如何有效的解决石油储罐防腐的问题？牺牲阳极和外加电流阴极保护的比较。
如何有效的解决石油储罐防腐的问题？牺牲阳极和外加电流阴极保护的比较。
阴极保护装置安装在现有的钢制地下储罐和管道上，以满足腐蚀保护要求。然而，仅仅安装阴极保护系统并不意味着万事大吉，阴极保护系统并不能总是非常有效的发挥作用，需要技术人员持续监测防腐效果，并修复阴极保护系统在运行过程中产生的缺陷。如何检查和检验阴极保护系统，使其正常使用，本节我们将讨论阴极保护方法和相关监测标准。
埋地管道和储罐通常含有腐蚀保护设备，地下储罐和管道的腐蚀曾经是地下储罐泄漏的主要原因。在大多数情况下，钢结构的腐蚀防护包括阴极保护(CP)的应用。新型钢罐的阴极保护介质涂层和在现有钢罐上安装阴极保护是控制腐蚀和防止泄漏的经济有效的方法。有效的阴极保护系统的关键是确保正确的安装和维护。维护包括基于监测和测试。
阴极保护基本知识
阴极保护使储罐和管道上的外埋钢表面收集电流，从而逆转未受保护钢上的自然腐蚀电流的流动。储罐上的电流集合使储罐成为电化学腐蚀池(即阴极保护系统)的阴极。腐蚀并不会完全停止，而是简单地从罐转移到腐蚀外部阳极。使用阴极保护时，腐蚀总是发生在阳极(电流离开金属表面进入土壤的地方)，腐蚀不会发生在阴极(金属表面接收电解液电流的地方)。
因此，整个埋在地下的外部金属表面可以被强迫成为阴极，它不会腐蚀，所以这种技术被称为阴极保护。阴极保护的定义是“通过施加一个外部电动势，将电极的腐蚀电位转移到低氧化电位，从而降低腐蚀速率。”必须不断地向储罐系统提供电流。如果CP系统中断，储罐将再次开始腐蚀。
为了减少腐蚀防护所需的电流，阴极保护经常与保护涂层一起使用。这些高性能涂料(油漆)使大部分金属表面不接触土壤/水环境。阴极保护只向那些由于涂层失效或损坏而暴露在电解液中的钢表面提供电流，这些涂层失效通常被称为漏点。
有两种类型的阴极保护系统:牺牲阳极和外加电流系统。这两种类型做的事情完全相同——将电流输送到与土壤和/或水接触的钢罐和管道。
牺牲阳极优势
1、无需外部供电；
2、安装非常简单；
3、安装成本更低；
4、维护成本更低；
5、干扰问题很少；
6、有效保护小；
7、电隔离结构。
牺牲阳极缺点
1、驱动电压和电流输出低；
2、在电阻率非常高或低的土壤中不实用；
3、对大型无涂层钢结构无效；
4、当保护大面积埋钢时，阳极寿命可能很短；
5、要求罐和管道与相关管道和其他地下金属结构电气隔离。
外加电流系统的优缺点
电偶/牺牲阳极系统通过类似于日常手电筒电池的电化学反应产生保护电流。选择一种比要保护的金属不那么贵重或更有活性的金属作为牺牲阳极。阳极与待保护槽/管电连接，并埋在土壤中。更活跃的金属(阳极)腐蚀(牺牲)，而金属罐/管道(阴极)被保护。保护电流进入结构，克服和防止腐蚀电流的流动。
在保护地下储罐时，阳极材料可选用镁或锌。阳极的数量、尺寸、类型和位置应通过对被保护设施的详细调查确定。在决定使用牺牲阳极阴极保护系统之前，必须考虑诸如储罐系统的电气隔离/连续性、土壤电阻率、埋地结构对施加电流的响应和外部涂层等因素。牺牲阳极系统保护储罐的能力较低，通常用于新的、涂层良好的、电气隔离的储罐。
一般情况下，在以下情况下使用牺牲阳极:
1、土壤电阻率低(当电阻率高于10,000 ω -cm时很少使用)；
2、与其他金属地下结构的干扰问题严重；
3、没有电源；
4、罐和管道都涂有涂层并电气隔离。
在大多数情况下，镁或锌阳极直接连接到需要保护的槽或管道上。这些特殊的阳极不需要外部电源。镁和锌阳极被一种特殊的回填物(石膏/膨润土)包围。这种回填料需要确保牺牲阳极始终处于一个潮湿的、低电阻率的环境，提高阳极效率和延长阳极寿命。
外加电流阴极保护系统设计用于保护罐的外部。立管/管道与储罐电隔离，不包括在内。槽具有良好的外部涂层和工厂安装的阳极。提供阳极的目的是保护储罐表面存在涂层间隙和暴露在腐蚀发生的区域。表面面积非常小，不需要大量的牺牲阳极来保护。
当外部结构与储罐(如管道)电短路时，保护作用就会耗尽，储罐的阳极也会被消耗掉。因此，保持储罐的有效电气隔离非常重要。此外，牺牲阳极具有有限的设计寿命。也就是说，由于阳极腐蚀或牺牲，它们将耗尽，不再提供腐蚀保护。因此，一般要求每三年进行一次阴极保护调查。
外加电流系统
外加电流系统的使用和设计比牺牲阳极系统更灵活。外加电流阴极保护系统的工作原理与牺牲阳极保护系统相同。然而，外加电流系统使用外部电源以更高的电压激励阳极。
外部电源称为阴极保护整流器。它将交流电(AC)转换成直流电(DC)，直流电从阳极注入到槽(阴极)的电解液中。保护电流从电解液注入到罐体/管道的外部金属表面，克服和防止从罐体/管道的金属表面流出的任何腐蚀电流。阴极保护整流器可以自动控制，为设备提供恒定电流。此外，一些整流器还配有报警灯，以指示正确的操作。其他常用的整流器有更基本的电压插头用于电流输出调整和一个或两个仪表用于监测。
许多不同类型和尺寸的外加电流阳极可用于外加电流系统。它们包括:
1、石墨
2、高硅铸铁
3、铂铌
4、钛或钽
5、混合金属氧化物
每一个阳极都有特殊的设计、安装和运行特点。大多数阳极预先包装或在现场用高度导电的焦炭颗粒(一种导电的煤炭副产品)回填。专门的回填提供统一的低电阻，以增加阳极寿命和效率。阳极通常安装在槽底深度的指示孔(直径4- 6英寸)中，并在设备周围呈几何间距分布，以便更均匀地将保护电流分配到槽系统。以上是外加电流系统的优缺点。
在安装外加电流系统之前，必须考虑有关现场的许多事实。它们包括但不限于:
1、物理条件和几何形状；
2、土壤电阻率；
3、其他地下金属结构的存在；
4、设施的电气隔离/连续性；
5、储罐/管道涂层效率；
6、当前需求；
7、可用电源。
外加电流优势
1、具有较大的驱动潜力。
2、高电流输出，能够保护其他地下结构，运行成本低。
3、灵活的输出电流。
4、适用于任何土壤电阻率。
5、可保护大型裸钢结构。
6、可以有提示正确操作的警报。
外加电流缺点
1、可能对外来地下金属结构造成干扰问题；
2、电流可能被切断，保护暂时消失；
3、必须定期监控和维护；
4、维护和运营成本相对较高。