含水氣柜的內(nèi)部陰極保護和含水原油儲罐的內(nèi)部陰極保護

用強制電流措施實施陰極保護是非常合適的，也是很經(jīng)濟的，因為陽極非常耐用，而目陽極材料的數(shù)量很多，形狀各異。在此介紹的只是個別例子。11.7節(jié)已經(jīng)闡述過燃油罐的內(nèi)部陰極保護，水罐的內(nèi)部陰極保護詳見第 20章。

1.含水原油儲罐的內(nèi)部陰極保護

油藏實施工次采油和三次采油工藝后[7]，油田所產(chǎn)原油通常都是“含水原油”，它包含油田鹽水和原油，伴生氣里的CO含量很高，在某些情況下，還可能含有少量HS,含水原油總是含有來自地層的固體顆粒。

根據(jù)應(yīng)用要求，將含水原油匯集到100~10000m:的大型鋼質(zhì)儲罐(分離罐)里進行處理。在處理過程中將排出廢水，因為廢水中含鹽濃度(1mo/L)高、COz含量(相當(dāng)于1bar，即 1X10°Pa的分壓)高，用CaCO:緩沖后維持在pH值一6，以及含有少量 HzS和痕量的〇,[?]，所以廢水具有腐蝕性。調(diào)研結(jié)果表明，在這些條件下并且運行溫度最高70℃時必須采用 Ucrcuso,--0.95V的保護電位。在沒有緩沖的介質(zhì)中pH值=4，此時必須使保護電位再降低0.1V。如果總的電流密度-電位曲線很陡，說明必須采取相應(yīng)較高的保護電流要求。最低的電流密度為10A·m-2，但是如果發(fā)生結(jié)垢，它們變得小得多!7。最要如果單獨采用涂料防腐，要求防腐層完美無損，在整個使用期間不出現(xiàn)任何針孔或缺陷。因為這是很難保證做到的，所以存在形成腐蝕電池的危險(見5.1節(jié))，因此，防腐層結(jié)合采用陰極保護是明智的。所選的防腐層必須與陰極保護相容，并且必須適應(yīng)運行條件(見5.2.1.4節(jié))，參考文獻[5]列了這類決策的依據(jù)。由于忽視了防腐層的陰極損壞危險，過去發(fā)生過防腐層嚴重損壞的事件，導(dǎo)致保護電流密度顯著增加。只有采用電阻足夠高的樹脂類涂料，并且厚度超800pm，才可能實施內(nèi)部陰極保護而不致?lián)p壞防腐層?？梢酝ㄟ^長期試驗和加速試驗來確定防腐層抗陰極液泡的穩(wěn)定性，而且要在實際運行條件下驗證這種特性。

內(nèi)部強制電流電化學(xué)保護通常用有金屬氧化物鍍層的鈮陽極(見7.2.3節(jié))，在小儲罐里，也用過鋅犧牲陽極;要實施電位控制以免出現(xiàn)不可接受的負電位;要用純鋅電極作為監(jiān)視和控制外露區(qū)域的參比電極，在整個運行過程中，這樣的外露區(qū)域必須陽極性清潔的:用 Ag-AgCl電極檢查這些參比電極。

因為電解質(zhì)有良好的電導(dǎo)率，預(yù)期會有良好的電流分布。但是，假如防腐層大面積損壞，由于極化電阻較低，局部欠保護是難以避免的，因此，用多支電極控制是明智的。

 2. 含水氣柜的內(nèi)部陰極保護

圖21-1所示是要保護的氣柜以及輔助陽極與參比電極的布置。在此安裝有一支直徑3mm 的鍍鉑鈦中央陽極和兩支環(huán)形陽極，以及額外的銅導(dǎo)線。值得注意的是中央陽極是用一浮子懸浮在水里的，而環(huán)形陽極是安裝在塑料支架上的。鋅參比電極也用浮子懸浮在水里，靠近鐘罩的里側(cè)，而17支參比電極或者安裝在氣柜座底部的塑料棒上，或者安裝在氣柜鐘罩與氣柜座之間的環(huán)形空間里。三支陽極由各自的保護電流裝置供電，兩支環(huán)形陽極的電流輸出是用恒電位方法調(diào)節(jié)的，所以保護電流能夠適應(yīng)不斷變化的表面積[8]