专家课件PPT阴极保护在油田防腐上的应用

经计算得出，此段黄夹克保护层的油线和气
线阴极保护所须功率、电流、电压都很小，使用 现有的设备能达到保护要求。
5、管道阴极保护的运行现状
阳极接地电阻4.2Ω,接地电阻偏大（相对设计电阻）
结论
▪ 1、 阳极接地电阻大
阳极接地电阻过大易造成，输出电流达不到额 定值，使保护距离缩短。
解决办法：阳极地床需开挖,看阳极腐蚀程度, 如阳极棒无过度腐蚀,就需浇水,或添加降阻剂以 降低接地电阻。
3、强制电流设计原则
▪ 1、被保护管道与未保护装置之间装设绝缘接头或
绝缘法兰。
▪ 2、钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE）这一准则
在较强腐蚀环境，以-950mV的准则代替，为了对 腐蚀防护更加可靠和有效。
▪ 3、辅助阳极的设计寿命应与被保护管道相匹配，
不宜小于20年。
▪ 4、最大保护电位的限制应根据覆盖层种类及环境
联合站4#净化油罐罐底
3、储罐维护情况
作业区共有各类储罐62座，其中需要定期清 洗储罐52座。现统计作业区腐蚀最严重的两个站 区储罐的维修情况：
联合站各储罐维修情况统计表
联合站各储罐维修
概率高而且严重，是影响大罐安全和寿命的最直 接隐患。下面举**转油站1000方罐为例，说明阴 极保护在大罐防腐上的应用。
管道自然电位与土壤腐蚀性关系
管道进行自然电位的测试结果均为-0.45~ -0.55V， 确定地下管网处于较强腐蚀等级
管道覆盖层绝缘电阻值优劣评价等级
石西输油输气管线的保护覆盖层材质为黄夹克 绝缘电阻为50000，绝缘等级为优秀。
由上面参数分析可知，管道所处的腐蚀环境 为弱腐蚀环境，且有良好的绝缘覆盖层，因此在 设计强制电流阴极保护时对设备要求不高，只需 要很小的保护电流及可达到保护要求。
▪ 2、选定保护电流密度，计算保护电流
I 0.025A362m2 9.1A
▪ 3、确定保护年限，计算所需阳极总量
W 86709.1A1.15 10a 444.76kg
2400A • h / kg 85%
▪ 4、根据阳极单支重量，计算阳极支数
N 444.76kg 14.825 取15块
30kg
阴极保护在油田防腐上的应用
专 业：电气工程及其自动化
阴极保护在油田防腐上的应用
一、油田阴极保护的背景及其意义 二、阴极保护的原理及其分类 三、保护方案的选择 四、管道阴极保护 五、大罐防腐 六、结论与展望
一、油田阴极保护的背景及其意义
▪ 背景：原油储罐和管道的使用寿命主要受
电化学腐蚀的影响，原油储罐和管道使用 寿命的长短直接关系到油田工业能否长期 稳定和正常生产 。
▪ 管道腐蚀原因：
管道腐蚀主要是受外界环境影响较严重，由 于防腐层常年运行老化以及施工或运输、安装及 补口，热应力及土壤应力、涂层的老化破坏及涂 层微小针孔的存在在所难免，导致管材和土壤电 位存在差异，产生电化学腐蚀。
土壤电阻率与土壤腐蚀性关系
对所埋管道土壤进行电阻率测试，石 西区块的土壤电阻率在60~150 • m ，将测 量结果与表比较可知，大多数输油输气管 道所处的土壤环境为弱腐蚀等级。
解决办法: 用pcm寻找管线确切位置及埋设深 度,对埋深不够的管段需覆土.对管线标志桩.测试 桩重新埋设焊接，做到一目了然。
▪ 5、经过理论设计，得出在现有的设备能满足阴极
保护要求，只需要对其进行适当的维护就能满足 要求。
五、大罐防腐
一、目前现状
作业区目前共有2座油水处理站：；3座转油 站：**转油站、石转油站；1座天然气处理站：天 然气处理站。
随着使用年数的增加，储罐陆续出现了腐蚀 穿孔的现象，腐蚀穿孔的储罐主要分布在石西联 合站、石南联合站的沉降罐、净化油罐，因此需 要通过定期清罐、定期壁厚检测以及定期巡检， 发现储罐的隐患部位并及时进行维修，保证作业 区各类储罐的安全生产运行。
二、腐蚀原因分析
原油本身并不腐蚀金属材质，但原油中含有 一些腐蚀性杂质，如无机盐、硫化物、氮化物、 有机酸、氧、二氧化硫和水分等，这些杂质含量 虽少。但经过长时间的沉降，水沉油浮，在罐底 逐渐形成一层沉积水，原油罐底及下壁长期浸没 在沉积水中，而沉积水中含有大量的氯化物、硫 化物、氧、酸类物质。因此，底部与沉积水接触 部分是油罐中通常腐蚀最严重的部位。
大罐腐蚀
腐蚀
管道腐蚀
四、管道阴极保护
1、强制电流阴极保护的组成
▪ 组成： ① 恒电位仪，② 阳极地床，③ 参比电极，
④测试桩。
MAS2000的接线示意图
2、腐蚀调查与分析
