Applicazione della tecnologia di protezione catodica nelle raffinerie e negli impianti chimici

La tecnologia di protezione catodica è ampiamente utilizzata nelle raffinerie e negli impianti chimici per proteggere strutture metalliche sepolte o sommerse (ad esempio, condutture, serbatoi di stoccaggio, fondazioni di apparecchiature) dalla corrosione elettrochimica.

1. Condotte interrate

• Reti di tubazioni di impianti: condotte interrate che trasportano petrolio greggio, prodotti raffinati, prodotti chimici, acqua e vapore.
• Condotte a lunga- distanza: condotte che collegano le raffinerie alle banchine e ai parchi di serbatoi di stoccaggio.
• Rischi di corrosione: corrosione del suolo, interferenze di correnti vaganti, corrosione microbica (SRB).

2. Serbatoi di stoccaggio

• Esterno della piastra inferiore del serbatoio: parte-a contatto con il suolo.
• Pareti interne: pareti interne dei serbatoi che contengono soluzioni elettrolitiche (ad es. acqua salina, mezzi acidi).

3. Fondazioni e Grosistemi unding

• Fondazioni di strutture in acciaio: componenti metallici nelle fondazioni in calcestruzzo di reattori, torri, scambiatori di calore.
• Griglie di terra: protezione richiesta per gli elettrodi di terra del sistema elettrico soggetti a guasti per corrosione.

4. Sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare

• Condotte dell'acqua di mare: condotte di raffreddamento dell'acqua di mare nelle raffinerie costiere (corrosione da ioni cloruro elevato).
• Pompe, valvole, condensatori: componenti metallici a contatto con l'acqua di mare.

5. Attrezzature chimiche

• Serbatoi di stoccaggio di acidi/alcali: pareti interne dei serbatoi di acido solforico/acido cloridrico (che richiedono materiali anodici resistenti agli acidi-).
• Reattori, scambiatori di calore: componenti metallici in unità di processo a umido.

1. Metodo dell'anodo sacrificale

Scenari applicativi:

• Condutture interrate
• Piccoli serbatoi, protezione localizzata
• Interni del refrigeratore d'acqua

Anodi comuni:

• Leghe di magnesio (Mg): tensione di pilotaggio elevata, adatta per terreni ad alta-resistività e acqua dolce.
• Leghe di zinco (Zn): bassa tensione di pilotaggio, adatte per terreni/acqua di mare a bassa-resistività.
• Leghe di alluminio (Al): ambienti con acqua di mare (ad es. sistemi di raffreddamento ad acqua).

2. Metodo della corrente impressa

Scenari applicabili:

• Tubazioni interrate dell'impianto, piastre di fondo esterne del serbatoio
• Ambienti con acqua di mare (ad esempio, pali in acciaio per banchine, sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare)

Componenti chiave:

• Anodi: ghisa ad alto contenuto di silicio-, anodi di titanio MMO (ossido di metallo misto), anodi di platino-niobio.
• Raddrizzatori a potenziale costante: regola automaticamente la corrente per mantenere il potenziale di protezione.
• Letti con anodi a pozzo profondo: adatti per piante con-spazio limitato.

1. Protezione delle condotte interrate

Anodi sacrificali:

• Anodi sacrificali in lega di Mg o Zn.

Corrente impressa:

• Letti anodici: anodi distribuiti poco profondi-interrati o anodi a pozzo profondo (risparmio di spazio-).
• Monitoraggio: stazioni di test ed elettrodi di riferimento (Cu/CuSO₄ o Ag/AgCl).

2. Protezione del serbatoio

Esterno fondo serbatoio:

• Anodi sacrificali: griglie di anodi di Zn/Mg sotto il fondo del serbatoio.
• Corrente impressa: anodi mesh MMO, anodi flessibili con controllo del raddrizzatore del trasformatore.

Interno del serbatoio (ad esempio, serbatoi salini):

• Anodi in lega Al/Zn sospesi nel liquido del serbatoio.

