Protection contre la corrosion des réservoirs de stockage
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La corrosion est un phénomène naturel, défini comme la destruction de substances, généralement des métaux, ou la détérioration de leurs propriétés due à des influences environnementales. Comme d'autres phénomènes naturels, tels que les catastrophes naturelles graves, la corrosion peut causer des dommages dangereux et coûteux.
La corrosion est le processus de destruction d'un métal lors de son interaction physico-chimique ou chimique avec l'environnement. La corrosion est généralement divisée en:
Pendant le fonctionnement, les réservoirs subissent de la corrosion à l'extérieur et à l'intérieur.
Le côté extérieur du réservoir se tache sous l'influence de l'humidité atmosphérique et des vapeurs de substances agressives contenues dans l'air.
La corrosion intérieure dépend essentiellement de la fréquence de chargement du réservoir en produits pétroliers, de la composition chimique des produits, de la présence d'eau dans le carburant. Le rythme et les caractéristiques du processus de corrosion sont les plus évidents sur la surface intérieure des réservoirs aux points de séparation de deux structures: produit pétrolier - eau de fond, produit pétrolier - mélange gaz-vapeur.
L'humidité et la température de l'atmosphère extérieure, ainsi que la résistance à la corrosion de l'acier, - influencent tous l'intensité de la corrosion.
Selon les règles d'installation des réservoirs verticaux cylindriques en acier pour le pétrole et les produits pétroliers, la surface des charpentes métalliques exposées à l'air libre doit être peinte avec des matériaux de peinture laquée. Lors du choix de la couleur du revêtement de protection contre la corrosion pour l'acier, le facteur de réflexion de la lumière doit être pris en compte.
L'état du revêtement de protection contre la corrosion de la surface extérieure des réservoirs hors sol doit être contrôlé périodiquement. Le contrôle est destiné à vérifier les défauts de la couche externe du revêtement protecteur, la continuité du revêtement sur toute la surface externe, le taux d'adhésion du revêtement à la surface métallique du réservoir.
Lors de la préparation de la surface externe pour les services de peinture industrielle, la couche usée de l'ancienne couche de protection, les traces de corrosion et la saleté sont éliminées manuellement ou par sablage mécanique du réservoir avant la méthode de peinture.
La tache est éliminée soit par le nettoyage des tampons № 25, 16 et 12 ou des brosses métalliques, ou par une méthode chimique, en utilisant un nettoyant, contenant 35% d'acide orthophosphorique, 20% d'alcool éthylique, 5% d'alcool butylique, 1% d'hydroquinone et 39 % de l'eau.
Le nettoyant est appliqué sur la surface tachée pendant 3 à 5 minutes, après quoi il est lavé à l'eau chaude avec les produits de corrosion. Après cela, la surface est essuyée.
Le nettoyage mécanique et le dégraissage sont effectués sur toute la surface extérieure du réservoir.
La surface préparée doit être soigneusement essuyée et séchée.
Un revêtement industriel d'amorçage est appliqué sur la surface du réservoir préparé avec un pistolet de pulvérisation pneumatique. Il est très important d'éviter les gouttes de peinture. Ce procédé est destiné à protéger le métal de la corrosion et à assurer l'adhérence du revêtement de peinture avec le métal.
Une fois le travail terminé, le revêtement de protection contre la corrosion de couleur claire est appliqué sur la surface extérieure. Il donne un effet réfléchissant la chaleur et des caractéristiques de prévention de la corrosion.
La surface peinte finie doit avoir une épaisseur de couche égale, sans plongeons ni autres défauts.
Le problème de la corrosion du fond du réservoir est très grave. Par exemple, la destruction par pénétration dans le fond de la corrosion des réservoirs, utilisés pour la décantation du pétrole, et des conduites d'écoulement peut entraîner des déversements d'hydrocarbures qui polluent l'environnement. De plus, il apparaît la nécessité de remplacer les fonds de cuves déjà après 5-6 ans de fonctionnement, ce qui est compliqué, compte tenu du diamètre du fond égal à près de 50 m (pour une cuve verticale en acier de 20 000).
La corrosion du sol peut être évitée en disposant une couche étanche et en utilisant une protection électrochimique, lorsque des protecteurs galvaniques sont connectés au fond du réservoir. En dehors de cela, le fond peut être efficacement protégé au moyen d'une protection cathodique.
Lorsque les entreprises de protection contre la corrosion travaillent avec la surface extérieure du fond du réservoir, elles doivent répondre aux exigences suivantes:
Il est important de tenir compte des réglementations de protection de l'environnement, des exigences de prévention des accidents et des consignes de sécurité et d'autres normes, contrôlant l'exécution de ce type de travail.
