Ăn mòn bồn bể chứa

ĂN MÒN BỒN BỂ CHỨA GVHD: TS.Huỳnh Quyền HV : Bùi Thanh Hải Nguyễn Hồng Thoan Nội dung trình bày I. Ăn mòn và cơ chế ăn mòn II. Các dạng ăn mòn bồn bể chứa III.Các phương pháp bảo vệ Ăn mòn Kim loại khi tiếp xúc với môi trường ngoài (oxi, nước, không khí...) sẽ bị gỉ sét và ăn mòn Ăn mòn là quá trình điện hóa  Ăn mòn sẽ xuất hiện tập trung ở anode  Ăn mòn sẽ phá hủy bề mặt vật liệu theo thời gian gây rò rĩ, giảm phẩm chất của sản phẩm chứa bên trong. Cơ chế ăn mòn điện hóa  Một tế bào ăn mòn bao gồm 4 cấu tử:  Anode: sinh e- nơi xảy ra phản ứng oxi hóa (ăn mòn)  Cathode: nhận e- thực hiện phản ứng khử (không ăn mòn)  Chất điện giải: cho phép ion di chuyển  Đường dẫn điện bằng kim loại =>Một điện cực có thể là anode hoặc cathode trong một tế bào ăn mòn phụ thuộc vào “thế điện cực” của nó. Thế âm hơn (KL hoạt động hơn) Anode. Phản ứng anode Mo Mn+ + e Phản ứng cathode 2H+ + 2e H2 O2+2H2O+4e 4OH- Ý nghĩa của hạn chế ăn mòn Bảo quản của cải vật chất. Giảm chi phí bảo trì, bảo dưỡng. Giảm chi phí kiểm tra. Bảo vệ môi trường. Cơ chế ăn mòn bể chứa nổi 2 cơ chế ăn mòn:  Ăn mòn kiểu điện hóa • Do lưỡng kim (tạp chất) • Gây bởi chất điện giải (sự khác nhau do nồng độ oxy, điện trở của đất, nồng độ ẩm, nồng độ ion)  Ăn mòn kiểu điện phân (electrolytic corrosion) • Do dòng nhiễu (stray current) Nội dung trình bày I. Ăn mòn và cơ chế ăn mòn II. Các dạng ăn mòn bồn bể chứa III.Các phương pháp bảo vệ Các dạng ăn mòn A.Ăn mòn điện hóa 1. Ăn mòn do yếu tố môi trường (kiểu pin nồng độ) • Nồng độ oxi khác nhau • Độ ẩm khác nhau • Vật thể lạ trong đất lấp 2. Ăn mòn lưỡng kim. 3. Ăn mòn do bản chất bồn chứa B.Ăn mòn điện phân => Do dòng điện tạp (stray current) Các dạng ăn mòn 1. Ăn mòn pin nồng độ • Nồng độ oxi khác nhau: Vùng có nồng độ oxy thấp anode Các dạng ăn mòn 1. Ăn mòn pin nồng độ • Chênh lệch độ ẩm trong vật liệu lấp: Vùng có độ ẩm cao  anode. • Do sự thoát nước kém Các dạng ăn mòn 1. Ăn mòn pin nồng độ • Đất không đồng chất : vật liệu lạ trong cát lấp Các dạng ăn mòn 2. Ăn mòn lưỡng kim : trường hợp khác nhau của kim loại đáy bồn và vật liệu chôn ngoài bồn. Vật liệu lạ trong cát lấp Các dạng ăn mòn 2. Ăn mòn lưỡng kim : trường hợp do sự khác nhau về kim loại giữa đáy bồn mới và cũ. Các dạng ăn mòn  Ăn mòn do dòng điện lạ Có thể xảy ra ăn mòn nghiêm trọng do điện thế cao của những nguồn ngoài Ăn mòn Galvanic trong bể =>Do sự chênh lệch nồng độ hoặc bản chất vật liệu Ăn mòn Galvanic ngoài bể Sự chênh lệch điện thế đáy bể => do sự không đồng nhất vật liệu Nội dung trình bày I. Ăn mòn và cơ chế ăn mòn II. Các dạng ăn mòn bồn