問題的提出
儲油罐多釆用陰極保護方式,在罐周安裝接地極,迫使電流通過土壤流入儲罐底板,使金屬原子不失去電子而變成離子,完成罐底板防腐保護。如果儲罐周圍防雷接地安裝不當,大部分電流將通過接地極流入儲罐底板,使陰極保護失去作用。通過對均布陽極陰極保護檢測發(fā)現,如果將陽極布置在儲罐周圍,大部分陰極保護電流通過儲罐的防雷接地流入儲罐,而通過土壤進入儲罐的電流微乎其微,儲罐幾乎得不到保護。
某新建油罐直徑約9m,基礎為厚300mm的夯実戈壁土,厚100mm的瀝青砂,儲罐底板外側涂刷瀝青漆防腐涂料。40支低電位填包鎂陽極分成兩圈布置在儲罐周圍,第一圈陽極距離罐壁約3.5m,第二圈陽極距離罐壁約5.5m,埋深約2.3m。每支陽極重14.5kg。在兩圈陽極中間安裝扁鋼環(huán)形接地,并布設6支防雷接地極(260mmx1000mm石墨),接地極布置在儲罐兩側,用40mmx4mm鍍鋅扁鋼連接(見圖1)。陽極及接地極浸泡回填后,對油罐進行了現場測試,測試結果(見表1)表明,約有99.5%的陰極保護電流通過儲罐的防雷接地流入儲罐,僅有0.5%的電流通過土壤流入儲罐底板,對于儲罐底板幾乎無陰極保護作用。
儲罐陰極保護電流的合理分布
(1)將防雷接地極和陰極保護陽極合二為一在犧牲陽極陰極保護中,要求陽極的接地電阻盡量低,這與防雷接地的要求是一致的。如果加大陽極連接電纜的截面積,使之達到防雷接地的要求,可以用犧牲陽極系統(tǒng)代替防雷接地系統(tǒng),使犧牲陽極起到陰極保護和防雷接地的雙重作用。
(2)在儲罐基礎中敷設防滲膜,對于新建儲罐,將陽極置于滲膜內部,接地極裝在防滲膜外部。這樣防滲膜僅可以阻斷陰極保護電流向接地極流失,而且還以防止儲罐底板滲漏的油品向地下滲透而污染地水。防滲膜一般釆用厚度為2mm的具有一定韌及強度的PVC塑料膜,并保證其搭接寬度大200mm。這樣,就可以使其與儲罐連接的管道免絕緣法蘭。
⑶在已建儲罐防雷接地線中安裝接地電池圖。通常,接地電池處于開路狀態(tài),當儲罐遭雷擊或產生故障電壓時,接地電池會導通,并將產的電流釋放到大地中。接地電池應滿足動作電壓40V、電流排放為100kA的要求。
(4)對儲罐陰極保護效果進行一次全面的調査評估。陰極保護和防雷接地涉及陰保、電氣兩個專業(yè),兩套規(guī)范。設計人員必須兼顧雙方專業(yè),對目前釆用的電氣防雷接地規(guī)范以及陰極保護規(guī)范進行相應的修改,使設計有據可依。
(5)對于新建儲罐,無論外加電流陰極保護還是犧牲陽極陰極保護,都應盡量將陽極布置在儲罐基礎中,位于儲罐底板下面,并釆用防滲膜,將陽極與儲罐底板范圍以外的土壤隔開。
(6)對于已建儲罐,如果要增加陰極保護系統(tǒng),貝U應同時改造接地極(如安裝接地電池),使陰極保護真正發(fā)揮作用。