油罐罐底板导电聚合物 柔性阳极外加电流

1、 引言

在油品储运过程中，目前大多采用钢制储罐储存油品，而钢制储罐容易受到内外环境介质的腐蚀而影响其使用寿命，导电聚合物柔性阳极外加电流保护系统就是防止或抑制被保护金属构筑物发生电化学腐蚀的技术该方法是对被保护的金属施加一定的阴极电流，使被保护金属的电位负于某一电位值，使其上的电化学反应得到抑制，从而使金属的腐蚀得到控制。本文对油罐地板外侧腐蚀原因作了分析，并对导电聚合物柔性阳极外加电流保护系统的应用及在日常管理中存在的问题及判断方法作了一定的介绍。

                    导电聚合物柔性阳极

2、油罐底板外侧腐蚀原因分析

（1 ）、油罐底板外侧直接和沥青砂接触  ，罐底和沥青砂接触程度不同，造成罐底各部位氧气的浓度不同，从而产生氧浓差电池，含氧较大区的金属电极电位低，构成电极的阳极而罐底产生腐蚀。

（2 ）、油罐周围存在杂散电流，杂散电流从罐底流出的地方，成为腐蚀电池的阳极区而造成罐底的腐蚀。

（3 ） 、 土壤中的硫酸盐还原菌也会通过沥青砂抵达油罐底部而腐蚀罐底。这种腐蚀受土壤电阻率、PH 值、含盐量、微生物、含氧量等多种因素的影响。一般土壤电阻率越低，含盐量越大上述腐蚀越严重。

（4 ）、油罐底板外侧经常有盐水存在，盐水中的氯离子渗透能力比较强，造成油罐底板的严重腐蚀。

（5 ）、沿海地区空气潮湿含盐雾，雨水丰富，地下水中盐份含量高，土壤电阻率低 ， 客观上罐底板外侧容易构成电化学腐蚀环境。即使建罐位置位于基岩上，虽然对罐底板外侧的腐蚀有所改善，但并不能最终改变罐底板外侧电化学腐蚀环境。

3、外加电流阴极保护技术原理

在钢铁中的Fe 和C在自然状态下，相互极化至腐蚀电位 EC，相应的腐蚀电流为IC ，当通电进行阴极极化后，电位负移，假如电位极化到E1 ，总电流为  I1，而腐蚀电流则由 IC 降到I1 ，此时腐蚀减小 了，但未停止。I1-I1 为外加的阴极电流。当外加电流继续加大，电位继续负移至阳极的平衡电位EOFe 时，腐蚀电流降为零，完全停止了腐蚀，外加的电流增大到 I2 （此电流即为阴极保护电流 ） 。换句话说，原来C 的电位高， Fe的电位低，两者存在电位差，产生 IC 大小的腐蚀速度 ，阴极保护向金属上通以阴极电流，使之阴极极化，电位向负移，使金属上原腐蚀电池的阴极C 和阳极 Fe的电位差逐渐减小，腐蚀速度下降，当把电位负移到同 Fe 的电位相等时（阴极保护电位约极化到-0.85V ，此电位值是相对于 Cu/CuSO4电极的 ） ，则金属就得到了完全保护。

4、导电聚合物柔性阳极在罐底板阴护中的应用

目前，整流器是外加电流阴极保护系统最常用的电源，整流器结构简单、安全可靠、能长期稳定运行、操作维护简单、价格便宜，是一种理想的阴极保护用直流电源。其通过连续调整所施加的电流，使结构相对于土壤的电位保持在一个预先设定的最佳值这一电位在土壤水、温度、杂散电流等条件的不断变化下保持恒定，从而为结构提供所需的保护。监控系统对每个外加电流阴极保护系统的6 个参比电极的电位进行采样，按照既定的控制策略对变压整流器的输出进行控制，使阴极保护系统的保护效果满足相关的标准规范，对不符合标准的，安排人员进行维修处理。

