，，

(1.中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院,陜西 西安 710018; 2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710018)

原油沉降罐是集輸站、庫(kù)最基本的原油處理和污水處理設(shè)施。由于罐底的水中含有原油的沉淀物、鹽類(如氯化鎂、氯化鈉和氯化鈣)以及硫酸鹽還原菌等，從而導(dǎo)致了沉降罐內(nèi)和沉積水接觸的罐內(nèi)壁發(fā)生腐蝕[1]。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)技術(shù)可以抑制腐蝕，最普遍使用的方法是儲(chǔ)罐內(nèi)壁加裝犧牲陽(yáng)極，從而有效保護(hù)原油沉降罐，延長(zhǎng)原油沉降罐檢修周期。

犧牲陽(yáng)極消耗完后，需要及時(shí)更換。但由于普通陽(yáng)極是直接將鐵腳焊接于罐內(nèi)壁，更換時(shí)，首先需要使用氧氣-乙炔焊槍將鐵腳切割，然后再將新?tīng)奚?yáng)極焊接在罐內(nèi)壁。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

(1)進(jìn)行鐵腳切割作業(yè)時(shí)，氧氣-乙炔焊槍的高溫會(huì)在焊接處造成熱影響區(qū)，對(duì)罐壁產(chǎn)生損傷，產(chǎn)生腐蝕和安全隱患；

(2)新?tīng)奚?yáng)極進(jìn)行更換時(shí)，還需進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，對(duì)陽(yáng)極進(jìn)行重新布局；

(3)由于原油沉降罐屬于一級(jí)動(dòng)火區(qū)域，切割和焊接作業(yè)均需要辦理動(dòng)火手續(xù)方可作業(yè)。動(dòng)火手續(xù)繁瑣，消耗大量人力物力[2]。

1 可更換犧牲陽(yáng)極組成

可更換犧牲陽(yáng)極由可更換單元、焊接鐵腳和防腐扣盒三部分組成，配套以螺栓和發(fā)泡膠，組裝完成后的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 可更換犧牲陽(yáng)極組裝

1.1 可更換單元

可更換單元主要由犧牲陽(yáng)極材料和可更換鐵腳組成，見(jiàn)圖2。所用犧牲陽(yáng)極材料為鋁-鋅-銦系合金犧牲陽(yáng)極，化學(xué)成分經(jīng)過(guò)GB/T4949—2007《鋁-鋅-銦系合金犧牲陽(yáng)極化學(xué)分析方法》 中的方法測(cè)定，符合GB/T 4948—2002《鋁-鋅-銦系合金犧牲陽(yáng)極》中的化學(xué)成分要求。可更換鐵腳選用板狀鐵腳，由碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，共設(shè)有4處螺栓孔，兩側(cè)各有兩組?？筛鼡Q單元為一體式結(jié)構(gòu)，一次鑄造完成，陽(yáng)極材料使用完后，對(duì)此部分進(jìn)行更換。

圖2 可更換單元

可更換單元的型號(hào)和參數(shù)符合GB/T 4948—2002的相關(guān)要求，共分為4種型號(hào)，可用于不同規(guī)格儲(chǔ)罐的內(nèi)壁防腐施工。

1.2 焊接鐵腳

焊接鐵腳主要用于可更換犧牲陽(yáng)極的焊接和安裝，一組可更換犧牲陽(yáng)極兩側(cè)共配備兩根焊接鐵腳。焊接鐵腳一端設(shè)置兩處腰型孔，和可更換鐵腳的螺栓孔位置對(duì)應(yīng)，組成可拆卸式連接?？刹鹦妒竭B接選用螺栓連接，螺栓選用六角頭螺栓，型號(hào)為M16×65。焊接鐵腳另一端要求表面清潔無(wú)銹，直接焊接到儲(chǔ)罐板材表面。 焊接鐵腳結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 焊接鐵腳結(jié)構(gòu)

1.3 防腐扣盒

防腐扣盒用于保護(hù)螺栓螺紋，材質(zhì)為PVC，和發(fā)泡膠配合使用。

防腐扣盒由相同的兩片扣合而成，每片扣盒的左右兩側(cè)設(shè)有凹孔或凸起，凸起或凹孔逐一對(duì)應(yīng)。防腐扣盒上、下端設(shè)有長(zhǎng)方形定位口，焊接鐵腳或可更換鐵腳可穿過(guò)。中部設(shè)有注膠口，用于注入發(fā)泡膠。防腐扣盒結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖4 防腐扣盒結(jié)構(gòu)

2 安裝及更換方法

2.1 安裝步驟

可更換犧牲陽(yáng)極可用于罐內(nèi)底板、壁板以及加熱管束的防腐，首次安裝時(shí)，需使用電焊機(jī)對(duì)焊接鐵腳進(jìn)行焊接安裝。

步驟一：安裝焊接鐵腳。按照陰極保護(hù)設(shè)計(jì)方案，確定安裝位置，使用電焊機(jī)將焊接鐵腳焊接在儲(chǔ)罐內(nèi)表面。焊縫要求全部焊透，確保無(wú)虛焊、假焊和砂眼，焊接質(zhì)量確保達(dá)標(biāo)。

步驟二：安裝可更換單元。使用4組六角頭螺栓對(duì)可更換犧牲陽(yáng)極進(jìn)行定位、安裝和固定。

步驟三：安裝防腐扣盒。將防腐扣盒進(jìn)行定位固定，焊接鐵腳或可更換鐵腳穿過(guò)定位口，防腐扣盒將兩組螺栓包含在內(nèi)，向注膠口注入發(fā)泡膠直至溢出。

2.2 更換步驟

當(dāng)需更換犧牲陽(yáng)極時(shí)，按以下步驟進(jìn)行更換。

步驟一：將防腐扣盒拆除，清理螺紋，拆卸螺栓。

步驟二：將可更換單元拆除，將新的可更換單元參照安裝步驟進(jìn)行更換。

3 結(jié) 論

通過(guò)合理設(shè)計(jì)研制出可更換犧牲陽(yáng)極，用于儲(chǔ)罐內(nèi)壁防腐蝕?？筛鼡Q犧牲陽(yáng)極的材料和鐵腳均符合國(guó)標(biāo)相關(guān)技術(shù)要求，更換時(shí)無(wú)需進(jìn)行切割和焊接作業(yè)。可更換犧牲陽(yáng)極的使用可有效減輕犧牲陽(yáng)極更換作業(yè)帶來(lái)的工作強(qiáng)度及安全隱患。

[1] 李勇,徐偉.大型儲(chǔ)油罐內(nèi)腐蝕分析及防腐蝕措施[J].石油化工腐蝕與防護(hù),2004,21(5):20-22.

[2] 張新發(fā),李養(yǎng)池,郭亮，等.一種可更換犧牲陽(yáng)極和更換方法:ZL201410314977.0[P].2017-03-15.