3. Protezione del sistema dell'acqua di mare

• Condotte dell'acqua di mare: anodi in lega di alluminio saldati/bullonati o anodi di tipo sonda- (ICCP).
• Pali in acciaio per pontili: anodi MMO (ICCP) o anodi sacrificali in lega di Al (SACP).

4. Protezione delle apparecchiature chimiche

Ambienti acidi:

• Anodi speciali: platino-niobio (resistente agli acidi-), ghisa ad alto-silicio (HSCI).
• Protezione interna: rivestimenti-resistenti agli acidi + protezione catodica.

1. Interferenza di corrente vagante

Fonti:

• Sistemi a binario CC, apparecchiature per elettrolisi, sistemi CP adiacenti.

Soluzioni:

• Installare dispositivi di drenaggio (drenaggio diretto/forzato).
• Utilizzare flange isolanti per isolare le sezioni interessate.

2. Ambienti-con temperatura elevata

Problema:

• Temperatures >60 gradi accelerano il consumo dell'anodo o degradano i rivestimenti.

Soluzioni:

• Utilizza anodi ad alta-temperatura (ad esempio MMO).
• Ottimizza l'uscita del raddrizzatore per evitare-protezione eccessiva.

3. Corrosione microbica (SRB)

Problema:

• I batteri solfato{0}}riduttori (SRB) nei terreni anaerobici accelerano la corrosione.

Soluzioni:

• Aumenta il potenziale di protezione (-0,95 V rispetto a Cu/CuSO₄).
• Applicare rivestimenti/biocidi antimicrobici.

1. Monitoraggio potenziale:

• Misurazioni manuali regolari del potenziale-del-suolo.
• Stazioni di test intelligenti con sistemi online per la registrazione/avvisi automatici dei dati.

2. Sostituzione dell'anodo:

• Sostituire gli anodi sacrificali quando rimane la massa<30%.
• Gli anodi a corrente impressa durano tipicamente 20-40 anni.

1. Standard internazionali:

• ISO 15589-1 (Industrie petrolifere, petrolchimiche e del gas naturale - Protezione catodica dei sistemi di condotte - Parte 1: Condotte terrestri)
• NACE SP0169-2024 (Controllo della corrosione esterna su sistemi di tubazioni metalliche sotterranee o sommerse)
• API RP651-2024 Protezione catodica dei serbatoi di stoccaggio del petrolio fuori terra
• NACE SP0193-2016 Protezione catodica esterna del fondo del serbatoio di stoccaggio in acciaio al carbonio di livello superiore
• EN 14505-2005 Protezione catodica di strutture complesse

2. Standard cinesi:

• GB/T 35508-2017 Protezione catodica regionale per le strutture delle stazioni
• GB/T 50393-2017 Standard tecnico per l'ingegneria anticorrosione dei serbatoi di stoccaggio del petrolio in acciaio
• GB/T 21448-2017 Specifiche tecniche per la protezione catodica delle condotte in acciaio interrate
• SY/T 6964-2013 Specifica tecnica per la protezione catodica delle stazioni di petrolio e gas

• Progetto di base integrato BASF (Guangdong).
• Sinopec-Progetto di raffinazione e integrazione chimica della joint venture Guangdong sull'isola di Donghai, città di Zhanjiang, provincia del Guangdong
• Progetto SABIC Tianjin Petrochemical da 260.000 t/anno per policarbonato (PC).
• Progetto Sonatrach MTBE Complex e strutture (Algeria)
• Progetto CNOOC Shell Huizhou Fase III sull'etilene
• Progetto di raffinazione petrolchimica e integrazione chimica dello Zhejiang

La protezione catodica è fondamentale per la prevenzione della corrosione nelle raffinerie e negli impianti chimici. La scelta tra i metodi con anodo sacrificale e corrente impressa dipende dalle condizioni ambientali (suolo, acqua di mare, sostanze chimiche), integrate da rivestimenti e sistemi di monitoraggio per formare sistemi di protezione completi. Una corretta applicazione riduce significativamente i costi di manutenzione e previene perdite/spegnimenti causati dalla corrosione.