在役油罐群新型阴保防腐及安全技术研究

1.项目概况:

我国石化系统相当一部分在役油罐建成10年以上,甚至几十年。上世纪90年代以前,由于对油罐外底板腐蚀的原理及造成的后果缺乏必要的认识,我国一直未对外底板阴极保护作出相应的要求,也未出台相应的技术规范与标准。随着使用年限的增长,底板壁厚减薄、腐蚀穿孔问题逐渐暴露出来。而且大型原油罐一旦泄露着火,可能因过火面积过大而无法扑灭,造成灾难性后果。目前常用阴极保护方法技术单一,造价高,并且未能充分考虑到石化行业防爆等高标准安全要求。因此,研究以区域性阴极保护技术为核心的成套油罐防腐技术,对提高在役油罐区腐蚀防护的安全性和经济性有着非常积极的意义。

在本课题的研发过程中,首先对国内外关于在役原油储罐罐底阴极保护技术,尤其是区域性外加电流阴极保护技术进行了文献调研,同时根据对罐区罐底基础、周边结构等现场实际情况的勘查,并综合考虑保护效能、施工周期和费用等因素,确定了区域性阴保与水平阳极地床相结合的保护方案。

在项目实施过程中,对辅助阳极、参比电极、电缆、恒电位仪等材料和设备进行了试验研究和优选,研发了具有GPRS远程数据传输系统;在水平阳极地床的施工、参比电极的植入、阴极电流分流等方面采取了新型的施工工艺和技术;编制了安全方面的指导方案以及操作规程、管理规范等材料,对阴保系统的设计施工、材料设备选择、运行维护加以规范化指导。通过以上几个方面的研究和技术集成,完成了湛江东兴公司的6座在役原油罐建立阴保系统的施工工作,工程不影响正常生产运行,保护效果达到相关标准要求。

2.主要成果:

(1)为湛江东兴公司原油罐区6座在役原油罐建立了区域外加电流阴极保护系统,保护效果达到标准要求。

(2)通过试验优选并研发了一批新型的材料与设备,包括:研发了基于GPRS的阴极保护远程数据传输系统;将强制电流分配器应用到在役油罐群的区域性阴保上;通过引进及实验优选了专用的罐底阴极保护长效参比电极等。

(3)集成了一批新型的设计和施工工艺,包括:垂直深井阳极地床与水平阳极地床相结合简化方案设计与施工组织;采取阴极电流强制分流技术减少电流流失和分配不均,真正实现区域性阴极保护;在役罐罐底圈梁开孔和定向钻入植入专用长效参比电极;采用水平顶管工艺进行水平阳极地床的敷设;将阳极引出电缆在防爆箱内汇流,测量每支阳极的输出电流等;采用的专用防爆新型设计和施工工艺,可以确保在项目实施期间,在役油罐群不清罐、不停产,不产生安全隐患。

(4)编写了阴极保护系统的设计方案、工艺和材料安全指导性方案、阴极保护系统的操作规程和管理规定,为阴保工程的设计、施工、运行、维护提供了规范性的指导材料。特别是在安全方面做了充分考虑,保证在役油罐安全运行的要求。

(5)编写了国外阴极保护相关标准翻译汇编,包括API 651、NACE RP0193-2001、NACE SP0177-2007和NACE TM0101-2001四个标准。

3.创新点和知识产权:

(1)发表论文“原油储罐底板的检测技术及阴极保护”,《石油化工腐蚀与防护》。

(2)发表论文“储罐外底板阴极保护用锌参比电极可行性探讨”,《腐蚀与防护》。

4.成果应用情况:

本项目以湛江东兴公司原油罐区为应用对象,对在役原油储罐底板的区域阴保技术开展了研究,研究成果均已在湛江东兴公司6座原油储罐的阴保工程上得到落实和应用。从2009年10月起陆续投用至今,系统运行良好,所有被保护储罐的保护电位达到低于-0.85V标准,达到预期的防腐效果,从而减小了潜在的腐蚀泄漏风险和停罐检修成本,延长了设备安全运行周期。

项目中研发和采用了一批阴极保护系统新的施工工艺和材料设备,实现施工期间不停工、不影响正常生产;比如区域阴保结合阴极电流分流的设计、罐底专用长效参比电极的选择及其植入、基于GPRS的远程数据传输系统的应用,安全性指导方案及阴保系统操作规程的编制和实施等,为做好在役油罐的阴极保护做了大量工作。本项目的研究成果对石化系统大量在役油罐都有很好的推广前景。

信息来源: 
2014-12-02