。

牺牲阳极阴极保护施工方案在工业领域中，使用牺牲阳极阴极保护技术是一种常见的金属保护方法，它通过提供一种辅助电流来保护金属结构免受腐蚀的影响。

本文将介绍牺牲阳极阴极保护施工方案，包括方案的原理、施工流程、关键步骤以及注意事项。

方案原理牺牲阳极阴极保护是基于电化学原理的一种保护方法。

在这种方法中，金属结构（如钢结构）被连接到一个比金属更活泼的金属（作为阳极），使之成为受保护的金属。

当这两种金属结合在一起时，会形成一个电池。

阳极将消耗自身来保护被保护金属（阴极），从而延长金属结构的使用寿命。

施工流程下面是牺牲阳极阴极保护的施工流程：1.确定保护目标：确定需要保护的金属结构，分析腐蚀环境和腐蚀程度。

2.设计系统：根据金属结构的大小和形状设计适当的阳极配置方案，确定所需的阳极数量和位置。

3.安装阳极：根据设计方案，在金属结构周围安装阳极系统，确保每个区域都能得到充分的保护。

4.连接电缆：将阳极系统与外部电源连接，以提供所需的电流。

5.监测系统：建立监测系统以监测金属结构的腐蚀情况，及时发现问题并进行调整。

关键步骤牺牲阳极阴极保护的关键步骤包括：•阳极设计：确保阳极的数量、位置和材料选择合适，以充分保护金属结构。

•电流控制：确保外部电源提供稳定的电流，以保证保护效果。

•监测调整：定期监测金属结构的腐蚀情况，根据监测结果进行调整，确保保护效果持续有效。

注意事项在进行牺牲阳极阴极保护施工时，需要注意以下事项：•确保阳极系统的安装位置和数量合理，以充分覆盖金属结构的每个区域。

•定期检查阳极系统的工作状态，确保其正常运行。

•处理泄漏问题：若阳极系统发生泄漏，及时进行处理，以免影响金属结构的保护效果。

通过以上方案的实施，能够有效延长金属结构的使用寿命，降低腐蚀损失，保证工业设备和建筑物的安全性和可靠性。

镁阳极通常是加入铝、锌、锰的镁合金。

必须保持非常低的镍、铁、铜的含量，因为它们促进自腐蚀。

如果镍的含量超过百分之0.001，就损坏阳极特性。

铜的影响不是太明显。

铜会增加自腐蚀，当含量达到百分之0.05时，如有百分之0.3的锰，则没有有害影响。

铁含量大概在百分之0.01时，假如锰含量超过百分之0.3，不会增加自腐蚀。

加入锰时，由于锰的覆盖而形成铁的晶体，这样铁从熔融状态沉淀下来固化时不会产生有害影响。

加入锌可以使腐蚀性侵蚀更均匀，而且抑制了其他杂志的敏感性。

镁合金阳极电位负，单位质量发生电量大，是理想的牺牲阳极材料。

适用于土壤、淡水及海水等介质中的金属构筑物的阴极保护。

镁合金牺牲阳极按国标GB/T17731-2004镁合金牺牲阳极生产，用于管道的阳极同时符合SY/T0019-97埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范。

成套镁牺牲阳极，由镁牺牲阳极锭1支，一根VV-10㎜2电缆3米，填包料50kg，棉布口袋1条，塑料编织袋1条组成。

即棉布口袋内有镁牺牲阳极锭1支其铁芯上焊VV-10㎜2电缆3米1根，焊接处做绝缘处理，并套有热缩管。

镁牺牲阳极锭周围均匀分布50kg填包料。

棉布口袋外套塑料编织袋1条。