1) Магниевые протекторы:

Из-за высокого рабочего потенциала магниевого протекторного сплава (минус 1,45 В по хлорсеребряному электроду сравнения) происходит быстрый износ протекторов и поэтому не представляется возможным с помощью этих протекторов осуществить защиту на приемлемый для практики длительный срок. Следует отметить также что у магния и магниевых сплавов, в отличие от цинка и алюминия, отсутствует поляризация, сопровождаемая уменьшением токоотдачи.

Область применения:

Нежелательно применение магниевых протекторов для защиты внутренней поверхности резервуаров других емкостей для хранения, отстоя или перевозки нефти и нефтепереработки, так как магниевые протекторы являются крайне взрывопожароопасными (при соударении магния со сталью образуются искры), а при работе магниевых протекторов выделяется газообразный водород, который сам способен создавать взрывопожароопасную среду. Наиболее выгодно применение магниевых протекторов для защиты трубопроводов, днищ резервуаров снаружи, металлоконструкций, работающих в среде пресной воды, атмосферных условиях, зонах переменного смачивания и грунтах с высоким удельным сопротивлением.

2) Цинковые протекторы:

Протекторы из цинкового сплава полностью пожаровзрывобезопасны, что позволяет их применять на объектах, к которым предъявляются жесткие требования по пожаровзрывобезопасности. Кроме того, при их анодном растворении не образуются продукты, загрязняющие рабочую среду.

Область применения:

Опыт показывает, что в песчано-парафинистых отложениях на днищах резервуаров из-за их невысокой электропроводности анодной активности алюминиевого сплава недостаточно. Поэтому, учитывая, что протекторы из цинкового сплава имеют более высокий рабочий потенциал, чем протекторы из алюминиевого сплава, для защиты от коррозии внутренней поверхности нефтяных резервуаров, в первую очередь, днищ и нижних поясов, наиболее рационально применять протекторы из цинкового сплава.

3) Алюминиевые протекторы:

Короткозамкнутые протекторы из сплава с повышенной анодной активностью предназначены для защиты днищ резервуаров, подверженных накоплению песчано-парафиновых отложений, удельная электропроводность которых значительно ниже, чем у пластовых вод. Такой материал характеризуется величиной рабочего и стационарного отрицательного потенциала по водородному электроду сравнения соответственно 850-900 мВ. Применение таких сплавов позволяет также обеспечить защиту конструкции при наличии в агрессивной среде сульфатвосстанавливающих бактерий, присутствующих в нефти практически всегда. Браслетные алюминиевые протекторы позволяют защитить сварные стыковые соединения промысловых трубопроводов, которые наиболее уязвимы для коррозии.

3.1 Применяемое оборудование

Протекторная защита внутренней поверхности нефтепромысловых резервуаров типа РВС различного назначения от электрохимической коррозии применяется при любом уровне водной фазы, удельное электросопротивление которой составляет не более 0,7 Ом·м (минерализация не менее 10 г/л).

При низком уровне водной фазы протекторы размещают на днище РВС концентричными кольцами, соединёнными между собой последовательно.

При высоком уровне водной фазы схема протекторной защиты состоит из трёх групп протекторов. Первую группу протекторов размещают вертикально на центральной стойке на высоту водной фазы, вторую группу на днище и третью группу вертикально на боковой стенке на высоту водной фазы, причём протекторы третьей группы соединяются с внешним.

Протекторы изолируют от поверхности РВС прокладками (например, полиэтиленовыми кольцами, надетыми на протектор).

Протектор представляет собой длинномерный цилиндрический (АЦКМ) или трапециевидный (АЦ 5 Мг5) стержень диаметром 30-60 мм и длиной до 6 м из специального алюминиевого сплава, по центру которого проходит армирующая стальная проволока диаметром 5-8 мм.

Протекторы замыкают на корпус РВС через проволочные резисторы , сопротивления которых рассчитывают для каждого резервуара с целью ограничения максимального тока протектора.

Эффективность протекторной защиты определяют по величине катодной поляризации (смещению потенциала резервуара), измеряемой относительно рабочих стальных электродов или с помощью узла замера потенциала , смонтированного в нижней части боковой стенки РВС.

Срок службы проекторов должен быть не менее 5 лет. Замену протекторов совмещают с остановкой резервуара на профилактический осмотр, очистку от донных отложений или ремонт.

Закрепляют протекторы на изолирующих прокладках и производят соединение их между собой электросваркой армирующих стержней, причём протекторы на вертикальной стенке соединяют с внешним кольцом на днище. В качестве изолирующих прокладок рекомендуется использовать кольца шириной 50 мм из полиэтиленовой трубы диаметром не менее 70 мм.

