| | vivaspb.com | finntalk.com

РАСЧЕТ ЭХЗ. Расчёт параметров станции катодной защиты с протяженным АЗ

Опубликовано в Активная защита

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

В качестве исходных данных для примера возьмем следующие значения параметров

 

Удельное сопротивление стали трубы

pт

=

2,45

Ом*мм2

Диаметр трубопровода

Dт

=

1,02

м

Толщина стенки трубы

dт

=

10

мм

Среднее удельное сопротивление грунта

pг

=

260,000

Ом*м

Глубина укладки трубопровода

Hт

=

1,5

м

Сопротивление изоляции

Rиз

=

100000

Ом*м2

Срок службы проектируемой УКЗ

T

=

50

лет

Коэф. изменения сопротивления изоляции во времени

y

=

0,08

год-1

Естественный потенциал трубопровода

Ue

=

0,55

B

Минимальный защитный потенциал трубопровода

Uзмин

=

0,9

B

Максимальный защитный потенциал трубопровода

Uзмак

=

1,25

B

Длина трубопровода

L

=

25000

м

Диаметр протяженного АЗ

dпа

=

0,036

м

Глубина укладки протяженного АЗ

hпа

=

2

м

Площадь сечения сердечника протяженного АЗ

Sас

=

25

мм2

Скорость растворения протяженного АЗ

q

=

0,6

кг/А*год

 

Длина протяженного АЗ

lпа

=

1200

м (в соотв. с табл.)

Удельное электрическое сопротивление сердечника протяженного АЗ

pас

=

0,017

Ом*мм2

Коэффициент неоднородности грунта

kг

=

5

 

Коэффициент запаса

kз

=

0,8

 

Удельный вес токопроводящей резины

y

=

1,3

тн/м2

Расчет электрических параметров трубопроводов:

а) продольное сопротивление трубопровода Rт, Ом/м, рассчитывают по формуле:

где rт – удельное сопротивление материала трубы, Ом·мм2/м (принимается равным 0,245 Ом·мм2/м); Dт – диаметр трубопровода, м; dт – толщина стенки трубопровода, мм.

б) сопротивление окружающего трубу грунта (Rp, Ом×м) (сопротивление растеканию трубопровода) определяют по следующему выражению:

где Нт – глубина залегания (до оси) трубопровода, м; rг – среднее удельное электрическое сопротивление грунта, Ом×м, вычисляемое по формуле:

где Lз – длина защитной зоны, м;

Li – длина i-го участка с удельным электрическим сопротивлением ri, м; n – количество участков грунта.

Выражение (8.2) является трансцендентным и решается методом итераций.

в) сопротивление изоляции трубопровода на срок эксплуатации t, год, рассчитывается по следующей зависимости:

где Rиз(t) – сопротивление изоляции в момент времени эксплуатации t, год,

Ом×м2;

Rиз – начальное сопротивление изоляции трубопровода, Ом·м2, выбирается из таблицы 7.3;

g – коэффициент, характеризующий скорость изменения сопротивления изоляции во времени, 1/год, определяется по таблице 7.3.

г) постоянную распространения тока, aт, 1/м, вдоль трубопровода при удельном электрическом сопротивлении грунта менее 50 Ом×м определяют по формуле:

при удельном электрическом сопротивлении грунта более 50 Ом×м:

д) входное сопротивление трубопровода, Zт, Ом, определяют по формуле:

где Lз – длина защитной зоны, м; cth – гиперболический котангенс.

е) если точка дренажа разделяет трубопровод на плечи с различными электрическими параметрами, то входное сопротивление правого (Zпр, Ом) и левого (Zлев, Ом) плеч трубопровода будут соответственно равны:

где Rт(пр) и Rт(лев) – продольное сопротивление соответственно правого и левого плеч трубопровода, Ом/м;

Rп(пр) и Rп(лев) – переходное сопротивление на единицу длины МН, соответственно правого и левого плеч трубопровода, Ом×м;

L(пр) и L(лев) – длина соответственно правого и левого плеч трубопровода, м. Входное сопротивление трубопровода, Zт, Ом, в этом случае определяется выражением:

Расчет установок катодной защиты c протяженными анодными заземлениями:

а) длину защитной зоны УКЗ с протяженным АЗ рассчитывают по формуле:

б) силу тока УКЗ с протяженным АЗ рассчитывают по формуле:

в) сопротивление растеканию протяженного анода Rзп , Ом×м, равно:

где dпа; hпа – диаметр и глубина укладки протяженного анода, м; Rап – продольное сопротивление протяженного анода, Ом/м:

где rас – удельное электрическое сердечника сопротивление анода, Ом×мм2

(для меди rа = 0,017 Ом·мм2/м); Sас – сечение сердечника анода, мм2. 

