Устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара

 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии. Технический результат - повышение эффективности защиты резервуаров от коррозии, повышение степени взрывобезопасности, уменьшение трудоемкости при замене электродов в аноде, наиболее полный сбор и отвод коррозионных газов, выделенных при работе электрода, увеличение коэффициента использования электрода. Сущность изобретения: устройство представляет собой электрод, размещенный в замкнутой диэлектрической оболочке, в диэлектрической оболочке по верхней его образующей вырезаны отверстия, над которыми установлен защитный экран с вытяжной трубой, установленный под углом к диэлектрической оболочке. Электрод располагается горизонтально на днище резервуара в зоне водной фазы. Токоподвод к электроду анода осуществляется от источника постоянного тока равномерно по всему объему электрода. Концы диэлектрической оболочки помещены у монтажных люков, противоположных относительно друг друга, в емкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано при изготовлении анодов для катодной защиты, а также в химической промышленности.

Известно устройство для защиты металла днища резервуара от коррозии, включающее равномерное размещение протекторов в форме диска или усеченной пирамиды, стержней, имеющих электрическое соединение с ним (Авторское свидетельство 1719463 C 23 F 13/02 1996 г.).

Недостатком этого способа является невозможность регулирования и контроля тока протектора и трудоемкость монтажа.

Наиболее близким к изобретению является устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуаров (Авторское свидетельство 1271141 C 23 F 13/02 1996 г.), включающее источник защитного тока и анод в перфорированном диэлектрическом экране, а экран выполнен замкнутым, перфорационные отверстия экрана размещены выше зоны расположения анода и в полости экрана установлена вытяжная труба.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность защиты резервуаров от коррозии металла в следствии: 1. Быстрое закупоривание перфорированных отверстий в экране различными механическими примесями. Экран вместе с отверстиями покрывается диэлектрическим слоем осадка (парафинообразующими компонентами и т.д.), тем самым увеличивая переходное сопротивление между анодом и водной фазой, что ведет к снижению эффективности катодной защиты.

2. Трудоемкость зачистки полости диэлектрического экрана и замены анодов. Продукты разложения анода, расположенные в диэлектрическом экране, отдаленные от люка, трудно извлекать из-за несквозного исполнения анодного устройства в емкости.

3. В данном устройстве подключение анода с электрическим проводом, идущего от источника защитного тока, выполнено в одной точке. Так как наиболее интенсивный износ анода происходит только в зоне контакта электрического провода с анодом, то это приводит к быстрому выходу из строя устройства из-за неполного использования тела анода (т.е. происходит неравномерный износ электрода анодного устройства).

4. Неполный сбор газов от процесса работы анода из-за большой вероятности выхода газов через отверстия в экране в водную и нефтяную фазу. Так как анод располагается горизонтально днищу резервуара и вытяжная труба расположена сбоку, не происходит полной вытяжки выделенных газов из полости диэлектрического экрана через вытяжную трубу.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности защиты резервуаров от коррозии, повышение степени взрывобезопасности, уменьшение трудоемкости при замене электродов в аноде, наиболее полный сбор и отвод газов, выделенных при работе электрода, за пределы резервуара, увеличение коэффициента использования электродов при применении неспециализированных малорастворимых электродов путем усовершенствования конструктивных особенностей анода.

Этот технический результат достигается тем, что устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара, содержащее источник защитного тока, положительный полюс которого соединен с анодом, размещенным в замкнутом перфорированном диэлектрическом экране, причем отверстия диэлектрического экрана расположены выше зоны расположения анода, отрицательный полюс источника защитного тока соединен с резервуаром, один из концов диэлектрического экрана размещен внутри одного из люков резервуара, согласно изобретению над отверстиями под углом к диэлектрическому экрану установлен защитный экран, а второй конец диэлектрического экрана размещен внутри второго люка резервуара, анод выполнен в виде единого токопроводника, на котором равномерно по длине размещены контактные соединения, каждое из которых соединено с положительным полюсом источника защитного тока.

Устройство снабжено вытяжной трубой, соединенной с полостью защитного экрана.

На чертеже схематически изображен нефтяной резервуар с анодом катодной защиты.

Устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара содержит электрод 1, диэлектрический экран 2, защитный экран 3, установленный под углом к диэлектрическому экрану, вытяжную трубу 4, монтажные люки 5, 5а, в которых размещены концы диэлектрического экрана, источник защитного тока 6, электрический провод 7, изолированные контактные соединения 8, отверстия, выполненные по верхней образующей диэлектрического экрана 9, глухие пробки 10, 10а.

Устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара работает следующим образом. При включении источника постоянного тока 6 из его положительного полюса защитный ток посредством электрического провода 7 и контактных соединений 8 поступает к электроду 1 и через отверстия 9, водную фазу втекает в резервуар по всей его внутренней поверхности, контактирующей с водной фазой, осуществляя катодную защиту от коррозионного действия этой фазы. Выделяющиеся при работе электрода 1 газы (водород, хлор и т.д.) собираются в защитном экране 3 и по ее наклонной вытягиваются вытяжной трубой 4 за пределы резервуаров.

Электрод анода размещен внутри замкнутого диэлектрического экрана с отверстиями выше уровня расположения электрода. Для создания электрической связи между электродом анода и водной фазой проделаны отверстия по верхней образующей диэлектрического экрана, над которыми установлен защитный экран под некоторым углом к диэлектрическому экрану с вытяжной трубой. Защитный экран предохраняет электрод анода и отверстия в диэлектрическом экране от различных взвешенных примесей. Сферический защитный экран с вытяжной трубой, установленный под некоторым углом к диэлектрическому экрану, лучше собирает и отводит коррозионные газы за пределы резервуара, что повышает коррозионную стойкость резервуара и взрывобезопасность. Вытяжная труба имеет длину больше высоты резервуара, что исключает перелив жидкости из него. Электрическая проводимость между электродом анода и водной фазой не ухудшается в течение всего периода работы анода. Анод выполнен в виде единого токопроводника, на котором равномерно по длине размещены контактные соединения, каждое из которых соединено с положительным полюсом источника защитного тока. Отрицательный полюс источника постоянного тока подключен к защищаемому сооружению. Тем самым увеличивается коэффициент использования анода. Диэлектрический экран располагается горизонтально на уровне водной фазы, выше которой находится нефтяная фаза. Концы диэлектрического экрана помещены в монтажные люки. Повышение эффективности катодной защиты осуществляется за счет применения защитного экрана над отверстиями в диэлектрическом экране, что предотвращает осаждение и забивание различными примесями, парафинообразующими компонентами отверстий в диэлектрическом экране. Диэлектрическая проводимость между электродом анода и водной фазой не ухудшается в течение всего периода эксплуатации катодной защиты. Защитный экран также дополнительно нейтрализует падение металлических элементов арматуры на электрод анода, что повышает взрывобезопасность анода катодной защиты при защите от коррозии нефтяных резервуаров. С целью полного использования объема электрода токоподвод к нему осуществляется равномерно в нескольких местах, что дает увеличение периода эксплуатации катодной защиты до полного разрушения электрода и замены его новым, а также применение в качестве электрода неспециализированных малорастворимых электродов (например, рельсы, трубы и т.д.). Электрод анода постоянно находится в жидкости воды независимо от уровня водной фазы. Так как электрод анода катодной защиты размещен внутри замкнутого диэлектрического экрана, имеющего перфорационные отверстия в верхней образующей диэлектрического экрана, расположенные выше электрода, а диэлектрический экран заполняется водой при первой же опрессовке резервуаров. Такое заполнение диэлектрического экрана водой исключает искрообразование при аварийном опорожнении резервуара.

При длительной работе электрод постоянно изнашивается, что требует его периодической замены. Для этого опорожняют резервуар, открывают монтажные люки 5, 5а, глухие пробки 10 и 10а и очищают внутреннюю полость диэлектрического экрана 2 от разложившихся электродов (например методом "поршня") и вставляют новый электрод. Применение второго люка намного снижает трудоемкость замены электрода. Все операции по замене электрода осуществляются без соответствующей подготовки внутренней полости резервуара и доступа в него людей.

Таким образом, предлагаемое устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара позволяет намного повысить эффективность защиты металлов от коррозии, уменьшить трудоемкость по замене электродов, сократить затраты на ремонт защищаемого сооружения ввиду лучшей его сохранности, повысить степень взрывобезопасности.

Формула изобретения

1. Устройство для катодной защиты от коррозии внутренней поверхности резервуара, содержащее источник защитного тока, положительный полюс которого соединен с анодом, размещенным в замкнутом перфорированном диэлектрическом экране, причем отверстия диэлектрического экрана размещены выше зоны расположения анода, отрицательный полюс источника защитного тока соединен с резервуаром, один из концов диэлектрического экрана размещен внутри одного из люков резервуара, отличающееся тем, что над отверстиями под углом к диэлектрическому экрану установлен защитный экран, а второй конец диэлектрического экрана размещен внутри второго люка резервуара, анод выполнен в виде единого токопроводника, на котором равномерно по длине размещены контактные соединения, каждое из которых соединено с положительным полюсом источника защитного тока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено вытяжной трубой, соединенной с полостью защитного экрана.

РИСУНКИ

Рисунок 1