浅析静态压力容器内壁的阴极保护
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【摘 要】本文将对静态压力容器内壁的阴极保护进行分析认识，以此来提高压力容器的使用安全性和延长使用寿命。
【关键词】阴极保护；牺牲阳极；静态压力容器内壁
0.前言
随着我国化工工业的快速发展，工业生产对压力容器内壁保护的操作安全性提出了更高的要求，并且强调压力容器设备需要更强的耐腐蚀性，尤其是这些压力容器的部件越来越大， 使得对内部保护的需求也在急剧增加。而且压力容器材料在腐蚀性介质作用下,通常会引起容器由厚变薄或材料组织结构发生改变、机械性能降低,导致压力容器承载能力不够而发生的破坏。压力容器内壁罐壁下部和罐底内壁的腐蚀是压力容器内腐蚀的重点区域,而且由于液相介质的矿化度较高,含Cl-高或含大量的硫酸盐还原菌,溶有H2S,CO2等有害物质时, 压力容器内壁里的介质腐蚀性很强。当采用加热盘管时,温度的因素和盘管支架焊接方面。常常会形成的电偶因素都加剧腐蚀。使用牺牲阳极法对压力容器内壁板内壁进行阴极保护，采用这种方法对压力容器安全可靠，无需专人管理，能够更好的保护。
1.静态压力容器内壁保护方式
静态压力容器内壁通常是通过防腐覆盖层来控制腐蚀的。静态压力容器内壁的保护方式也是多样的，采用合理的结构设计，用适当的阳极数量与布置来确保适宜的电流分布。当水的PH值小于5时需要做到检查牺牲阳极的自腐蚀速率是否过高。同时如果采用强制电流保护可能导致过高的析氢量。阴极保护是根据电化学腐蚀的原理，通过阴极极化的方法抑制腐蚀电池的产生，从而达到防腐的目的。然而防腐覆盖层的防腐年限相对较短，同时在工程实践中，由于各种因素的影响，防腐覆盖层难以达到完整无损，常在覆盖层漏敷或损伤处发生腐蚀，尤其在压力容器钢板腐蚀极为严重。单独采用阴极保护时，其所需保护电流密度很大，在高温含去极化剂的水中达几百mA／m，经济性能较差。因此需对压力容器罐内不同的腐蚀环境和因素对症下药，以取得令人满意的防腐效果。经过对试验与实际工程的研究总结得出：压力容器内壁防腐的做法是罐顶、罐壁采用导静电涂料防腐，而罐底采用涂层与阴极保护联合保护。这样既可大大降低阴极保护的费用，又可通过阴极保护弥补由于覆盖层受损或老化所形成的腐蚀缺陷，大大延长油罐的安全使用寿命。
静态压力容器内壁阴极保护方式，静态压容器内壁的阴极保护，往往需要根据不同的使用类别、性质分两类，一是牺牲阳极阴极保护，二是外加电流阴极保护。牺牲阳极阴极保护是出于经济原因，牺牲阳极常用于保护较小的设备，这些设备包括热水器、给水罐、冷却器、管式热交换器等。按照电解产物的防爆安全法规通常是安装牺牲阳极，应用领域包括舰船的压在舱、原油储罐、装货舱、储油舱、储水舱、交换舱等方面。
2.静态压力容器内壁的阴极保护机理
静态压力容器内壁中，硫酸盐还原菌参与阴极去极化，可以知道测定的腐蚀速率用柴油、乙二醇和水配制电解液，模拟实际油田采出液。这个化学反应的过程是不断地消耗金属表面的游离电子，达到加速阳极的去极化作用，使金属离子不断释放出来，以此促进金属的电化学腐蚀。该化学反应方程式：SO2-+10H+8e-H2S+4H2O xFe+yH2SFexSy+yH2
氯离子腐蚀：HCl除本身起腐蚀作用外，且能与H2S相互促进，构成循环腐蚀，其反应如下：
Fe+2HClFeCl2+2H渗透FeCl2+H2SFeS+HCl
Fe+H2SFeS+2H渗透FeS+2HClFeCl2+H2S
CO2腐蚀：CO2在潮湿环境条件形成碳酸，使金属腐蚀，反应如下：
CO2+H2OH2CO3Fe+H2CO3=FeCO3+H2
氧腐蚀：水中都含有微量溶解氧，它能起去极化作用，导致腐蚀。
氧与水作用，在阴极发生氧去极化反应：O2+2H2O+4e-4OH- FeFe2-+2e- Fe2++2OH-FeOH2。
本文将用GamryPCI-750测试系统实验，在自行设计的模拟电解池中测定Q345R钢片和镁阳极的极化曲线，我们得到静态压力容器内壁里面的Q345R钢片开路电位为-610.0mV，腐蚀电位为-631.0mV，腐蚀电流密度为7.680μA/cm2，腐蚀速率为0.009625mg·cm-2·h-；镁阳极开路电压为-1.507V，腐蚀电位为-1.470V，腐蚀电流密度为11.20μA/cm2，腐蚀速率为0.004850mg·cm-2·h-1.根据Q345R钢片和镁阳极的极化曲线的交点，可以确定最小保护电位为-0.9906V，静态压力容器内壁最小保护电流密度为114μA/cm2。当静态压力容器内壁电位低于-0.85VSCE时，也就得到当被保护体处于被保护状态，实验测得保护电位为-1.20VSCE左右，证明该压力容器内壁得到了保护。 [科]
【参考文献】
［１］胡治平，池华建．阴极保护技术在变电所发电厂的应用[A]．第三届安徽自然科学学术年会安徽省电机工程学会2005年学术年会论文集[C]，2005．