La protection contre la corrosion des réservoirs de stockage électrochimique est basée sur la capacité des métaux à arrêter les taches sous l'influence du flux de courant continu.
La surface de tout métal est inhomogène en ce qui concerne les caractéristiques galvaniques, et cela doit être considéré comme la principale raison pour laquelle le métal subit la corrosion dans les solutions de conducteurs électrolytiques, parmi lesquelles l'eau de mer, l'eau locale et l'eau de fond. Dans ce cas, seules les zones à potentiel le plus négatif (anodes) sont détruites. Alors que les zones de surface avec le potentiel le plus positif (cathodes) ne montrent pas de destruction.
Le schéma d'effet de la protection électrochimique implique que toute la surface de l'ossature métallique est transformée en une seule grande cathode indestructible. Les anodes sont représentées par des électrodes de matériau plus électronégatif, connectées au bas de la construction protégée. Ils sont appelés protecteurs galvaniques.
Le courant de protection apparaît à la suite du fonctionnement de la paire galvanique: protecteur galvanique - construction protégée. Les protecteurs ont tendance à s'user progressivement, protégeant le métal-mère, c'est pourquoi ils sont souvent appelés «anode sacrificielle».
La protection contre la corrosion électrochimique des réservoirs de stockage est la seule méthode efficace contre les types les plus locaux de corrosion des métaux (piqûres et corrosion des interstices, corrosion de contact, corrosion intergranulaire et fissuration). En même temps, il contribue à empêcher le développement ultérieur du processus de corrosion en cours, il est donc aussi efficace que pour les réservoirs et équipements en construction et pour ceux déjà en service.
La méthode des protecteurs galvaniques est généralement appliquée en combinaison avec des revêtements de peinture et de laque. Une telle combinaison de protection passive (peinture) avec protection active (électrochimique) permet de réduire les dépenses des protecteurs galvaniques et de prolonger leur durée de vie, d'assurer une répartition plus homogène du courant de protection électrique sur la surface des constructions protégées. Il contribue également à équilibrer les défauts de revêtement, résultant de ses dégradations au cours de l'assemblage, du transport et de l'exploitation, y compris les résultats du vieillissement naturel (gonflement, flambage, fissuration, flacking).
Le courant de protection va exactement aux zones métalliques où la densité du revêtement est endommagée. Il atteint toutes les zones ombragées, les lacunes, les espaces creux, empêchant le métal nu de se tacher. Il convient de noter qu'au cours de la polarisation cathodique, l'eau locale et inférieure présente un certain gel de sel qui contient des sels de Ca et Mg insolubles et joue le rôle de revêtement supplémentaire.
Parallèlement à cela, la protection électrochimique peut fournir une sécurité totale contre la corrosion sans peinture aussi. Dans ce cas, la densité de courant de protection plus élevée devrait être fournie pour la surface en acier non peinte, ce qui nécessitera d'augmenter le nombre de protecteurs galvaniques et imposera leurs dépenses. Cependant, si l'on tient compte de l'intensité de travail de l'application du revêtement protecteur, en particulier pour les réservoirs en fonctionnement, cette méthode de protection préventive contre la corrosion semble être potentiellement productive.
Comme la plupart des charpentes métalliques sont fabriquées en acier, les protecteurs galvaniques peuvent être constitués de métaux à potentiel électrique plus négatif que l'acier. Les bases sont le zinc, l'aluminium, le magnésium.
Il faut tenir compte du fait que si le décalage potentiel vers la direction négative dépasse une certaine limite, il existe une menace de «surprotection», liée à la libération d'hydrogène, aux changements de composition de la couche de quasi-électrode et à d'autres effets , ce qui peut entraîner une augmentation de la corrosion.
Les services de revêtement industriel pour les surfaces internes demandent beaucoup de travail. Ceci est lié à des procédures compliquées de préparation de surface et d'application d'un revêtement de protection contre la corrosion pour l'acier.
Le processus technologique de préparation de la surface intérieure du réservoir diffère beaucoup de celui de la surface extérieure. On peut le diviser en plusieurs étapes:
Une couche d'apprêt est appliquée sur la surface intérieure préparée du réservoir avec un pistolet de pulvérisation pneumatique. Il est très important d'éviter les gouttes de peinture. Ce procédé est destiné à assurer l'adhérence du revêtement de peinture avec le métal.
La surface intérieure des réservoirs souterrains et hors sol est recouverte de matériaux de peinture et de laque en 2 à 4 couches avec le séchage successif de chaque couche séparément.
Une fois les travaux terminés, un certificat d'acceptation est signé, qui doit être accompagné de certificats pour les matériaux utilisés.
