Protezione dalla corrosione dei serbatoi di stoccaggio fuori terra
Questo articolo presenta i principali rischi di corrosione associati agli Above Ground Storage Tanks (AST) e fornisce una panoramica delle soluzioni di protezione catodica e di gestione della corrosione proposte, con particolare attenzione ai fondi dei serbatoi, ai sistemi ICCP e alla corrosione interna.
Gli Above Ground Storage Tanks (AST) sono serbatoi o altri contenitori utilizzati per lo stoccaggio di grandi quantità di acqua, petrolio greggio, carburanti, solventi, lubrificanti e numerose altre sostanze chimiche.
Il principale rischio legato alla gestione e all’esercizio degli AST è la fuoriuscita dei prodotti contenuti, che può causare gravi danni ambientali e significative perdite economiche. Per questi motivi, gli AST sono sempre soggetti a controlli e a rigide normative statali e locali.
La principale causa di cedimento dei serbatoi è la corrosione dei componenti strutturali principali, come il fondo, il mantello e i bocchelli di ingresso/uscita.
tecnocorr propone un’ampia gamma di soluzioni collaudate ed efficaci per la gestione di tutte queste problematiche di corrosione, consentendo di massimizzare la vita utile delle strutture e di ridurre i costi operativi.
Fondi dei serbatoi
Gli AST sono generalmente posizionati su un basamento di terreno o sabbia compattata, talvolta rinforzato o isolato mediante una soletta in calcestruzzo armato o un cuscino in asfalto.
La progettazione del basamento del serbatoio è fondamentale per garantire una lunga vita operativa e deve tenere conto di numerosi fattori.
La valutazione della corrosività del suolo si basa generalmente sulla resistività elettrica e su altre proprietà chimiche, come il pH e la concentrazione ionica.
Classificazione della corrosività del suolo
| Resistività (Ω∙cm) | Attività potenziale |
|---|---|
| < 500 | Molto corrosivo |
| 500 - 1000 | Corrosivo |
| 1000 -2000 | Moderatamente corrosivo |
| 2000-10˙000 | Lievemente corrosivo |
| > 10˙000 | Progressivamente meno corrosivo |
Revisione dell’analisi dei dati del suolo
| Analisi | Corrosivo | Molto corrosivo |
|---|---|---|
| pH | 5.0 – 6.5 | < 5.0 |
| Cloruri | 300 - 1000 ppm | > 1000 ppm |
| Solfati | 10000 - 5000 ppm | > 5000 ppm |
Se per un serbatoio posato direttamente su un cuscino di terreno sono previste condizioni di corrosione elevate o moderate, talvolta si ricorre a basamenti in calcestruzzo o a letti di sabbia bituminosa/asfalto; tuttavia, è noto che problemi quali fessurazioni del calcestruzzo, accumulo d’acqua e condensazione dell’umidità possono portare a fenomeni di corrosione generalizzata e localizzata significativi.
ICCP per il fondo del serbatoio
La protezione catodica a corrente impressa (ICCP) rappresenta una soluzione collaudata ed economicamente vantaggiosa per la protezione dalla corrosione dei fondi degli AST. Questa tecnica elettrochimica utilizza una corrente elettrica proveniente da un’unità trasformatore/raddrizzatore per inibire le reazioni chimiche che portano alla corrosione galvanica dell’acciaio.
I sistemi ICCP sono principalmente costituiti da un trasformatore-raddrizzatore alimentato dalla rete elettrica in corrente alternata, da un sistema anodico per l’erogazione e la distribuzione della corrente al fondo del serbatoio, da cassette di giunzione per il cablaggio elettrico e da elettrodi di riferimento permanenti per monitorare il potenziale elettrico del fondo del serbatoio rispetto al suolo.
Le nostre apparecchiature elettriche sono conformi alle normative IEC e UNI EN e possono essere fornite in esecuzione certificata ATEX per aree con atmosfera potenzialmente esplosiva.
Gli elettrodi di riferimento sono i componenti utilizzati per monitorare il potenziale elettrico del fondo del serbatoio rispetto al suolo, un parametro che consente ai nostri tecnici di determinare il livello di protezione dalla corrosione delle strutture.
