NACE SP0196-2020
Гальваническая анодная катодная защита внутренних погруженных поверхностей стальных резервуаров для хранения воды
- Стандартный №
- NACE SP0196-2020
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- National Association of Corrosion Engineers (NACE)
- Последняя версия
- NACE SP0196-2020
- сфера применения
-
Анализ технической структуры NACE SP0196-2020
NACE SP0196-2020 «Жертвенная анодная катодная защита внутренних погружённых поверхностей стальных резервуаров для хранения воды» — авторитетный технический стандарт, опубликованный Американским обществом инженеров-коррозионистов. Впервые утверждённый в 1996 году и пересматривавшийся в 2004, 2011, 2015 и 2020 годах, он представляет собой новейшие технические требования к защите от коррозии резервуаров для хранения воды. Этот стандарт, в частности, представляет собой руководство по стандартизированным практикам для систем жертвенной анодной катодной защиты внутренних погружённых поверхностей стальных резервуаров для хранения воды.
Область применения и ограничения
Настоящий стандарт распространяется на все типы стальных резервуаров для хранения воды, используемых для муниципального водоснабжения и противопожарной защиты, включая вертикальные резервуары и резервуары с плоским дном. Стандарт четко определяет границы применения системы катодной защиты с жертвенным анодом: для резервуаров с высокими требованиями к току катодной защиты система с жертвенным анодом может быть непрактичной, и следует рассмотреть возможность использования системы катодной защиты с подаваемым током (см. NACE SP0388).
Тип резервуара Оценка применимости Технические ограничения Альтернативные решения Стальные резервуары с покрытием Широко применимо Повреждение покрытия требует специальной защиты Совместная защита с покрытием Стальные резервуары без покрытия Условно применимо Большое потребление тока и быстрое потребление анода Система с наложенным током Большие резервуары Ограниченная применимость Неравномерное распределение тока защиты Конструкция зонной защиты
Выбор материала жертвенного анода и технические характеристики
В главе 4 стандарта подробно описаны принципы выбора материала жертвенного анода, с акцентом на магниевые и цинковые сплавы. Исходя из технических параметров, представленных в таблице 1, проектировщики должны сделать комплексный выбор, учитывая качество воды, температурный диапазон и требования к сроку службы защиты.
Тип анода Марка сплава Потенциал электрода (мВ относительно CSE) Скорость расхода (кг/А·год) Применимые условия Магниевый анод ASTM B843 M1C -1750 8 Высокое удельное сопротивление для пресной воды Магниевый анод ASTM B843 AZ31B/AZ63B -1550 8 Общие условия пресной воды Цинковый анод ASTM B418 Тип II -1100 12 Вода с низким удельным сопротивлением, температура <60°C Техническое предупреждение: Цинковые аноды могут испытывать смену полярности в диапазоне температур 60-82°C. Необходимо проконсультироваться с производителем анодов в случае применения при высоких температурах. Все расходуемые аноды должны быть оснащены полноразмерным стальным сердечником для обеспечения механической поддержки и надежного электрического соединения.
Критерии катодной защиты и технические требования к измерениям
Глава 6 стандарта устанавливает два основных критерия катодной защиты, которые проектировщики могут выбирать на основе конкретных условий эксплуатации:
- Критерии потенциала: Относительно насыщенного электрода сравнения из сульфата меди поляризованный потенциал воды в баке должен достигать не менее -850 мВ
- Критерии поляризации: Должна быть создана катодная поляризация не менее 100 мВ между поверхностью конструкции и стабильным электродом сравнения.
Измерение потенциала должно исключать влияние падения IR. Можно использовать либо метод мгновенного отключения питания, либо метод тест-полоски CP. Для смешанных металлических систем защитный потенциал должен быть на 100 мВ менее отрицательным, чем потенциал холостого хода наиболее активного металла в системе.
Метод измерения Технический принцип Применимые сценарии Требования к точности Метод мгновенного отключения питания Ток защиты от прерывания для измерения истинного потенциала поляризации Все типы резервуаров для хранения ±10 мВ Метод испытательного образца CP Моделирование поведения поляризации резервуара с помощью испытательного образца Прямое подключение к анодной системе ±15 мВ Портативный эталон электрод Многоточечное измерение распределения потенциала Ежегодный осмотр и проверка ±20 мВ
Ключевые технические моменты для проектирования и установки системы
В главах 4-5 стандарта систематически излагаются требования к проектированию и установке систем катодной защиты с жертвенным анодом, с основными моментами, включая:
4.3.1 Проектирование выходного тока
Плотность тока защиты в пресноводных средах обычно составляет 5-27 мА/м², и при проектировании необходимо учитывать деградацию покрытия. Расчеты сопротивления анодной цепи должны основываться на физической форме анода при 85% истощении, чтобы обеспечить стабильность выходного тока в течение всего срока службы.
