各類鋼制儲(chǔ)罐是煉油廠、石化企業(yè)、儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)等工業(yè)企業(yè)的主要設(shè)備。要使這些設(shè)備安全、可靠運(yùn)行，腐蝕是優(yōu)先要解決的問題。
地上鋼制儲(chǔ)罐罐底外壁腐蝕穿孔頻率很高，儲(chǔ)罐底外壁腐蝕的典型形式是各處減薄程度不等腐蝕。從技術(shù)和安全的角度來看，大型儲(chǔ)罐罐底外壁采用陰極保護(hù)是非常必要的，諸如大型油庫和儲(chǔ)罐的陰極保護(hù)已走上強(qiáng)制實(shí)施保護(hù)的法制軌道，并且實(shí)現(xiàn)了陰極保護(hù)系統(tǒng)和主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)，取得了良好的效果。
罐底板外壁陰極保護(hù)的條件：
（1）電絕緣 應(yīng)將被保護(hù)的罐和與之相連的所有管道實(shí)施電絕緣。
（2）電連續(xù)性 將納入保護(hù)范圍的所有罐、管道和其他埋地金屬結(jié)構(gòu)物進(jìn)行電連接。
（3）接地極 設(shè)計(jì)規(guī)定，要求在罐底板的四周每隔30m至少設(shè)一個(gè)接地極（接地電阻小于4Ω），這樣造成儲(chǔ)罐四周的大量接地。為限制這些接地極流失保護(hù)電流，接地極應(yīng)選用鋅材料或鍍鋅材料。
保護(hù)電位 GB 50393-2008規(guī)定，儲(chǔ)罐底板外表面或與土壤接觸的壁板施加陰極保護(hù)措施時(shí)，罐/介質(zhì)電位應(yīng)為-850～-1100mV (CSE)，或者罐/介質(zhì)極化電位偏移應(yīng)不小于100mV。
保護(hù)電流密度 目前國內(nèi)一般都以10mA/m2作為大型儲(chǔ)罐外底板陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)電流密度的設(shè)計(jì)參數(shù)。這與英國BS 7361標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相同。美國API的標(biāo)準(zhǔn)為10～20mA/m2，德國為5mA/m2，日本為6mA/m2。也有人認(rèn)為，我國建造的儲(chǔ)罐底板普遍涂敷防腐層，新建儲(chǔ)罐底板的實(shí)際保護(hù)電流密度在0.3～0.4mA/m2之間，建議設(shè)計(jì)時(shí)選擇5mA/m2，以10mA/m2作為陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)電流密度的設(shè)計(jì)參數(shù)好像是偏大了一些。但大量的資料表明，大型儲(chǔ)罐底板的防腐蝕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命都在40年以上，而一般的涂層的使用壽命只有10～20年，那么20年以后的儲(chǔ)罐外底板多數(shù)處于無涂層狀態(tài)，所以設(shè)計(jì)上留有余地，以10mA/m2作為陰極保護(hù)系統(tǒng)的電流密度是可取的。
鋼制儲(chǔ)罐罐底外壁犧牲陽極保護(hù)，常用鋅合金和鎂合金犧牲陽極。當(dāng)土壤電阻率小于15Ω·m時(shí)，宜選用鋅合金犧牲陽極；當(dāng)土壤電阻率小于100Ω·m或需要較高的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，宜選用鎂合金犧牲陽極。
對儲(chǔ)罐罐底外壁的陰極保護(hù)，無論是采取犧牲陽極法還是強(qiáng)制電流法，其陽極的布置對罐底的保護(hù)質(zhì)量起決定作用。對保護(hù)電流分布規(guī)律的分析和現(xiàn)場實(shí)際測試結(jié)果表明，儲(chǔ)罐底板陰極保護(hù)時(shí)的關(guān)鍵問題是罐底電位分布的均勻程度。保護(hù)電位分布往往很不均勻，通常，底板中心的電位不如四周邊緣的負(fù)，兩者的差別有時(shí)可達(dá)數(shù)百毫伏甚至接近1000mV。這樣，即使罐底周邊達(dá)到了保護(hù)電位，罐底中心仍然處在欠保護(hù)狀態(tài)。因此，罐底電位分布的均勻程度主要取決于陽極及其布置方式。
犧牲陽極的布置有多種方式：儲(chǔ)罐周邊的水平或垂直陽極、儲(chǔ)罐底部的水平或垂直陽極、儲(chǔ)罐底部的斜插陽極、儲(chǔ)罐底部環(huán)形或蛇形陽極等。顯而易見，如果把犧牲陽極均勻地分散埋置在罐底板以下的罐基礎(chǔ)中，使?fàn)奚枠O與罐底板比較靠近，有利于保護(hù)電流在罐底的均勻分布，從而使保護(hù)電位的分布變得更加均勻，有利于整個(gè)罐底的全面保護(hù)。對于新建的儲(chǔ)罐來說，從設(shè)計(jì)開始考慮，達(dá)到上述要求并不困難。然而，對于已建儲(chǔ)罐來說，要想補(bǔ)加犧牲陽極保護(hù)，顯然與新建儲(chǔ)罐的方法不同。不過目前國內(nèi)已開發(fā)了用可更換的鎂帶陽極和棒狀鎂錳合金陽極對已建地面鋼制儲(chǔ)罐罐底外壁實(shí)施陰極保護(hù)的新技術(shù)，解決了有關(guān)技術(shù)難題，受到用戶的歡迎。
對于小型儲(chǔ)罐其犧牲陽極的布置可沿罐周埋設(shè)；對于大型儲(chǔ)罐，為保證罐底中心部位獲得足夠的保護(hù)電流，一般是采用罐底式布設(shè)。 |
