由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀,且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量(主要是S2-、Cl-、HCO3-、Na+、Ca2+等)和较高的温度,因此其腐蚀性较强。目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护,这种方法对储罐安全可靠,无需专人管理,且保护效果好。通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。阳极块在储罐内壁上均匀布置,钢板与阳极块直接焊接连接。
牺牲阳极保护法特点:
a)施工快速、简便,不会产生腐蚀干扰。
b)投入成本较低,经济性强。
c)安全可靠,无需专人管理。
d)保护效果显著。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。内壁采用牺牲阳极保护时,要注意温度的影响。对40~70℃的水介质环境中,镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。
根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量,选择阳极规格形状。阳极在罐底板上呈环状均匀分布,阳极支架与底板焊接。牺牲阳极易于安装,而且当阳极消耗为初始重量的85%时,可以利用清罐机会进行更换。
针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤:
①计算阴极保护面积(罐内浸水面积)
罐底内壁保护面积计算:S=πr2
S ——保护面积 r——储罐半径
②选定保护电流密度,计算保护电流
保护电流计算:I= SIa
S ——保护面积 Ia ——保护电流密度
③确定保护年限,计算所需阳极总量
阳极使用寿命:T=0.85 W/ωI
T ——阳极工作寿命a W——阳极净质量,kg ω——阳极消耗率kg/(A.a)
④根据阳极单支数量,计算阳极支数
阳极数量:N=f.IA/Ia
N——阳极数量 IA——所需保护电流A Ia——单支阳极输出电流A
F——备用系数,取2-3倍