Pour réduire le risque d'endommagement par corrosion des charpentes métalliques, qui peut mettre le réservoir hors service, il est essentiel de prévoir un certain système de mesures de protection contre la rouille et la corrosion, qui comprend l'application d'une couche de protection et (ou) l'augmentation de l'épaisseur du des plaques métalliques (tolérance à la corrosion), qui sont destinées à prendre en compte la perte éventuelle d'épaisseur des détails due à la corrosion.
De plus, vous devez effectuer un examen périodique de la totalité de la surface du réservoir au moins une fois tous les 5 ans pour détecter les dommages dus à la corrosion et les zones de surface avec enduit douloureux endommagé. Si nécessaire, la couche de protection est restaurée.
Si les charpentes métalliques du toit du réservoir et des anneaux supérieurs de la coque présentent un rythme de corrosion extrêmement élevé, il est possible d'utiliser une atmosphère de gaz inerte comme méthode supplémentaire de protection contre la corrosion.
Lors du choix de la méthode de protection contre la rouille et la corrosion et la détermination des tolérances de corrosion, il convient de tenir compte du niveau d'impact agressif de l'environnement sur les détails métalliques à l'intérieur du réservoir et sur sa surface extérieure, exposés à l'air libre. Le niveau d'impact agressif du produit stocké sur les éléments structurels intérieurs est indiqué dans le tableau ci-dessous.
Le niveau d'influence de l'atmosphère extérieure sur les éléments en plein air est déterminé par les paramètres de température et d'humidité de l'air et la charge de gaz actif de corrosion dans l'air conformément aux normes et réglementations de construction.
| Éléments structurels du réservoir: | L'étendue de l'impact agressif des produits stockés: | ||
| huile brute | huile noire, carburant diesel, kérosène | de l'essence | |
| la surface interne du fond et la ceinture inférieure de la coque sur une hauteur de 1m à partir du bas | aggressive medium | aggressive medium | weakly aggressive |
| la ceinture médiane du mur, les parties inférieures des pontons et des toits flottants | weakly aggressive | weakly aggressive | weakly aggressive |
| la zone supérieure du mur (zone d'humidification périodique) | aggressive medium | weakly aggressive | aggressive medium |
| toit, surfaces supérieures et latérales des pontons et des toits flottants | aggressive medium | aggressive medium | weakly aggressive |
À condition que le niveau de disulfure d'hydrogène dans le pétrole brut soit supérieur à 10 g / l ou qu'il contienne du disulfure d'hydrogène et du dioxyde de carbone dans n'importe quelle proportion, le taux d'impact agressif sur la surface interne du fond, l'anneau inférieur, le toit, le dessus et les bords des pontons et des toits flottants augmentent d'un niveau.
Le maintien de l'épaisseur des structures métalliques exposées à une influence légèrement agressive n'est obtenu qu'au moyen d'allocations de corrosion.
Si les charpentes sont soumises à un impact modérément agressif et très corrosif, le fonctionnement sûr du réservoir est assuré, en dehors des tolérances de corrosion, par les services de peinture industrielle.
Cette méthode permet d'augmenter la fiabilité des charpentes métalliques en cas de destruction locale de la couche de protection avant l'examen planifié de l'état de corrosion du réservoir.
Le taux de tolérance à la corrosion est défini en fonction du rythme du processus d'endommagement par la corrosion, qui est déterminé par le type d'agressivité de l'environnement:
La protection électrochimique contre la corrosion des éléments structuraux du réservoir est assurée par des unités de protection au sol et cathodiques. La méthode est choisie en fonction des paramètres technico-économiques.
Les surfaces des structures métalliques, préparées pour la protection contre la rouille et la corrosion, ne devraient pas avoir:
Les joints de soudage doivent avoir une connexion lisse avec le métal de base sans coupures et tours à froid.
Tous les éléments internes du réservoir, soudés à la coque, au fond ou au toit, doivent être ébouillantés le long des bords pour éviter l'apparition d'espaces creux et d'espacements.
En dehors de cela, tous les éléments exposés à l'air libre sous l'influence d'un environnement modérément agressif doivent également être ébouillantés le long des bords pour éviter l'apparition d'espaces creux et d'espaces d'espacement.
Avant d'appliquer le revêtement de protection contre la corrosion pour l'acier, toutes les surfaces doivent être dégraissées au 2e degré, nettoyées des oxydes au 1er degré pour appliquer le métal pulvérisé et le revêtement de peinture ou au 1er au 2e degré pour appliquer le revêtement de peinture. La poussière doit être éliminée de la surface.
Le revêtement de peinture métallisé est utilisé pour la protection contre la corrosion des éléments métalliques à l'intérieur d'un réservoir. Pour les éléments de structures métalliques dans le revêtement de peinture en plein air doit être utilisé.
La durée de fonctionnement de l'efficacité du revêtement protecteur ne doit pas être inférieure à 10 ans.
