Application d'anodes-à longue durée de vie dans la protection cathodique externe du fond des réservoirs de stockage en acier

Application d'anodes-à longue durée de vie dans la protection cathodique externe du fond des réservoirs de stockage en acier

Le contrôle de la corrosion externe du fond des réservoirs de stockage en acier représente un scénario classique en matière de protection cathodique où l'installation est une opération unique-et le système doit durer pendant toute la durée de vie. Une fois qu'un réservoir est mis en service et rempli, l'espace entre le fond du réservoir et la fondation est complètement scellé par le coussin de sable ou la couche de sable asphaltique, rendant tout entretien futur impossible. Par conséquent, la durée de vie nominale d’un système de protection cathodique du fond de réservoir doit correspondre à celle de la structure du réservoir, exigeant généralement au moins 20 ans, certains grands réservoirs exigeant 30 ans ou plus.

La protection cathodique traditionnelle des fonds de réservoirs utilise souvent des anodes sacrificielles, telles que des rubans de magnésium ou de zinc, disposées radialement ou concentriquement dans le coussin de sable. Cependant, les données de terrain indiquent que la durée de vie réelle des anodes sacrificielles dans les environnements de fond de réservoir est souvent plus courte que la valeur de conception. Les principales raisons sont les suivantes : la fondation du fond du réservoir reste humide pendant de longues périodes, créant un environnement électrolytique complexe qui accélère la consommation de l'anode ; des dommages localisés au revêtement du fond du réservoir augmentent la production de courant des anodes, accélérant ainsi l'épuisement ; et la défaillance du joint entre l'anode-et-le câble entraîne une corrosion et une déconnexion au niveau du joint. Dans de nombreux projets, après 8 à 12 ans de fonctionnement, les anodes s'épuisent ou le courant de protection chute considérablement, laissant les 10 années restantes de durée de vie du réservoir sans protection.

La protection cathodique à courant imposé constitue la direction technique permettant d'obtenir une protection du fond à long terme-. Dans la pratique, l'anode tubulaire MMO de Φ25 × 1 000 mm est devenue un choix courant en raison de ses dimensions appropriées et de ses performances électrochimiques stables. Pendant la construction, plusieurs anodes sont connectées en série ou en parallèle et disposées en cercles concentriques ou en motifs radiaux dans le coussin de sable situé sous le fond du réservoir. Les anodes sont généralement enterrées entre 300 et 500 mm sous le fond du réservoir et les câbles sont acheminés à travers le périmètre des fondations jusqu'à une boîte de jonction à l'extérieur du réservoir.

Les avantages techniques de cette solution sont les suivants :

1. Durée de vie de l'anode correspondant à la durée de vie de la structure du réservoir.Le substrat en titane de l'anode MMO ne se corrode pas dans les environnements de sol ou de sable, et le revêtement d'oxyde métallique mixte a un taux de consommation extrêmement faible, généralement inférieur à 6 mg/(A·an). Pour une seule anode fonctionnant à une sortie de 2 A, la perte annuelle d'épaisseur de revêtement est inférieure à 0,01 μm. Avec une épaisseur de revêtement efficace généralement comprise entre 10 et 20 μm, l'anode peut théoriquement avoir une durée de vie de plus de 30 ans, correspondant à la durée de vie nominale du réservoir et permettant un fonctionnement sans entretien-sur toute la période de service.

2. Activité électrochimique élevée et faible tension de conduite.Les anodes MMO présentent une activité électrocatalytique élevée, avec de faibles surpotentiels de chlore et d'oxygène par rapport aux matériaux d'anode conventionnels. Pour la même sortie de courant, la tension de commande requise est inférieure. Pour les structures de grande surface telles que les fonds de réservoirs, une tension de commande plus faible contribue à une distribution de potentiel plus uniforme et réduit le risque de décollement cathodique causé par une surprotection localisée. La tension de sortie plus faible simplifie également les exigences d'isolation du système et la sécurité de fonctionnement.

3. Dimensions adaptées à l'espace confiné sous le fond du réservoir.Le diamètre extérieur de 25 mm et la longueur de 1 000 mm permettent un placement pratique dans l'espace limité entre le fond du réservoir et la fondation, sans affecter la capacité portante-du coussin de sable ou son compactage. Les anodes peuvent être disposées radialement ou concentriquement selon les besoins, permettant ainsi d'obtenir une couverture de courant uniforme sur toute la zone du fond du réservoir.

4. La préfabrication en usine garantit la qualité de l’installation.La connexion de l'anode-au-câble et l'assemblage de l'anode avec du remblai de coke peuvent être réalisés en usine. Les travaux sur-site se limitent à placer les unités préfabriquées conformément aux dessins d'implantation. Cette approche élimine les incertitudes de qualité associées au soudage sur site et au coulage du remblai, réduit le nombre de joints sur site et abaisse le taux de défaillance.

5. Les spécifications du câble répondent aux exigences actuelles en matière de transmission et d’étanchéité.Le câble en cuivre de 1 × 16 mm² a une capacité de transport de courant adéquate-pour le système d'anode de fond du réservoir. De plus, les techniques d’étanchéité pour cette taille de câble sont bien établies et ont fait leurs preuves. Dans l'environnement inaccessible situé sous un réservoir, l'intégrité de la connexion des câbles détermine directement la longévité du système, et la taille du câble de 16 mm² permet l'utilisation de pratiques d'étanchéité des joints matures.