Aplicação de ânodos-de longa duração na proteção catódica inferior externa de tanques de armazenamento de aço

Aplicação de ânodos-de longa duração na proteção catódica inferior externa de tanques de armazenamento de aço

O controle externo de corrosão no fundo de tanques de armazenamento de aço representa um cenário clássico na proteção catódica, onde a instalação é uma operação única-e o sistema deve durar toda a vida útil. Depois que um tanque é comissionado e cheio, o espaço entre o fundo do tanque e a fundação é completamente vedado pela almofada de areia ou camada de areia asfáltica, impossibilitando qualquer manutenção futura. Consequentemente, a vida útil projetada de um sistema de proteção catódica de fundo de tanque deve corresponder à da estrutura do tanque, normalmente exigindo não menos que 20 anos, com alguns tanques grandes exigindo 30 anos ou mais.

A proteção catódica tradicional para fundos de tanques tem frequentemente empregado ânodos de sacrifício, como fitas de magnésio ou zinco, dispostos radialmente ou concentricamente dentro da almofada de areia. No entanto, os dados de campo indicam que a vida útil real dos ânodos de sacrifício em ambientes de fundo de tanque é muitas vezes menor do que o valor de projeto. As principais razões incluem: a fundação do fundo do tanque permanece molhada por longos períodos, criando um ambiente eletrolítico complexo que acelera o consumo do ânodo; danos localizados no revestimento do fundo do tanque aumentam a saída de corrente dos ânodos, acelerando o esgotamento; e a falha do ânodo-na-vedação do cabo leva à corrosão e à desconexão na junta. Em muitos projetos, após 8 a 12 anos de operação, os ânodos esgotam-se ou a corrente de proteção cai significativamente, deixando desprotegidos os restantes mais de 10 anos de vida útil do tanque.

A proteção catódica de corrente impressa é a orientação técnica para alcançar proteção inferior-de longo prazo. Na prática, o ânodo tubular MMO de Φ25×1000 mm tornou-se uma escolha comum devido às suas dimensões apropriadas e desempenho eletroquímico estável. Durante a construção, vários ânodos são conectados em série ou paralelo e dispostos em círculos concêntricos ou padrões radiais dentro da almofada de areia abaixo do fundo do tanque. Os ânodos são normalmente enterrados 300–500 mm abaixo do fundo do tanque e os cabos são encaminhados através do perímetro da fundação até uma caixa de junção fora do tanque.

As vantagens técnicas desta solução são as seguintes:

1. Vida útil do ânodo correspondente à vida útil da estrutura do tanque.O substrato de titânio do ânodo MMO não sofre corrosão em ambientes de solo ou areia, e o revestimento de óxido metálico misto tem uma taxa de consumo extremamente baixa, normalmente inferior a 6 mg/(A·ano). Para um único ânodo operando com saída de 2 A, a perda anual de espessura do revestimento é inferior a 0,01 μm. Com uma espessura de revestimento efetiva geralmente entre 10 e 20 μm, o ânodo pode, teoricamente, atender a uma vida útil de mais de 30 anos, correspondendo à vida útil projetada do tanque e permitindo uma operação-livre de manutenção durante todo o período de serviço.

2. Alta atividade eletroquímica e baixa tensão de condução.Os ânodos MMO exibem alta atividade eletrocatalítica, com baixos sobrepotenciais de cloro e oxigênio em comparação com materiais anódicos convencionais. Para a mesma saída de corrente, a tensão de acionamento necessária é menor. Para estruturas-de grandes áreas, como fundos de tanques, uma tensão de acionamento mais baixa contribui para uma distribuição de potencial mais uniforme e reduz o risco de descolamento catódico causado por superproteção localizada. A tensão de saída mais baixa também simplifica os requisitos de isolamento do sistema e a segurança operacional.

3. Dimensões adequadas ao espaço confinado abaixo do fundo do tanque.O diâmetro externo de 25 mm e o comprimento de 1.000 mm permitem uma colocação conveniente no espaço limitado entre o fundo do tanque e a fundação, sem afetar a capacidade de carga-da almofada de areia ou sua compactação. Os ânodos podem ser dispostos radialmente ou concentricamente conforme necessário, alcançando uma cobertura de corrente uniforme em toda a área do fundo do tanque.

4. A pré-fabricação de fábrica garante a qualidade da instalação.A conexão do ânodo-ao{1}}cabo e a montagem do ânodo com preenchimento de coque podem ser concluídas na fábrica. O trabalho-no local limita-se à colocação das unidades pré-fabricadas de acordo com os desenhos de layout. Esta abordagem elimina incertezas de qualidade associadas à soldagem em campo e ao preenchimento, reduz o número de juntas em campo e diminui a taxa de falhas.

5. A especificação do cabo atende aos requisitos atuais de transmissão e vedação.O cabo de cobre de 1×16 mm² tem capacidade de transporte-de corrente adequada para o sistema de ânodo do fundo do tanque. Além disso, as técnicas de vedação para este tamanho de cabo estão bem estabelecidas e comprovadamente confiáveis. No ambiente inacessível abaixo de um tanque, a integridade da conexão do cabo determina diretamente a longevidade do sistema, e o tamanho do cabo de 16 mm² permite o uso de práticas maduras de vedação de juntas.