Primjena tehnologije katodne zaštite u rafinerijama i kemijskim postrojenjima

Tehnologija katodne zaštite naširoko se koristi u rafinerijama i kemijskim postrojenjima za zaštitu ukopanih ili potopljenih metalnih objekata (npr. cjevovodi, spremnici, temelji opreme) od elektrokemijske korozije.

1. Ukopani cjevovodi

• Mreže cjevovoda postrojenja: ukopani cjevovodi koji transportiraju sirovu naftu, rafinirane proizvode, kemikalije, vodu i paru.
• Dugo-cjevovodi: cjevovodi koji povezuju rafinerije s dokovima i skladišnim rezervoarima.
• Rizici od korozije: korozija tla, smetnje lutajuće struje, mikrobna korozija (SRB).

2. Spremnici za skladištenje

• Vanjska strana donje ploče spremnika: Dio-koji dolazi u kontakt s tlom.
• Unutarnji zidovi: Unutarnji zidovi spremnika koji pohranjuju otopine elektrolita (npr. slana voda, kiseli mediji).

3. Oprema Temelji & Grounding Systems

• Temelji čeličnih konstrukcija: Metalne komponente u betonskim temeljima reaktora, tornjeva, izmjenjivača topline.
• Rešetke za uzemljenje: potrebna je zaštita za elektrode za uzemljenje električnog sustava koje su osjetljive na koroziju.

4. Sustavi hlađenja morskom vodom

• Cjevovodi za morsku vodu: Cjevovodi za hlađenje morskom vodom u obalnim rafinerijama (visoka korozija kloridnih iona).
• Pumpe, ventili, kondenzatori: Metalne komponente u dodiru s morskom vodom.

5. Kemijska oprema

• Spremnici za skladištenje kiseline/lužine: Unutarnji zidovi spremnika za sumpornu kiselinu/klorovodičnu kiselinu (zahtijeva-anodne materijale otporne na kiseline).
• Reaktori, izmjenjivači topline: Metalne komponente u mokrim procesnim jedinicama.

1. Metoda žrtvene anode

Scenariji primjene:

• Ukopani cjevovodi
• Mali spremnici, lokalizirana zaštita
• Unutrašnjost hladnjaka za vodu

Uobičajene anode:

• Magnezijeve legure (Mg): Visoki pogonski napon, pogodan za tla i slatku vodu s visokim-otporom.
• Cinkove legure (Zn): Niski pogonski napon, pogodan za tlo/morsku vodu-niskog otpora.
• Aluminijske legure (Al): okolina morske vode (npr. sustavi vode za hlađenje).

2. Metoda impresionirane struje

Primjenjivi scenariji:

• Ukopani cjevovodi, vanjske donje ploče spremnika
• Okolina s morskom vodom (npr. čelični piloti dokova, sustavi za hlađenje morskom vodom)

Ključne komponente:

• Anode: visoko{0}}silicijsko lijevano željezo, MMO (mješoviti metalni oksid) titanijske anode, platinsko-niobijeve anode.
• Ispravljači s konstantnim potencijalom: Automatski podešavaju struju kako bi održali zaštitni potencijal.
• Duboki anodni slojevi bunara: Prikladno za-prostorno ograničene biljke.

1. Zaštita ukopanog cjevovoda

Žrtvene anode:

• Žrtvene anode od legura Mg ili Zn.

Impresionirana struja:

• Anodni slojevi: Distribuirane plitko-ukopane anode ili duboke anode (ušteda-prostora).
• Praćenje: ispitne stanice i referentne elektrode (Cu/CuSO₄ ili Ag/AgCl).

2. Zaštita spremnika

Vanjski dio dna spremnika:

• Žrtvene anode: anodne rešetke Zn/Mg ispod dna spremnika.
• Utisnuta struja: MMO mrežaste anode, fleksibilne anode s kontrolom transformatorskog ispravljača.

Unutrašnjost spremnika (npr. spremnici fiziološke otopine):

• Anode od legure Al/Zn suspendirane u tekućini spremnika.

3. Zaštita sustava morske vode

• Cjevovodi za morsku vodu: zavarene/zavrtnjene anode od Al legure ili anode-tipa sonde (ICCP).
• Dock čelični piloti: MMO anode (ICCP) ili žrtvene anode od Al legure (SACP).

4. Kemijska zaštita opreme

Kisele sredine:

• Posebne anode: platina-niobij (otporan-na kiseline), visoko-silicijsko lijevano željezo (HSCI).
• Unutarnja zaštita: premazi-otporni na kiseline + katodna zaštita.

1. Smetnje lutajuće struje

Izvori:

• DC tračnički sustavi, oprema za elektrolizu, susjedni CP sustavi.

rješenja:

• Ugraditi drenažne uređaje (izravna/prisilna drenaža).
• Koristite izolacijske prirubnice za izolaciju pogođenih dijelova.

2. Visoko{1}}temperaturno okruženje

Izdati:

• Temperatures >60 stupnjeva ubrzava potrošnju anode ili degradira premaze.

rješenja:

• Koristite visoko{0}}temperaturne anode (npr. MMO).
• Optimizirajte izlaz ispravljača kako biste izbjegli prekomjernu-zaštitu.

3. Mikrobna korozija (SRB)

Izdati:

• Sulfat{0}}reducirajuće bakterije (SRB) u anaerobnom tlu ubrzavaju koroziju.

rješenja:

• Povećajte zaštitni potencijal (-0,95 V naspram Cu/CuSO₄).
• Nanesite antimikrobne premaze/biocide.

1. Potencijalno praćenje:

• Redovita ručna mjerenja potencijala-cijev-tla.
• Pametne ispitne stanice s online sustavima za automatsko bilježenje podataka/upozorenja.

2. Zamjena anode:

• Zamijenite žrtvene anode kada preostane masa<30%.
• Anode pod utjecajem struje obično traju 20-40 godina.

1. Međunarodni standardi:

• ISO 15589-1 (industrija nafte, petrokemije i prirodnog plina - Katodna zaštita cjevovodnih sustava - 1. dio: kopneni cjevovodi)
• NACE SP0169-2024 (Kontrola vanjske korozije na podzemnim ili potopljenim metalnim cjevovodnim sustavima)
• API RP651-2024 Katodna zaštita nadzemnih spremnika za skladištenje nafte
• NACE SP0193-2016 Vanjska katodna zaštita dna spremnika od ugljičnog čelika vrhunske kvalitete
• EN 14505-2005 Katodna zaštita složenih konstrukcija

2. Kineski standardi:

• GB/T 35508-2017 Regionalna katodna zaštita za postaje
• GB/T 50393-2017 Tehnički standard za antikorozivno inženjerstvo čeličnih spremnika nafte
• GB/T 21448-2017 Tehničke specifikacije za katodnu zaštitu ukopanih čeličnih cjevovoda
• SY/T 6964-2013 Tehničke specifikacije za katodnu zaštitu naftnih i benzinskih postaja

• Projekt integrirane baze BASF-a (Guangdong).
• Sinopec-Guangdong Joint Venture Rafiniranje i projekt integracije kemikalija na otoku Donghai, grad Zhanjiang, provincija Guangdong
• SABIC Tianjin Petrochemical 260.000 t/a Policarbonate (PC) Project
• Sonatrach MTBE kompleks i projekt postrojenja (Alžir)
• CNOOC Shell Huizhou Faza III Projekt etilena
• Projekt petrokemijske rafinacije i kemijske integracije u Zhejiangu

Katodna zaštita ključna je za sprječavanje korozije u rafinerijama i kemijskim postrojenjima. Odabir između žrtvene anode i metoda utisnute struje ovisi o uvjetima okoline (tlo, morska voda, kemikalije), dopunjenih premazima i sustavima nadzora kako bi se formirali potpuni sustavi zaštite. Pravilna primjena značajno smanjuje troškove održavanja i sprječava curenje/prekide rada uzrokovane korozijom.