Применение технологии катодной защиты на нефтеперерабатывающих и химических заводах

Технология катодной защиты широко используется на нефтеперерабатывающих и химических заводах для защиты заглубленных или затопленных металлических объектов (например, трубопроводов, резервуаров для хранения, фундаментов оборудования) от электрохимической коррозии.

1. Заглубленные трубопроводы

• Заводские трубопроводные сети: подземные трубопроводы, транспортирующие сырую нефть, продукты нефтепереработки, химикаты, воду и пар.
• Трубопроводы-дальнего радиуса действия: трубопроводы, соединяющие нефтеперерабатывающие заводы с доками и резервуарными парками.
• Риски коррозии: коррозия почвы, паразитные токи, микробная коррозия (SRB).

2. Storage Tanks

• Внешняя часть нижней пластины резервуара: часть,-соприкасающаяся с почвой.
• Внутренние стены: Внутренние стены резервуаров, в которых хранятся растворы электролитов (например, соленая вода, кислая среда).

3. Фундаменты оборудования и Гросистемы управления

• Фундаменты из стальных конструкций: Металлические компоненты в бетонных фундаментах реакторов, башен, теплообменников.
• Сетки заземления: необходима защита заземляющих электродов электрической системы, подверженных коррозии.

4. Системы охлаждения морской водой

• Трубопроводы морской воды: Трубопроводы охлаждения морской воды на прибрежных нефтеперерабатывающих заводах (коррозия с высоким содержанием хлорид-ионов).
• Насосы, клапаны, конденсаторы: Металлические компоненты, контактирующие с морской водой.

5. Химическое оборудование

• Резервуары для хранения кислоты/щелочи: внутренние стенки резервуаров с серной/соляной кислотой (требуются кислотостойкие-анодные материалы).
• Реакторы, теплообменники: Металлические компоненты в установках мокрого процесса.

1. Метод жертвенного анода

Сценарии применения:

• Заглубленные трубопроводы
• Малые танки, локализованная защита
• Внутреннее пространство кулера для воды

Общие аноды:

• Сплавы магния (Mg): высокое напряжение возбуждения, подходят для почв с высоким-удельным сопротивлением и пресной воды.
• Сплавы цинка (Zn): низкое напряжение возбуждения, подходят для грунтов с низким-удельным сопротивлением и морской воды.
• Алюминиевые сплавы (Al): Среда с морской водой (например, системы охлаждающей воды).

2. Метод подаваемого тока

Применимые сценарии:

• Заглубленные трубопроводы, внешние днища резервуаров
• Среда с морской водой (например, стальные сваи доков, системы охлаждения морской водой)

Ключевые компоненты:

• Аноды: чугун с высоким-кремнием, титановые аноды из MMO (смешанных оксидов металлов), платиновые-ниобиевые аноды.
• Выпрямители постоянного потенциала: автоматически регулируют ток для поддержания защитного потенциала.
• Анодные грядки с глубокими лунками: подходят для-растений с ограниченным пространством.

1. Защита подземного трубопровода

Жертвенные аноды:

• Жертвенные аноды из сплавов магния или цинка.

Впечатляющий ток:

• Анодные слои: распределенные неглубокие-заглубленные аноды или аноды с глубокими лунками (экономия-пространства).
• Мониторинг: Испытательные станции и электроды сравнения (Cu/CuSO₄ или Ag/AgCl).

2. Защита танка

Внешний вид днища бака:

• Жертвенные аноды: анодные решетки Zn/Mg под днищем резервуара.
• Подаваемый ток: сетчатые аноды ММО, гибкие аноды с трансформаторным выпрямительным управлением.

Внутренняя часть резервуара (например, резервуары с солевым раствором):

• Аноды из сплава Al/Zn, суспендированные в жидкости резервуара.

3. Защита системы морской воды

• Трубопроводы морской воды: аноды из алюминиевого сплава со сварным/болтовым соединением или аноды зондового-типа (ICCP).
• Стальные сваи дока: аноды из MMO (ICCP) или жертвенные аноды из алюминиевого сплава (SACP).

4. Защита химического оборудования

Кислые среды:

• Специальные аноды: платино-ниобиевый (кислото-стойкий), чугун с высоким-кремнием (HSCI).
• Внутренняя защита: кислотостойкие-покрытия + катодная защита.

1. Помехи паразитного тока

Источники:

• Рельсовые системы постоянного тока, электролизное оборудование, смежные системы КП.

Решения:

• Установите дренажные устройства (прямой/принудительный дренаж).
• Используйте изолирующие фланцы для изоляции затронутых участков.

2. Высокие-температуры окружающей среды

Проблема:

• Temperatures >60 градусов ускоряют расход анода или ухудшают покрытие.

Решения:

• Используйте высокотемпературные-аноды (например, ММО).
• Оптимизируйте выход выпрямителя, чтобы избежать чрезмерной-защиты.

3. Микробная коррозия (SRB)

Проблема:

• Сульфатвосстанавливающие-бактерии (SRB) в анаэробных почвах ускоряют коррозию.

Решения:

• Увеличьте потенциал защиты (-0,95 В по сравнению с Cu/CuSO₄).
• Нанесите противомикробные покрытия/биоциды.

1. Потенциальный мониторинг:

• Регулярные ручные измерения потенциала трубы-к-почве.
• Интеллектуальные испытательные станции с онлайн-системами для автоматической регистрации данных и оповещений.

2. Замена анода:

• Замените жертвенные аноды, когда останется масса.<30%.
• Аноды с нагруженным током обычно служат 20-40 лет.

1. Международные стандарты:

• ISO 15589-1 (Нефтяная, нефтехимическая и газовая промышленность - Катодная защита трубопроводных систем - Часть 1: Наземные трубопроводы)
• NACE SP0169-2024 (Контроль внешней коррозии в подземных или погружных металлических трубопроводных системах)
• API RP651-2024 Катодная защита надземных резервуаров для хранения нефти
• NACE SP0193-2016 Внешняя катодная защита днища резервуара для хранения из углеродистой стали
• EN 14505-2005 Катодная защита сложных конструкций.

2. Китайские стандарты:

• GB/T 35508-2017 Региональная катодная защита для объектов станции
• GB/T 50393-Технический стандарт по защите от коррозии стальных резервуаров для хранения нефти, 2017 г.
• GB/T 21448-2017 Технические условия на катодную защиту подземных стальных трубопроводов
• SY/T 6964-2013 Технические условия на катодную защиту нефтяных и автозаправочных станций.

• Интегрированный базовый проект BASF (Гуандун)
• Sinopec-Проект совместного предприятия по нефтепереработке и химической интеграции провинции Гуандун на острове Дунхай, город Чжаньцзян, провинция Гуандун
• Проект SABIC Tianjin Petrochemical по производству поликарбоната (ПК) мощностью 260 000 т/год
• Проект комплекса и объектов Sonatrach MTBE (Алжир)
• CNOOC Shell Хуэйчжоу, Фаза III проекта по этилену
• Проект нефтехимической переработки и химической интеграции провинции Чжэцзян

Катодная защита имеет решающее значение для предотвращения коррозии на нефтеперерабатывающих и химических заводах. Выбор между методами жертвенного анода и методом наложенного тока зависит от условий окружающей среды (почва, морская вода, химикаты), которые дополняются покрытиями и системами мониторинга для формирования комплексных систем защиты. Правильное применение значительно снижает затраты на техническое обслуживание и предотвращает утечки/остановы, вызванные коррозией.