Эффективная катодная защита подземных металлических резервуаров - надежность и безопасность эксплуатации АЗС

Для обеспечения безопасной эксплуатации подземных металлических резервуаров продуктопроводов АЗС за счет сохранения коррозионной стойкости металла находится в прямой зависимости от эффективной системы защиты металла от коррозионного разрушения.

В последнее время АЗС строятся в непосредственной близости от населенных пунктов, жилых домов, что накладывает высокие требования на схему организации мероприятий как на этапе пассивной защиты металла - изоляционные работы (ГОСТ 12.3.016-87), так и организации активной защиты объекта в целом, т.е. организации высоконадежной автоматизированной схемы катодной защиты.

Как известно критерием оценки эффективности электрохимической защиты от почвенной коррозии подземных металлических резервуаров является величина поляризационного потенциала защищаемого металла, установленного ГОСТ Р 51164-98.

Режим работы средств катодной защиты должен обеспечивать в течение всего срока эксплуатации резервуаров и коммуникации АЗС непрерывно во времени осуществляя катодную поляризацию на всей поверхности резервуаров и других сооружений таким образом, чтобы значение потенциалов были по абсолютной величине не меньше минимального и не больше максимального значений, т.е. составляло в пределах — 0,81 до -1,2В.

Исходя из требований ГОСТ Р 51164-98 схема организации катодной защиты должна быть оснащена станциями катодной защиты (преобразователями) и контрольно-измерительными пунктами (КИП) с неполяризующимися медно-сульфатными электродами сравнения.

Принимая во внимание неоднородность химического состава засыпного грунта, различную плотность и проницаемость для кислорода по глубине залегания резервуара,
установлено, что величина потенциала металлической оболочки в результате возникновения тока пары дифференциальной аэрации значительно изменяется.
Такое неодинаковое распределение потенциала приводит к тому, что максимальному коррозионному разрушению подвергается как верхняя, так и боковая поверхность резервуара.

Анализ существующих систем и схем организации катодной защиты показал:

• схема организации катодной защиты с использованием глубинных заземлителсй, не обеспечивает полной защиты от коррозии; - капитальные затраты на сооружение глубинных анодных заземлителей велики,
• не снимает проблему экранирования (так как резервуары расположены на близком расстоянии друг от друга и большого диаметра, что значительно снижает эффективность катодной установки в целом).

Учитывая вышеизложенное предлагаются два варианта схемы организации катодной защиты резервуаров на АЭС.

1. Схема катодной защиты АЗС выполнена с применением высоконадежной автоматизированной системы на базе преобразователя типа Минерва 3000. Схема катодной защиты включает в себя:

• преобразователь Минерва 3000;
• блок регулирования тока БРТ на каждый резервуар;
• блок программы (БП);
• блок регистрации параметров катодной защиты по каждому резервуару (БР),
• анодный заземлитель типа АЗМ-ЗХ.

Анодное заземление выполнено по схеме распределенных заземлителей с использованием малорастворимых экологически чистого материала АЗМ-ЗХ с вертикальным расположением резервуара по периметру каждого резервуара на глубине его заложения с чередованием -первый анод на 30 % ниже нижней образующей резервуара, второй на 30 °'о выше верхней образующей и т.д.

Для исключения фактора экранирования анодные заземлители АЗМ-ЗХ расположены и между резервуарами, что обеспечивает распределение потенциала по всей поверхности.

Для автоматического поддержания защитного потенциала и осуществления контроля эффективности катодной защиты неполяризующиеся электроды сравнения длительного действия типа ЭНЕС с вспомогательным электродом и биметаллический электрод сравнения длительного действия типа ЭДБ - 1м располагаются в трех точках на каждом резервуаре - нижней, средней и верхней.

Коммутация и подключение каждого электрода ЭНЕС (ЭДБ) к измерительному входу станции (преобразователю) Минерва 3000 осуществляется через блок программы БП с синхронным подключением блока регистрации (БР) выходных параметров катодной защиты по каждому датчику последовательно в циклическом режиме для каждого резервуара.

Система позволяет регулировать уровень катодной защиты каждого резервуара АЗС (учитывая состояние изоляционного покрытия) для чего в схему катодной защиты введен многоканальный регулятор тока типа БРТ.

Для организации катодной защиты малых АЗС предлагается схема второго варианта.

Второй вариант схемы организации катодной защиты выполнен по упрощенной схеме с использованием неавтоматического преобразователя ПДЕ.

В этом случае из схемы исключаются:

• блок программы БП;
• блок регистрации параметров защиты по каждому резервуару.

Выбор режима работы преобразователя осуществляется в ручную (неавтоматический режим) в соответствии с инструкцией по эксплуатации ПДЕ.
Контроль за режимом распределения потенциала по КИПам осуществляется обслуживающим персоналом с занесением данных электрических измерений в журнал регистрации.

Для наиболее распространенных схем расположения резервуаров (вариант третий) схема организации катодной защиты выполнена с использованием в качестве анодного заземлителя анода из углеродистой ткани армированной стекловолокном типа АУТС-П. По техническим характеристикам анодные заземлители типа АУТС-П значительно снижают сопротивление растеканию. При их использовании количество анодных заземлителей, которые необходимо установить на АЗС сокращается в три раза по отношению к АЗМ-ЗХ. Вследствие чего достигается значительный экономический эффект за счет уменьшения затрат и сокращения сроков проведения земляных работ. Рассмотрим варианты организации катодной защиты на эксплуатируемых АЗС.

Схема расположения резервуаров группового исполнения. Резервуары расположены по два на близком расстоянии (до 1 - 2 м). В таком варианте в качестве анодных заземлителей используются АУТС-П с вертикальным или горизонтальным расположением. Сопротивление растеканию анодного заземлителя находится в пределах 1,5 до 2,0 м. Расположение анодных заземлителей по три на два резервуара значительно сокращает капитальные затраты на использование АЗМ-ЗХ, которых потребуется на группу из 2-ух резервуаров - от 6 до 9.
На вновь строящихся АЗС анодные заземлители АУТС-П укладываются на дно траншеи под резервуар на всю длину, что обеспечивает полную защиту резервуаров любой конфигурации.
Использование автоматизированной системы катодной защиты и высоконадежных элементов в схеме организации катодной защиты резервуаров и коммуникации АЗС позволит как в автоматическом, так и неавтоматическом режимах обеспечить долговечность и надежность эксплуатации систем АЗС в целом, повысить пожаробезопасность и исключить случаи экологического нарушения среды.