double arrow

Расчет параметров катодной защиты трубопроводов


7.1 На основании рассчитанных электрических параметров трубопровода определяют количество установок и электрические параметры преобразователей катодной защиты, количество и тип анодных заземлителей, их удаление от защищаемых объектов, а также выбирают месторасположение УКЗ.

7.2 Основными параметрами УКЗ являются сила тока и длина защитной зоны, создаваемой этой установкой. При расчете необходимо учитывать изменение сопротивления изоляции во времени. Расчет выполняют на начальный и конечный (как правило, 30 лет) срок службы УКЗ.

7.3 Расчет параметров УКЗ сводится к определению количества и мощности катодных станций на трубопроводе. Количество УКЗ определяется длиной защитной зоны этих станций. Мощность катодных станций зависит в основном от силы защитного тока и сопротивления анодного заземления.

7.4 Количество установок катодной защиты N, шт., необходимое для защиты трубопровода длиной L, м, вычисляют по формуле

(7.1)

где Lз - длина защитной зоны одной УКЗ, м.

7.5 Длину защитной зоны Lз м, вычисляют по формуле

(7.2)

где k - коэффициент учитывающий взаимовлияние соседних УКЗ (для одиночной УКЗ k = 1, для УКЗ, работающей рядом с соседними, k = 2);




Uтзо - смещение разности потенциалов труба-земля в точке дренажа, В

Uтзм = |Uм|- |Uе|; (7.3)

Uтзм - максимальное смещение разности потенциалов труба - земля, В

Uтзо = |Uо|- |Uе|; (7.4)

Uм - минимальный защитный потенциал, В (определяют из таблицы 7.1);

Ue - естественная разность потенциалов труба-земля, В (если значение Uе неизвестно, его принимают равным (-0,55 В);

Uo- максимальный защитный потенциал, В (определяют из таблицы 7.2).

7.6 Силу тока i, А, катодной установки вычисляют на начальный и конечный период эксплуатации по формуле

(7.5)

7.7 Напряжение на выходе преобразователя V, В, вычисляют по формуле

V = i·[Zвх (t) + Rл + Rз], (7.6)

где Rл - сопротивление дренажной линии, соединяющей катодную станцию с трубопроводом и анодным заземлением, Ом;

Rз - переходное сопротивление анодного заземления, Ом (см. 8.8-8.13).

Сила тока i в формулах 7.5 и 7.6 должна быть вычислена на конечный период эксплуатации катодной установки.

Таблица 7.1 - Минимальные защитные потенциалы

Условия прокладки и эксплуатации трубопровода Минимальный защитный потенциал (Uм) относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения, В
Поляризационный С омической составляющей
Грунты с удельным электрическим сопротивлением не менее 10 Ом·м или содержанием водорастворимых солей не более 1г на 1кг грунта, или при температуре транспортируемого продукта не более 293 К (20 °С) Минус 0,85 Минус 0,90
Грунты с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом·м, или содержанием водорастворимых солей более 1г на 1кг грунта, или при опасном влиянии блуждающих токов промышленной частоты (50 Гц) и постоянных токов, или при возможной микробиологической коррозии, или при температуре транспортируемого продукта более 293 К (20°С) Минус 0,95 Минус 1,05
Примечания 1 Для трубопроводов с температурой транспортируемого продукта не более 278 К (5 °С) минимальный поляризационный защитный потенциал равен минус 0,80 В относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения. 2 Минимальный защитный потенциал с омической составляющей при температуре транспортируемого продукта от 323 К(50 °С) до 343 К(70 °С) - минус 1,10В; от 343 К(70 °С) до 373 К(100 °С) - минус 1,15В. 3 При осуществлении электрохимической защиты участка трубопровода, поврежденного коррозией (более 10 % толщины стенки), минимальные защитные потенциалы должны быть на 50 мВ отрицательнее указанных величин.

7.8 Сопротивление дренажной линии Rл Ом, вычисляют по формуле



(7.7)

где у; ус - длина анодного провода и спусков провода с опор преобразователя катодной защиты к анодному заземлению и трубопроводу, м;

Sпр - сечение провода дренажной линии, м2;

rм - удельное электрическое сопротивление провода, Ом·м (для меди rм =1,8·10-8 Ом·м, для алюминия rм = 2,8·10-8 Ом·м).

7.9 Мощность преобразователя W, Вт, вычисляют по формуле

W = i · V, (7.8)

Таблица 7.2 - Максимальные защитные потенциалы

Условия прокладки и эксплуатации трубопровода Максимальный защитный потенциал (U0 относительно насыщенного медно-сульфатного электрода сравнения, В
Поляризационный С омической составляющей
При прокладке трубопровода с температурой транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С) в грунтах с удельным электрическим сопротивлением менее 10 Ом·м или при подводной прокладке трубопровода с температурой транспортируемого продукта выше 333 К (60 °С) Минус 1,10 Минус 1,50
При других условиях прокладки трубопроводов:    
- с битумной изоляцией Минус 1,15 Минус 2,50
- с полимерной изоляцией Минус 1,15 Минус 3,50
Примечания 1 Для трубопроводов из упрочненных сталей с пределом прочности 588 МПа (60 кгс/мм2) и более не допускаются поляризационные потенциалы более отрицательные, чем минус 1,10 В. 2 В грунтах с высоким удельным электрическим сопротивлением (более 100 Ом·м) допускаются более отрицательные потенциалы с омической составляющей, установленные экспериментально или расчетным путем в соответствии с НД.

7.10. Выбор типа преобразователя катодной защиты выполняют в соответствии с результатами расчета силы тока, напряжения на выходе УКЗ и мощности. При выборе типа преобразователя необходимо увеличить в 1,5 раза требуемую максимальную силу тока при прокладке трубопровода в грунтах высокой коррозионной агрессивности.









Сейчас читают про: