Protezione da corrosione per serbatoi di stoccaggio
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La corrosione è un effetto naturale, definito come distruzione di sostanza, solitamente metalli, o alterazione delle loro proprietà a causa dell'impatto ambientale. Oltre ad altri eventi naturali, come le atastrofi naturali, la corrosione può causare danni pericolosi e dannosi.
La corrosione è il processo di distruzione dei metalli nel corso della sua interazione fisico-chimica o chimica con l'ambiente esterno. La corrosione è generalmente divisa in:
- prodotto chimico - che si verifica senza corrente elettrica;
- elettrochimico - accompagnato da corrente elettrica (corrente di corrosione);
- meccanico-chimico (usura della corrosione-meccanico), che implica che i primi due tipi di processo agiscono insieme all'impatto meccanico: attrito, carico di flessione ciclico, vibrazione, ecc.)
Durante il funzionamento i serbatoi sono soggetti a corrosione sia dall'esterno che dall'interno.
Il lato esterno del serbatoio si macchia sotto l'influenza dell'umidità atmosferica e degli elementi corrosivi (particelle) nell'aria.
La corrosione interna dipende fondamentalmente dalla frequenza del carico del serbatoio con prodotti petroliferi, dalla composizione chimica dei prodotti, dalla presenza di acqua nel carburante. Il tempo e le caratteristiche del processo di corrosione sono i più evidenti sulla superficie interna dei serbatoi nei punti di separazione di due strutture: prodotto petrolifero - acqua di fondo, prodotto petrolifero - miscela gas-vapore.
L'umidità e la temperatura dell'atmosfera esterna, nonché la resistenza alla corrosione dell'acciaio, influenzano tutti l'intensità della corrosione.
Secondo le regole di installazione di serbatoi cilindrici verticali in acciaio per olio e prodotti petroliferi, la superficie delle strutture metalliche esposte all'aria aperta deve essere verniciata con materiali laccati. Quando si sceglie il colore del rivestimento anticorrosivo per l'acciaio, è necessario considerare il fattore di riflessione della luce.
Lo stato del rivestimento di protezione dalla corrosione della superficie esterna dei serbatoi fuori terra deve essere controllato periodicamente. Il controllo serve a controllare i difetti dello strato esterno del rivestimento protettivo, la continuità del rivestimento su tutta la superficie esterna, il tasso di adesione del rivestimento alla superficie metallica del serbatoio.
Durante la preparazione della superficie esterna per i servizi di verniciatura industriale, lo strato usurato del vecchio strato protettivo, le tracce di corrosione e lo sporco vengono rimossi manualmente o con metodo meccanico.
La macchia viene rimossa pulendo i tamponi № 25, 16 e 12 o spazzole metalliche o con un metodo chimico, usando un detergente, contenente il 35% di acido ortofosforico, il 20% di alcol etilico, il 5% di alcol butilico, l'1% di idrochinone e 39 % d'acqua.
Il detergente viene applicato sulla superficie macchiata per 3-5 minuti, dopo di che viene lavato con acqua calda insieme ai prodotti corrosivi. Successivamente, la superficie viene pulita.
La pulizia e lo sgrassaggio meccanici vengono effettuati per l'intera superficie esterna del serbatoio.
La superficie preparata deve essere accuratamente pulita ed asciugata.
Un rivestimento industriale di adescamento viene applicato sulla superficie del serbatoio preparata con una pistola a spruzzo pneumatica. È estremamente importante evitare gocciolamenti di vernice. Questo processo ha lo scopo di proteggere il metallo dalla corrosione e garantire l'aderenza del rivestimento con il metallo.
Al termine del lavoro, il rivestimento protettivo anticorrosione di colore chiaro viene applicato sulla superficie esterna. Dà effetto riflettente il calore e caratteristiche di prevenzione della corrosione.
La superficie verniciata finita dovrebbe avere lo stesso spessore dello strato senza cadute di vernice e altri difetti.