4.3.3 Принципы расположения анодов
Аноды следует располагать так, чтобы по возможности достигать равномерного распределения плотности тока. Если равномерное распределение невозможно, компенсация должна быть достигнута путем увеличения количества анодов или регулировки выходного тока системы. В условиях обледенения аноды должны быть подвешены таким образом, чтобы избежать повреждения льдом.
5.5 Характеристики электрического соединения
Для подключения кабелей к резервуару рекомендуется сварка или термическая сварка. Все подводные кабели должны быть пригодны для подводных условий. Для заклёпанных и болтовых резервуаров необходимо обеспечить целостность электрической цепи для всех подключённых компонентов.
Система управления эксплуатацией, техническим обслуживанием и мониторингом
Глава 7 стандарта устанавливает всеобъемлющую структуру для эксплуатации и технического обслуживания системы катодной защиты:
7.3.2 Требования к ежегодной проверке
При нормальных обстоятельствах проверка системы должна проводиться ежегодно. Содержание проверки включает: проверку соответствия потенциальным критериям, мониторинг выходного тока, регулировку сопротивления анодной цепи и визуальный осмотр компонентов.
7.4 Стандарты замены анодов
Все вышедшие из строя жертвенные аноды должны быть заменены. В условиях обледенения состояние анодов должно быть проверено сразу после оттаивания. Когда резервуар выведен из эксплуатации, следует провести визуальный осмотр анодов и заменить аноды с оставшимся сроком службы менее следующего интервала проверки.
7.5 Требования к управлению записями
Необходимо создать полную систему архивных записей, включая основную информацию о резервуаре для хранения, характеристики качества воды, данные о проектировании и установке системы катодной защиты, записи о техническом обслуживании и т. д., чтобы обеспечить поддержку данных для управления полным жизненным циклом.
Приложение A. Расширенное руководство по применению
Приложение A не является обязательным, но содержит важную справочную информацию по применению катодной защиты для резервуаров с водой особого качества:
- Резервуары с высокосоленой водой:Защита расходуемого анода применима, но необходимо учитывать риск загрязнения анода.
- Резервуары для очистки сточных вод:Необходимо оценить возможность механического повреждения, чтобы избежать запутывания анодного узла мусором.
- Резервуары с обессоленной водой: Как правило, катодная защита не рекомендуется, а крайне низкая проводимость ограничивает распределение тока защиты.
- Резервуары с высокотемпературной водой:Необходимо учитывать влияние температуры на характеристики анода, чтобы избежать переполюсовки.
Специальные Внимание:Для резервуаров с покрытием избыточная защита (отрицательный потенциал 1100 мВ относительно CSE) может привести к катодному отслоению. Совместимость покрытия и системы катодной защиты должна быть обеспечена на этапе проектирования. Информация об испытаниях на катодное отслоение представлена в стандарте NACE TM0115.
Рекомендации по внедрению стандарта и передовой опыт
На основе технических требований стандарта предлагаются следующие рекомендации по внедрению:
- Этап проектирования:Проектирование должно осуществляться под руководством инженера по коррозии, отвечающего требованиям статьи 1.7, а также необходимо всесторонне рассмотреть такие факторы влияния, как параметры качества воды, конструкция резервуара и условия эксплуатации.
- Этап монтажа:Строго следуйте чертежам и спецификациям проекта, а все отклонения должны быть четко зафиксированы в исполнительных чертежах.
- Этап ввода в эксплуатацию:Систему катодной защиты следует ввести в эксплуатацию как можно скорее после заполнения резервуара водой. Ожидание истечения гарантийного срока покрытия только усугубит коррозионные повреждения.
- Этап эксплуатации и технического обслуживания:Создайте систему регулярных проверок и ведите полный учет эксплуатации, чтобы обеспечить основу для принятия решений по профилактическому обслуживанию.
- Реконструкция и модернизация:Проведите оценку коррозии на месте для существующих резервуаров и испытания на текущий спрос, чтобы получить данные для оптимизации системы.
NACE SP0196-2020 содержит всеобъемлющие технические спецификации для катодной защиты стальных резервуаров для хранения воды с помощью жертвенных анодов. Правильное внедрение может значительно продлить срок службы резервуаров, снизить затраты на обслуживание и обеспечить безопасную и надежную работу систем водоснабжения.
NACE SP0196-2020 История
- 2020 NACE SP0196-2020 Гальваническая анодная катодная защита внутренних погруженных поверхностей стальных резервуаров для хранения воды
- 2015 NACE SP0196-2015 Гальванически-анодная катодная защита внутренних погруженных поверхностей стальных резервуаров для хранения воды (арт. № 21077)
- 2011 NACE SP0196-2011 Гальванически-анодная катодная защита внутренних погруженных поверхностей стальных резервуаров для хранения воды (арт. № 21077)
- 2004 NACE RP0196-2004 Гальванически-анодная катодная защита внутренних погруженных поверхностей стальных резервуаров для хранения воды Артикул №:21077