In funzione del tipo di suolo del basamento, della resistività e della concentrazione di contaminanti, possiamo fornire elettrodi di riferimento standard Cu/CuSO4, celle in zinco puro e avanzati elettrodi sinterizzati dotati di membrane ion-trap e sistemi di ritenzione dell’umidità.
Per serbatoi di diametro molto elevato sono disponibili elettrodi di riferimento mobili con accesso al suolo.
Gli anodi per i fondi degli AST devono fornire la corretta quantità di corrente anche in presenza di terreni ad alta resistività e garantire una distribuzione uniforme su tutta la superficie del fondo.
In base alla nostra esperienza, i sistemi a griglia con nastri in titanio MMO e i sistemi ad anello con fili in titanio MMO si sono dimostrati le soluzioni più performanti. Questi anodi garantiscono una lunga durata, un consumo quasi nullo e un’eccellente distribuzione della corrente.
Il sistema ad anello
Il sistema anodico ad anello è una soluzione efficace ed estremamente semplice per ottenere una distribuzione uniforme della corrente sul fondo del serbatoio, riducendo al minimo le operazioni in sito. Il grande vantaggio del sistema ad anello è che gli anodi sono assemblati in fabbrica utilizzando il nostro anodo flessibile in titanio a Ossidi Metallici Misti (MMO). Essi devono essere semplicemente posizionati in configurazione ad anelli concentrici sotto la fondazione del serbatoio e collegati ai cavi di alimentazione in corrente continua mediante kit di giunzione in linea.
L’intero sistema è progettato e dimensionato in base alle condizioni del sito (resistività del suolo, corrosività e temperatura) e ai parametri del serbatoio.
Non sono richieste operazioni in sito quali saldature, tagli, forature o scavi. Il sistema anodico ad anello è in grado di garantire prestazioni a lungo termine anche in terreni secchi o ad alta resistività.
Il sistema a griglia
Un altro sistema utilizzato per ottenere una lunga vita operativa e una distribuzione uniforme della corrente è l’anodo a griglia.
Una griglia, composta da nastri in titanio MMO o anodi a griglia e da barre di distribuzione della potenza in titanio puro, viene posata sotto la fondazione del serbatoio e collegata mediante una saldatrice a punti per garantire una maggiore stabilità a lungo termine.
Il passo della griglia è progettato in funzione della resistività del suolo e del diametro del serbatoio.
Altri sistemi anodici
Nel caso in cui siano installati numerosi serbatoi di stoccaggio nella stessa area e in stretta prossimità (tank farm), possono essere considerati come soluzione efficace i groundbed verticali profondi.
Corrosione interna
Gli AST sono utilizzati per contenere diversi tipi di fluidi che possono esercitare un’azione corrosiva sulle superfici interne.
L’acqua dolce stoccata per uso potabile, per l’irrigazione o per la prevenzione incendi, pur essendo meno corrosiva dell’acqua di mare, è ben nota per rappresentare una seria minaccia per i mantelli e i fondi dei serbatoi.
Il petrolio greggio, i carburanti e molti prodotti intermedi della lavorazione oil&gas contengono solitamente una certa quantità di acqua salina disciolta (fase acqua/salamoia), che tende a stratificare nella parte inferiore causando una severa corrosione del fondo e del mantello.
La salamoia petrolifera può inoltre contenere sostanze chimiche e contaminanti come l’H2S.
Per questi motivi, oltre a un adeguato rivestimento interno, è spesso necessario adottare un sistema di protezione catodica interna mediante anodi galvanici o a corrente impressa.
La corrosione interna rappresenta una criticità primaria nella gestione di fluidi ossidanti e corrosivi come la soda caustica e l’acido solforico. In questi casi, la corrosione può portare sia all’indebolimento delle strutture del serbatoio sia alla contaminazione dei fluidi contenuti; una corretta gestione è quindi essenziale per evitare gravi guasti.
tecnocorr propone un’ampia gamma di soluzioni per la gestione della corrosione interna, tra cui anodi sacrificali in alluminio e magnesio, sistemi ICCP completi con anodi in titanio MMO tensionati o flangiati e sistemi di protezione anodica per ambienti altamente corrosivi.