bể chứa III.Các phương pháp bảo vệ Phương pháp bảo vệ Cathode Sự ăn mòn tập trung ở vị trí phóng điện giữa kim loại với môi trường Bảo vệ Cathode: biến bề mặt kim loại đối tượng bảo vệ thành cathode của một tế bào điện hóa Ăn mòn luôn xảy ra trong tự nhiên. Ngăn cản sự ăn mòn có thể dùng 2 phương pháp chính : • Anode hy sinh • Dòng điện cưỡng bức ANODE HY SINH  Dùng kim loại “hoạt động hơn” (có thế điện hóa thấp hơn kim loại cần bảo vệ) làm anode hy sinh  Kim loại được lựa chọn dựa vào dãy Galvanic, thường dùng Magie, Nhôm và Kẽm  Phạm vi áp dụng: cấu trúc cần bảo vệ nhỏ, được sơn phủ tốt và đặt trong chất điện giải có điện trở thấp.  Anode hy sinh dùng để bảo bệ phía trong đáy bể (Không hiệu quả khi bảo vệ phía ngoài) Bảo vệ phía trong bể ANODE HY SINH ANODE HY SINH Bảo vệ giữa hai đáy bể ANODE HY SINH ANODE HY SINH ANODE HY SINH ANODE HY SINH ANODE HY SINH Ưu điểm:  Không tốn điện năng  Dễ lắp đặt  Vốn đầu tư thấp (đối với bồn nhỏ)  Không gây dòng điện nhiễu (stray current) làm ảnh hưởng công trình khác  Phí bảo trì thấp  Ít phải kiểm tra giám sát  Nhược điểm:  Chênh lệch thế thấp  Dòng ra nhỏ  Chỉ sử dụng đối với đất có điện trở thấp  Không sử dụng để bảo vệ các bồn lớn Dòng điện cưỡng bức  Dùng để bảo vệ đáy bể phía ngoài.  Hệ thống bao gồm Rectifier Anode: than, gang có hàm lượng Si cao, hỗn hợp oxit kim loại trong Titan  ít tiêu hao Cáp dẫn điện Backfill: giảm điện trở giữa đất và anode, dễ dàng thoát khí sinh ra. Dòng điện cưỡng bức Ưu điểm:  Điều chỉnh được dòng ra linh hoạt, tạo được sự chênh thế lớn  Áp dụng được nhiều loại đất với điện trở khác nhau Nhược điểm:  Ảnh hưởng đến các công trình khác (do stray current)  Chi phí vận hành và bảo dưỡng cao  Chi phí đầu tư cao (đối với công trình nhỏ)  Phải theo dõi kiểm tra thường xuyên Shallow Groundbed Dòng điện cưỡng bức Deep Groundbed Dòng điện cưỡng bức Rectifier Anode Reference Cells Tank Hệ thống bảo vệ Cathode Lưới Titan Junction Box (-) (+) Dòng điện cưỡng bức HỆ THỐNG LƯỚI ANODE  Được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.  Sử dụng Anode trơ Ti Ưu điểm Mật độ dòng CP rất đồng đều  Không yêu cầu cách ly điện  Không dễ làm hư hại  Lắp đặt dễ dàng  Tuổi thọ cao  Tiêu thụ điện năng thấp  Kinh tế -Hệ thống yêu cầu dòng nhỏ (0.5A or less per 100 lineal feet of structure)  Anode hy sinh -Hệ thống yêu cầu dòng lớn (1 A or more per 100 lineal feet of structure) ICCP Tính khả thi Tính kinh tế Lựa chọn hệ thống bảo vệ Quy trình thiết kế, lựa chọn hệ thống bảo vệ Cathode Quy trình thiết kế, lựa chọn hệ thống bảo vệ Cathode Top corrosion Top corrosion Top corrosion