Il problema della corrosione del fondo del serbatoio è molto grave. Ad esempio, la penetrazione nel fondo di corrosione penetrante dei serbatoi, utilizzati per la sedimentazione dell'olio e le linee di flusso possono portare a fuoriuscite di petrolio che inquinano l'ambiente. Inoltre, appare la necessità di sostituire i fondi del serbatoio già dopo 5-6 anni di funzionamento, il che è complicato, considerando il diametro del fondo pari a quasi 50 m (per il serbatoio d'acciaio verticale 20.000).
La corrosione del suolo può essere evitata disponendo uno strato impermeabile e usando una protezione elettrochimica, quando i protettori galvanici sono collegati al fondo del serbatoio. A parte questo, il fondo può essere efficacemente protetto mediante protezione catodica.
Quando le società di protezione dalla corrosione lavorano con la superficie esterna del fondo del serbatoio, devono soddisfare i seguenti requisiti:
La sistemazione della fondazione e del seminterrato del serbatoio dovrebbe consentire il drenaggio delle acque sotterranee e le precipitazioni dal fondo;
Non è necessario applicare un rivestimento protettivo sulla superficie esterna del serbatoio quando è disposto uno strato idrofobo di bitume di sabbia (al tasso di 1: 9 nella densità di massa). La sabbia e il bitume applicati non devono contenere elementi corrosivi.
È importante considerare le norme di protezione ambientale, i requisiti di prevenzione degli infortuni e le istruzioni di sicurezza e altri standard, controllando l'esecuzione di questo tipo di lavoro.
La protezione anticorrosiva del serbatoio di stoccaggio elettrochimico si basa sulla capacità dei metalli di arrestare la colorazione sotto l'influenza del flusso di corrente continua.
La superficie di qualsiasi metallo è disomogenea per quanto riguarda le caratteristiche galvaniche, e questo deve essere visto come il motivo principale per cui il metallo subisce corrosione nelle soluzioni dei conduttori elettrolitici, tra cui l'acqua di mare, l'acqua locale e l'acqua di fondo. In questo caso vengono distrutte solo le aree con il potenziale più negativo (anodi). Mentre le aree di superficie con il potenziale più positivo (catodi) non mostrano distruzione.
Lo schema di effetto della protezione elettrochimica implica che l'intera superficie della struttura metallica viene trasformata in un grande catodo indistruttibile. Gli anodi sono rappresentati da elettrodi di materiale più elettronegativo, collegati al fondo della costruzione protetta. Si chiamano protettori galvanici.
La corrente di protezione appare a seguito del funzionamento della coppia galvanica: protezione galvanica - costruzione protetta. I protettori tendono a consumarsi gradualmente, proteggendo il metallo genitore, per questo vengono spesso chiamati "anodo sacrificale".
La protezione anticorrosiva dei serbatoi di stoccaggio elettrochimici è l'unico metodo efficace contro la maggior parte dei tipi locali di corrosione dei metalli (corrosione da corrosione e lacerazione, corrosione da contatto, corrosione intergranulare e screpolature). Allo stesso tempo aiuta a prevenire l'ulteriore sviluppo del processo di corrosione in corso, quindi è altrettanto efficace per i serbatoi e le attrezzature in costruzione e anche per quelli già in funzione.
Il metodo dei protettori galvanici viene solitamente applicato in combinazione con vernici e rivestimenti laccati. Tale combinazione di protezione passiva (verniciatura) con protezione attiva (elettrochimica) consente di ridurre il dispendio di protettori galvanici e prolungarne la vita operativa, per garantire una distribuzione più uniforme della corrente di protezione elettrica sulla superficie delle costruzioni protette. Aiuta anche a bilanciare i difetti del rivestimento, derivanti dai suoi danni durante il montaggio, il trasporto e il funzionamento, inclusi i risultati dell'invecchiamento naturale (gonfiore, instabilità, screpolature, fratture).
La corrente di protezione arriva esattamente a quelle aree metalliche, dove la densità del rivestimento è danneggiata. Raggiunge tutte le aree in ombra, gli spazi vuoti, gli spazi vuoti, impedendo la macchia del metallo nudo. Va notato che nel corso della polarizzazione catodica l'acqua locale e di fondo mostra un certo gel salino che contiene sali insolubili di Ca e Mg e svolge il ruolo di rivestimento aggiuntivo.