Кольца протектора на днище (в резервуарах с уровнем водной фазы более 2 м кроме внешнего кольца) соединяют последовательно между собой стальной проволокой диаметром 6:8 мм, образуя, таким образом, один длинномерный гальванический анод. Определяют точки подвода дренажных кабелей к гальваническому аноду на днище, используя параметр L (расстояние между точками дренажа), при этом крайние точки дренажа размещают на расстоянии L/2 от внутреннего и наружного концов анода. В случае резервуаров с вертикальными протекторами отдельно подводят дренажные кабели к протекторам на центральной стойке и наружному кольцу на днище. Дренажные кабели присоединяют в точках дренажа к протектору болтом, приваренной к армирующим стержням. Место соединения изолируется эпоксидной смолой или битумной мастикой.

Закрепляют рабочие стальные электроды рабочей поверхностью вовнутрь резервуара на боковой стенке ниже монтажного люка на высоте 0,2-0,4м и на днище. В случае уровня водной фазы менее 0,5м электрод устанавливается только на днище.

Протекторы на центральной стройке включаются в работу примерно через 2-3 года эксплуатации протекторной защиты.

Устанавливаемые на поверхности земли вертикальные стальные резервуары могут подвергаться почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами. Скорость почвенной коррозии зависит от коррозионной агрессивности почвы. Коррозия, вызываемая блуждающими токами, наблюдается при наличии внешних электрических полей.

Стальные резервуары, как правило, устанавливаются на песчаную подушку, которая изолирует днище от почвы, однако вследствие капиллярного поднятия влаги в порах песка электролит достигает оголенных мест днища и вызывает его коррозионное разрушение.

Увеличение пористости песчаной подушки способствует усилению процесса аэрации усиливающему коррозионное разрушение днищ. В зернистых и рыхлых почвах проникновение кислорода к металлу ускоряется за счет фильтрации атмосферных осадков в почву и колебаний уровня грунтовых вод. На днищах резервуаров, находящихся в контакте с почвой, создаются своеобразные пары дифференциальной аэрации. Край днища, доступ кислорода к которому свободен, становится катодом и не разрушается, а ближе к центру, на расстоянии 0,25-0,5 м от края, где доступ кислорода затруднен, образуется анодная зона в виде пояса шириной от 1 до 2 м (в зависимости от диаметра днища), подверженная наибольшей коррозии.

Коррозионные пары могут возникнуть на днище из-за окалины на поверхности металла. Оголенная сталь имеет потенциал отрицательнее, чем участки, покрытые окалиной, вследствие чего чистая стальная поверхность будет анодом, а участок, покрытый окалиной - катодом.

Помимо пар дифференциальной аэрации, вызванных краевым эффектом, могут образовываться макропары между участками поверхности днища, соприкасающимися с различной по составу почвой, что также интенсифицирует коррозионные процессы.

Днище пустого или частично заполненного нефтепродуктом резервуара может соприкасаться с грунтом не всей своей плоскостью. При полном заполнении резервуара все днище соприкасается с грунтом. Подвижность днища вызывает быстрое разрушение покрытия и перемещение почвы, усиливающее аэрацию, а, следовательно, создаются благоприятные условия для действия коррозионных микро- и макропар.

Как показывает практика эксплуатации резервуарных парков, днища резервуаров выходят из строя в результате сквозных разрушений, вызываемых почвенной коррозией, через 5-40 лет, в зависимости от коррозионной активности почв.

Днища резервуаров защищают от коррозионных повреждений пассивными и активными методами. К пассивным методам относятся нанесение изоляционных покрытий на днища, установка резервуара на гидрофобизированные основания и использование изолирующих фланцев.

Изоляционные покрытия малоэффективны, поскольку со временем они становятся пористыми, покрываются трещинами, и электролит проникает к металлической поверхности днища, вызывая местную коррозию.

Изоляционное покрытие нарушается не только за счет старения, но и из-за механических повреждений в момент установки резервуара на песчаную подушку, а также в процессе его эксплуатации в результате вибрации днища.

Применение гидрофобизированных оснований под резервуары дает несколько лучшие результаты.

Изолирующие фланцы на подходящих к резервуарам трубопроводах позволяют исключить влияние на коррозию днища макрогетерогенности грунта и блуждающих токов.

К активным методам относятся защита с помощью катодных станций и протекторная защита. Защита с помощью катодных станций дешевле, однако, её применение ограничено условиями техники безопасности.

Протекторная защита может быть осуществлена в грунтах со средним удельным сопротивлением до 30 .

При протекторной защите днища РВС от грунтовой коррозии групповыми рассредоточенными протекторами они равномерно размещаются по окружности радиусом на 3 - 5 м больше, чем радиус РВС.

Протекторная группа собирается из расчетного числа протекторных стержней, армированных стальной проволокой. Стержни могут иметь круглое, полукруглое или трапециевидное поперечное сечение (в расчетах используется эквивалентный диаметр стержней, равный диаметру круглого сечения той же площади).

Протекторные стержни в группах размещают вертикально в шурфах и соединяют между собой параллельно сваркой армирующей проволоки с дренажным проводом.