Вихідні дані:
- довжина трубопроводу L = 12 км;
- діаметр трубопроводу Dн = 320 мм;
- товщина стінки трубопроводу 10 мм;
- електричний опір ізоляції на площі 1 м2 Rn = 900 Ом∙м2;
- питомий опір ґрунту ρз = 12 Ом∙м.
Розрахунки
1. Необхідна сила струму в точці дренажу:
Поляризацію захисту приймаємо Ез = – 0,3 В. Довжина окремої ділянки при розміщенні станції посередині:
Електричний опір металу трубопроводу, довжиною 1 м:
Електричний опір ізолюючого захисного покриття трубопроводу, довжиною 1 м:
Отже, сила струму в точці дренажу:
2. Струм джерела станції захисту:
3. Ефективний електричний опір ділянки трубопроводу:
4. Опір всієї ділянки трубопроводу:
5. Маса матеріалу анодного заземлення:
Як анодне заземлення використовуємо сталеві труби. Анодне заземлення розраховуємо на 5 років роботи. Значення коефіцієнту запасу приймаємо рівним 1,5:
6. Загальна довжина заготовки анодного заземлення зі стальних труб (γ = 7850 кг/м3) із зовнішнім діаметром dн = 146 мм та товщиною стінки 5 мм:
|
|
Обираємо комбіноване заземлення із шести вертикальних труб довжиною по 4 м, з’єднаних між собою горизонтальною магістраллю довжиною 20 м.
7. Опір розтіканню одинарного вертикального аноду із труби, що розташований нижче поверхні землі на 0,8 м, тобто при b = 2,8 м:
8. Враховуючи вплив підсолювання ґрунту (k = 1,5 см):
Вплив промерзання ґрунту при довжині заземлення l = 4 м можна не враховувати.
9. Опір розтіканню анодного заземлення, яке складається з шести паралельно з’єднаних вертикальних труб:
10. Опір розтіканню горизонтальної з’єднувальної магістралі заземлення:
11. Враховуючи вплив промерзання ґрунту:
12. Враховуючи екрануючий вплив вертикальних заземлень:
13. Сумарний опір розтікання анодного заземлення станції захисту:
14. Електричний опір з’єднувальних залізних проводів при січенні 50 мм2 (приймаємо розташування станції посередині ділянки, 25 м від трубопроводу та 25 м від заземлення):
15. Загальний електричний опір всієї системи катодного захисту:
16. Необхідна напруга джерела струму катодного захисту:
17. Потужність установки:
Заокруглюючи отримані значення і враховуючи необхідний запас потужності, приймаємо, що джерело струму для захисту повинен надавати напругу 6 В та силу струму 12 А.