Insieme a questo, la protezione elettrochimica può fornire la massima sicurezza dalla corrosione senza verniciare. In questo caso la densità di corrente protettiva più elevata dovrebbe essere fornita per la superficie in acciaio non verniciato, che richiederà un aumento del numero di protettori galvanici e farà rispettare le loro spese. Tuttavia, se prendiamo in considerazione l'intensità del lavoro nell'applicazione del rivestimento protettivo, in particolare per i serbatoi in funzione, questo metodo di protezione preventiva dalla corrosione sembra essere potenzialmente produttivo.
Poiché la maggior parte delle strutture metalliche sono realizzate in acciaio, i protettori galvanici possono essere realizzati in metallo con un potenziale elettrico più negativo rispetto all'acciaio. Le basi sono zinco, alluminio, magnesio.
Va tenuto presente che se il potenziale spostamento verso la direzione negativa supera un certo limite, esiste una minaccia della cosiddetta "protezione eccessiva", connessa al rilascio di idrogeno, ai cambiamenti della composizione dello strato vicino all'elettrodo e ad altri effetti, che può portare a un aumento della corrosione.
I servizi di rivestimento industriale per la superficie interna richiedono molta manodopera. Ciò è collegato con complicate procedure di preparazione della superficie e l'applicazione di un rivestimento anticorrosivo per l'acciaio.
Il processo tecnologico di preparazione della superficie interna del serbatoio differisce molto da quello per la superficie esterna. Possiamo dividerlo in più fasi:
1. Scarico di prodotti petroliferi;
2. Riduzione della superficie interna;
3. Degasaggio del serbatoio;
4. Sgrassaggio della superficie interna;
5. Sabbiatura;
6. Pulizia della superficie interna da sabbia e sporco;
7. Applicazione del detergente sulle aree corrosive;
8. Lavare la superficie interna con acqua calda;
9. Essiccazione dall'interno a 5-20 ° С per 2-3 giorni (piastre di passaggio e valvole a saracinesca mantenute aperte);
10. Verifica della qualità dei lavori di preparazione e idoneità per l'applicazione del rivestimento protettivo.
Uno strato di adescamento viene applicato sulla superficie interna del serbatoio preparata con una pistola a spruzzo pneumatica. È estremamente importante evitare gocciolamenti di vernice. Questo processo ha lo scopo di garantire l'aderenza del rivestimento di vernice al metallo.
La superficie interna dei serbatoi sotterranei e fuori terra è coperta con materiali di vernice e lacca in 2-4 strati con successiva asciugatura di ogni strato separatamente.
Al termine dei lavori viene firmato il certificato di accettazione, che deve essere accompagnato da certificati per i materiali utilizzati.
Per ridurre il pericolo di danni alla corrosione delle strutture metalliche, che possono mettere fuori servizio il serbatoio, è essenziale fornire un certo sistema di misure di protezione dalla ruggine e dalla corrosione, che includa l'applicazione di uno strato protettivo e (o) l'aumento dello spessore del piastre metalliche (indennità di corrosione), che hanno lo scopo di considerare la possibile perdita dello spessore dei dettagli a causa della corrosione.
Inoltre, è necessario fornire un esame periodico dell'intera superficie del serbatoio non meno di una volta ogni 5 anni per rivelare danni da corrosione e le aree della superficie con rivestimento antidolorifico danneggiato. Se necessario, il cappotto protettivo viene ripristinato.
Se le strutture metalliche del tetto del serbatoio e gli anelli superiori del guscio mostrano un tempo estremamente elevato di processo di corrosione, è possibile utilizzare l'atmosfera di gas inerte come metodo aggiuntivo di protezione dalla corrosione.