导电聚合物柔性阳极外加电流保护系统在使用中出现的问题及判断方法  ，外加电流阴极保护系统在大型储罐日常应用中，不少外部故障可以通过恒电位仪来判断。

（ 1  ）、保护电位达不到正常范围（低于规范值-0.85V 至 -1 .20V，其中有可能场地地坪与储罐基础不均匀沉降，造成与导电聚合物柔性阳极连接电缆的断裂，致使该段柔性阳极不通电，无法正常工作 ，表现的现象为 ∶ 电流电压与其他恒电位仪数据比明偏大，保护电位上不去。

（2 ）、保护电位达不到正常范围、 电路开路（只有电压、无电流），一般情况是由阴阳极汇流电缆断裂产生 ，可检查阳极汇流电缆有无断裂或者阴极汇流电缆有无断裂还可以检查下阴极电缆与罐底板边缘板的焊点 ，很多时候有可能是日常检维修时造成阴极电缆在边缘板的焊点脱落，这个经常造成这个现象。

（3 ）、各个保护电位数据值不均匀，以某油库十万立方米原油储罐来说，一般罐底板下部，设有六个长效硫酸铜参比电极，一个参与工作 ，其余五个观察监测用 ，如果现六个参比电极保护电位数据不均匀，有些就需要检相差比较大（ +-300my 左右）就需要检查外部电缆与柔性阳极的连接电缆，有可能因为施工过程中外力或者地坪与储罐基础之间的不均匀沉降，导致有部分连接电缆断裂部分柔性阳极无法正常工作 ，而造成这种现象，一般来说可通过钳形电流表检测阳极接线箱上的各分路连接电缆的电流。一般对于外加电流阴极保护系统导电聚合物柔性阳极的日常故障可以通过以上几点来判断，当然像一般的恒电位仪故障，如断器损坏等小问题，日常巡检即可发现，不多敷述。

5 、导电聚合物柔性阳极的安装

（1 ）在铺设导电聚合物柔性阳极前，要先检测一下铺设柔性阳极的沟底深度是否达到设计最初的要求，然后再检测一下铺设沟的走向是不是和设计图纸上的方位走向一直。最后把柔性阳极拐角处适当的修正一下，可以叫柔性阳极能够自然的歪曲过来。

（2 ）开始铺设时，工人一定要配合好，不能叫柔性阳极在地上拖着走，也不能叫柔性阳极在水泥桩上摩擦，避免柔性阳极外层的编织袋磨断裂。使得碳粉渗漏出去，影响其使用的寿命。在铺设过程中，要叫柔性阳极自然的伸曲，不能用力的去拉直，避免后期回填碾压时，柔性阳极断裂。

（3 ）铺设完成时，要拿万用表对柔性阳极进行检测通断。一条线上的柔性阳极两端是导通状态，中间不能存在有断路现象。然后还要对柔性阳极的长度进行测量确认，误差要在合理的范围之内，最后对其进行铭牌的统一标记，做好标记，方便后期电缆线的连接。然后再回填沙土。

               测导电聚合物柔性阳极通断

6 、参比电极的安装

参比电极在实际工程应用中，由于测量中可能存在硫酸铜电极被污染，  铜电极表面氧化或溶液饱和度不够、多孔塞被有机物阻塞，永久性安装的参比电极有缺陷等不良情况，安装参比电极前应对电极的精确性进行核实，通过对参比电极的校准，以保证参比电极测量结果的准确性，阴极保护系统的充分发挥功能。本工程中，考虑到运输，存储等因素的影响，采用将待安装的参比电极与已校准的同类型参比电极一同置于装有带水的容器中进行准确性测量的测试方法。在测试过程中，  需对参比电极的浸泡时间进行严格的控制，必须在安装前提前至少一天对参比电极进行浸泡，以使得参比电极外部填料达到充分的渗透及离子交换，保证参比电极校准结果准确并在隐蔽后电位稳定性，性能可靠。

7 、结束

导电聚合物柔性阳极阴极保护系统是一种控制罐底下表面腐蚀的经济有效的方法，导电聚合物柔性阳极近些年来的应用，已不局限于大型储油罐底的保护，在长距离石油管道输送和桥梁等一些建筑物的阴极保护中的应用也越来越多。随着导电聚合物柔性阳极阴极保护的技术日新月异的发展  ，但对已经广泛应用于石油石化行业中的导电聚合物柔性阳极的管理使用情况的研究分析 ，仍对我们的工作有着重大的意义。