г) входное сопротивление протяженного анода Zпa, Ом, при условии, что точка дренажа разбивает защищаемый участок трубопровода на плечи равной длины, равно:

где lпа – длина протяженного анодного заземления, м, определяется из таблицы 8.2;

cth – гиперболический котангенс; aпа – постоянная распространения тока вдоль протяженного анода, 1/м

д) срок службы протяженного анодного заземления T, год, определяют исходя из максимальной линейной плотности тока в точке подсоединения дренажного кабеля:

где G – масса токопроводящей резины 1 метра протяженного анода, кг/м, определяемая по формуле:

gр – удельный вес токопроводящей резины, тн/м3 (gр = 1.3 тн/м3); k – коэффициент запаса (k = 0,8);

q – электрохимический эквивалент материала анода, кг/А×год;

kг – коэффициент неоднородности грунта,

j(0) – линейная плотность тока анода в точке дренажа, А/м, определяемая по формуле:

е) при необходимости увеличения срока службы протяженного анода следует использовать аноды с промежуточным слоем повышенного сопротивления между центральной медной жилой и проводящей резиновой массой. В этом случае сопротивление растекания Rзп, Ом×м, равно:

где Rпп – сопротивление промежуточного слоя повышенного сопротивления, Ом×м;

dпп – толщина слоя повышенного сопротивления, м;

ж) минимальные длины протяженного анодного заземления для различных значений удельного электрического сопротивления грунта и длины защищаемого участка при сроке службы АЗ, равном 25 лет, приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Параметры минимальной длины протяженного анодного заземления

Удельное сопротивление грунта Ом×м

Длина защищаемого участка нефтепровода, м

10000

15000

20000

25000

250 и менее

600

800

1000

1200

500

900

1100

1300

1500

1000

1500

1800

2400

2900

3000

2500

3700

5000

6200

10000

6000

9000

12000

15000

50000

10000

15000

20000

25000

Результаты расчета параметров трубопровода 

Продольное сопротивление трубопровода

Rт

=

7.7213784272306E-6

Ом/м

Сопротивление растеканию трубопровода

Rп

=

753.074

Ом*м

Сопротивление изоляции трубопровода на конечный срок эксплуатации

Rиз

=

1831.564

Ом*м2

Постоянная распространения тока на конечный срок эксплуатации

aт

=

7.6347939306045E-5

1/м

Входное сопротивление трубопровода на конечный срок эксплуатации

Zт

=

0.051

Ом

Результаты расчета СКЗ (станции катодной защиты)

Длина защитной зоны одной СКЗ на конечный год эксплуатации

Y

=

25420.622

м

Ток одной СКЗ на начальный год эксплуатации

Iз

=

2.349

м

Ток одной СКЗ на конечный год эксплуатации

Iз

=

11.536

м

Средний ток СКЗ за период эксплуатации

Iзср

=

9.239

А

Напряжение на выходе СКЗ

Uз

=

7.989 В

 

Требуемая мощность СКЗ

W

=

92.163 Вт

 

Результаты расчета протяженного АЗ

Продольное сопротивление протяженного анода

Rап

=         0.00068 Ом/м

Сопротивление растеканию протяженного анода

Rзп

=         690.662 Ом*м

Постоянная распротранения тока вдоль протяженного анода

aпа

= 0.00099225156512888 1/м

 

 

Входное сопротивление протяженного анода

Zпа

=

0.642

Ом

Масса тонкопроводящей резины 1 метра протяженного анода

G

=

1.29

кг/м

Линейная плотность тока анода

j(0)

=

0.0085880239946607

А/м

Срок службы протяженного АЗ

T

=

40.079

лет

Далее подбираем необходимый тип оборудования согласно параметров рассчета.

 

 Для для быстрого и удобного расчета электрохимической защиты Вы можете использовать специальную ПРОГРАММУ!

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Поделись с друзьми

Отправить в FacebookОтправить в Google BookmarksОтправить в TwitterОтправить в BobrdobrОтправить в LivejournalОтправить в MoymirОтправить в OdnoklassnikiОтправить в Vkcom