Quando si sceglie il metodo di protezione dalla ruggine e dalla corrosione e si determinano le quote di corrosione, si dovrebbe considerare il livello di impatto aggressivo dell'ambiente sui dettagli metallici all'interno del serbatoio e sulla sua superficie esterna, esposti all'aria aperta. Il livello di impatto aggressivo del prodotto immagazzinato sugli elementi strutturali interni è mostrato nella tabella seguente.
Il livello di influenza dell'atmosfera esterna sugli elementi all'aperto è determinato dai parametri di temperatura e umidità dell'aria e dal carico di gas attivo corrosivo nell'aria in conformità con gli standard e le norme di costruzione.
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Elementi di un serbatoio: |
Livello di impatto aggressivo del prodotto sugli elementi in acciaio di un serbatoio verticale: |
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petrolio greggio |
olio combustibile, gasolio, cherosene |
benzina |
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la superficie interna del fondo e la cintura inferiore ad un'altezza di 1 m dal fondo |
moderatamente aggressivo |
moderatamente aggressivo |
leggermente aggressivo |
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cinture centrali, parti inferiori dei pontoni e tetti galleggianti |
leggermente aggressivo |
leggermente aggressivo |
leggermente aggressivo |
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cintura superiore (zona di bagnatura periodica) |
moderatamente aggressivo |
leggermente aggressivo |
moderatamente aggressivo |
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tetto, superficie superiore e laterale dei tetti galleggianti |
moderatamente aggressivo |
moderatamente aggressivo |
leggermente aggressivo |
A condizione che il livello di disolfuro di idrogeno nel greggio sia superiore a 10 g / l o contenga disolfuro di idrogeno e anidride carbonica in qualsiasi proporzione, il tasso di impatto aggressivo sulla superficie interna del fondo, l'anello inferiore, il tetto, la parte superiore e i bordi dei pontoni e dei tetti galleggianti aumenta di un livello.
Mantenere lo spessore delle strutture metalliche esposte a un'influenza lievemente aggressiva si ottiene solo mediante indennità di corrosione.
Se le strutture sono soggette a un impatto moderatamente aggressivo e altamente corrosivo, il funzionamento sicuro del serbatoio è assicurato, oltre alle quote di corrosione, dai servizi di verniciatura industriale.
Questo metodo aiuta ad aumentare l'affidabilità delle strutture metalliche in caso di distruzione locale del rivestimento protettivo prima dell'esame pianificato delle condizioni di corrosione del serbatoio.
Il tasso di tolleranza alla corrosione è impostato in base al tempo del processo di danneggiamento della corrosione, che è determinato dal tipo di aggressività ambientale:
La protezione elettrochimica dalla corrosione degli elementi strutturali del serbatoio viene eseguita da unità di protezione di terra e catodiche. Il metodo viene scelto in base ai parametri tecnico-economici.
Le superfici delle strutture metalliche, preparate per la protezione da ruggine e corrosione, non dovrebbero avere:
I giunti di saldatura devono avere una connessione regolare con il metallo di base senza tagli e giri freddi.
Tutti gli elementi interni del serbatoio, saldati al guscio, al fondo o al tetto, devono essere scottati lungo i bordi per evitare la comparsa di spazi vuoti e spazi vuoti.
Oltre a questo, tutti gli elementi esposti all'aria aperta sotto l'influenza di un ambiente moderatamente aggressivo, dovrebbero anche essere scottati lungo i bordi per evitare la comparsa di spazi vuoti e spazi vuoti.
Prima di applicare il rivestimento anticorrosivo per acciaio, tutte le superfici devono essere sgrassate al 2 ° grado, pulite dagli ossidi al 1 ° grado per l'applicazione di metallo spruzzato e rivestimento di vernice o al 1 °-2 ° grado per l'applicazione di vernice. La polvere dovrebbe essere rimossa dalla superficie.
La verniciatura metallizzata viene utilizzata per la protezione dalla corrosione di elementi metallici all'interno di un serbatoio. Per elementi di strutture metalliche nel rivestimento di vernice a cielo aperto dovrebbe essere utilizzato.
Il periodo operativo di efficacia per il rivestimento protettivo non deve essere inferiore a 10 anni.
