Applicazione di anodi a lunga-durata nella protezione catodica inferiore esterna dei serbatoi di stoccaggio in acciaio

Applicazione di anodi a lunga-durata nella protezione catodica inferiore esterna dei serbatoi di stoccaggio in acciaio

Il controllo della corrosione del fondo esterno dei serbatoi di stoccaggio in acciaio rappresenta uno scenario classico nella protezione catodica in cui l'installazione è un'operazione una-una tantum e il sistema deve durare per l'intera vita utile. Una volta messo in funzione e riempito un serbatoio, lo spazio tra il fondo del serbatoio e la fondazione è completamente sigillato dal cuscino di sabbia o dallo strato di sabbia di asfalto, rendendo impossibile qualsiasi futura manutenzione. Di conseguenza, la durata di progetto di un sistema di protezione catodica del fondo di un serbatoio deve corrispondere a quella della struttura del serbatoio, che in genere richiede non meno di 20 anni, con alcuni serbatoi di grandi dimensioni che richiedono 30 anni o più.

La protezione catodica tradizionale per il fondo dei serbatoi ha spesso utilizzato anodi sacrificali, come nastri di magnesio o zinco, disposti radialmente o concentricamente all'interno del cuscino di sabbia. Tuttavia, i dati sul campo indicano che la durata effettiva degli anodi sacrificali negli ambienti del fondo dei serbatoi è spesso inferiore al valore di progetto. I motivi principali includono: il fondo del serbatoio rimane bagnato per periodi prolungati, creando un ambiente elettrolitico complesso che accelera il consumo dell'anodo; il danno localizzato al rivestimento del fondo del serbatoio aumenta la corrente erogata dagli anodi, accelerandone l'esaurimento; e il guasto della guarnizione dell'anodo-del-cavo porta alla corrosione e alla disconnessione del giunto. In molti progetti, dopo 8-12 anni di funzionamento, gli anodi si esauriscono o la corrente di protezione diminuisce in modo significativo, lasciando senza protezione i rimanenti oltre 10 anni di vita utile del serbatoio.

La protezione catodica a corrente impressa è la direzione tecnica per ottenere una protezione del fondale a lungo-termine. In pratica, l'anodo tubolare MMO da Φ25×1000 mm è diventato una scelta comune grazie alle sue dimensioni adeguate e alle prestazioni elettrochimiche stabili. Durante la costruzione, più anodi sono collegati in serie o parallelo e disposti in cerchi concentrici o schemi radiali all'interno del cuscino di sabbia sotto il fondo del serbatoio. Gli anodi sono generalmente interrati 300–500 mm sotto il fondo del serbatoio e i cavi vengono instradati attraverso il perimetro della fondazione fino a una scatola di giunzione all'esterno del serbatoio.

I vantaggi tecnici di questa soluzione sono i seguenti:

1. Durata dell'anodo corrispondente alla durata della struttura del serbatoio.Il substrato di titanio dell'anodo MMO non si corrode nel suolo o negli ambienti sabbiosi e il rivestimento di ossido metallico misto ha un tasso di consumo estremamente basso, generalmente inferiore a 6 mg/(A·anno). Per un singolo anodo funzionante a 2 A di uscita, la perdita annuale di spessore del rivestimento è inferiore a 0,01 μm. Con uno spessore effettivo del rivestimento generalmente compreso tra 10 e 20 μm, l'anodo può teoricamente soddisfare una durata di servizio di oltre 30 anni, corrispondendo alla durata di progettazione del serbatoio e consentendo un funzionamento esente da manutenzione-per l'intero periodo di servizio.

2. Elevata attività elettrochimica e bassa tensione di pilotaggio.Gli anodi MMO mostrano un'elevata attività elettrocatalitica, con bassi sovrapotenziali di cloro e ossigeno rispetto ai materiali anodici convenzionali. A parità di corrente erogata, la tensione di pilotaggio richiesta è inferiore. Per strutture di ampia-area come i fondi dei serbatoi, una tensione di pilotaggio inferiore contribuisce a una distribuzione del potenziale più uniforme e riduce il rischio di distacco catodico causato da un'iperprotezione localizzata. La tensione di uscita inferiore semplifica inoltre i requisiti di isolamento del sistema e la sicurezza operativa.

3. Dimensioni adatte allo spazio ristretto sotto il fondo del serbatoio.Il diametro esterno di 25 mm e la lunghezza di 1000 mm consentono un comodo posizionamento nello spazio limitato tra il fondo del serbatoio e la fondazione, senza compromettere la capacità di carico-del cuscino di sabbia o la sua compattazione. Gli anodi possono essere disposti radialmente o concentricamente a seconda delle esigenze, ottenendo una copertura di corrente uniforme su tutta l'area del fondo del serbatoio.

4. La prefabbricazione in fabbrica garantisce la qualità dell'installazione.Il collegamento dell'anodo-al-cavo e l'assemblaggio dell'anodo con il riempimento di coke possono essere completati in fabbrica. Il-lavoro in loco si limita al posizionamento delle unità prefabbricate secondo i disegni di layout. Questo approccio elimina le incertezze di qualità associate alla saldatura sul campo e al getto di riempimento, riduce il numero di giunti sul campo e abbassa il tasso di guasto.

5. Le specifiche del cavo soddisfano gli attuali requisiti di trasmissione e tenuta.Il cavo in rame da 1×16 mm² ha una capacità di portata di corrente-adeguata per il sistema anodico del fondo del serbatoio. Inoltre, le tecniche di sigillatura per cavi di queste dimensioni sono ben consolidate e comprovate affidabili. Nell'ambiente inaccessibile sotto un serbatoio, l'integrità della connessione del cavo determina direttamente la longevità del sistema e la dimensione del cavo da 16 mm² consente l'uso di pratiche di sigillatura dei giunti mature.