▪ 调查目的：
为了分析管道现在所处的腐蚀环境状况
▪ 调查分析内容：
1、土壤电阻率与土壤腐蚀性关系 2、管道自然电位与土壤腐蚀性关系 3、管道覆盖层绝缘电阻值优劣评价等级
考虑到温度的影响不宜选用锌阳极因为当在 高于50度温度下工作时，会产生晶间腐蚀极性逆 转等问题。
考虑到安全因素不宜选用外加电流阴极保护 和镁阳极因为镁阳极保护电位较高可达-1.75V， 易产生电火花；
选用铝合金阳极，该阳极使用寿命长，适宜 在 Cl 的电解质中使用。
④设计步骤
▪ 1、计算阴极保护面积 S 362m2
▪ 意义：防护原油储罐和管道使其免受电化
学腐蚀，延长使用寿命。
二、阴极保护的原理及其分类
▪ 保护原理：
阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海 水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技 术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施 加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属 的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程 就会得到有效抑制。
▪ 5、阳极布置与施工
按计算得出的阳极数量，采用两个 原则，即阳极布置均匀和阳极与罐板焊
接要牢固，焊后将焊渣去除干净。
六、结论与展望
1、根据阴极保护现状，应用理论知识对其分 析和设计。得出，现有的阴极保护设备能满足保 护要求，只需要对其进行适当的维护工作，就能 满足保护要求。该方法也可以用于验证其它管线 阴极保护效果。
4、大罐防腐应用实例
①保护现状分析 ②保护方法确定 ③阳极的选择 ④设计步骤
①油罐保护现状
**现有储油罐三个1000 的钢制油罐，存 储介质为原油，工作温度25~30 内壁 S=1769 ；外壁S=1457 +底312 。油罐内壁 采用环氧导静电防腐漆做防腐涂层，外壁采用带 锈防腐漆做防腐涂层，外壁有保温层。油罐罐底 外壁做牺牲阳极阴极保护，采用14 支镁合金阳极， 每座罐使用6支镁合金阳极，在每座罐的进出口管 线上安装有绝缘法兰。
汇报完毕 请领导、评委批评指正！
2、以油站的1000 原油大罐为例进行了罐 内壁的牺牲阳极阴极保护设计，采用防腐涂层与 牺牲阳极阴极保护相结合的方式。这种保护技术 可以推广应用到所有原油储罐的防腐防护上面。 预计采用此种防腐技术之后腐蚀穿孔显现会的到 很好的抑制，缩短大罐检修工期，延长大修周期 。减小对大罐防腐维护工作量。而且阳极跟换方 便如在清罐的时候发现阳极消耗过渡就可以方便 跟换。
来确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准。
4、阴极保护的设计步骤
▪ 1、工程设计寿命 ：与使用年限匹配 ▪ 2、管道保护电位 ：保护电位至少为-850mV
（SCE）
▪ 3、最小保护电流密度 ：根据防腐层电阻选取，
黄夹克取取10 A / m2
▪ 4、相关工艺参数
①保护长度L ②保护电流 I ③辅助阳极组接地电阻 R ④辅助阳极的质量G ⑤系统电源设备功率 P,输出电压U,输出电流I
▪ 2、测量结果一条气线上无保护电位，不知电送哪
去了。
解决办法：用PCM找出**站阴极送电到那条管 线上去了，如果接错需更改。
▪ 3、个别点极化电位偏低，主要由阳极地床接地电
阻偏高引起。
▪ 4、管线测试桩,**油气线后几公里无测试桩。桩
号不清楚,没有明确表明是那条管线,管线标志桩 太少,标志不明显.。
牺牲阳极法阴极保护实体示意图
强制电流阴极保护实体示意图
三、保护方案的选择
▪ 管线：对于长输管道在沙漠环境下土壤电阻率较
高，使用牺牲阳极难以达到保护效果，选择强制 电流法较好。
▪ 大罐：对于储油大罐，罐内壁的腐蚀防护从安全
角度考虑不宜采用强制电流阴极保护因采用牺牲 阳极法，对于罐外部分应根据经济性和其它各方 面因素决定是用牺牲阳极法还是强制电流法。
油罐只做了外壁的腐蚀防护，而未做内壁的 阴极保护。为了减小内壁腐蚀，延长大罐使用寿 命，对大罐内壁保护。
②保护方法的确定
大罐保护采用防腐涂层和牺牲阳极阴极保护 相结合的方式。
在罐内底板及周围一定高度的地方采用环氧 基耐油耐盐水油罐专用绝缘涂料，在内壁其它部 位可采用油罐专用导静电涂料。
③阳极的选择