Катодная защита магистрального трубопровода

Размещено на http://www.allbest.ru/

КАТОДНАЯ ЗАЩИТА МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА

Важное народохозяйственное значение имеет надежность и долговечность трубопроводной системы, которые зависят в большей степени от коррозии трубопроводов. Коррозия трубопровода или объектов трубопровода не ограничивается только невозвратимой потерей металла, но и служит причиной выхода из строя участка трубопровода, а порой и всего трубопровода, что сопровождается огромными экономическими потерями. В результате коррозии могут произойти промышленные катастрофы (пожары, взрывы), поэтому эффективная защита трубопровода от коррозии является общей проблемой трубопроводного транспорта в целом.

Для предотвращения разрушения трубопровода от почвенной коррозии, а также от блуждающих токов при нецелесообразности использования электродренажной защиты применяют катодную защиту.

Расчет катодной защиты магистрального трубопровода

катодный магистральный трубопровод коррозия

Требуется определить число катодных станций, их мощность и тип, и срок службы анодных заземлителей при антикоррозионной защите стального магистрального изолированного трубопровода протяженностью L (км), наружным диаметром D (мм), с толщиной стенки d (мм). Трубопровод уложен в грунтах с удельным электрическим сопротивлением: на длине (км) - (ОмЧм); на длине (км) - (ОмЧм); на длине (км) - (ОмЧм); на длине (км) - (ОмЧм).

Электрическое сопротивление изоляционного покрытия на единице длины трубопровода на этих участках принимаем соответственно ,, , (ОмЧм). Расстояние от СКЗ до трубопровода принимаем 10 м.

В качестве соединительных проводов принимаем алюминиевый провод.

Исходные данные:

Решение:

Определение расчётных значений защитного потенциала:

E_max,min=E_{защ(max,min)} - E_ЕСТ(В)

E_max и E_min - соответственно максимальное и минимальное расчётные значения защитных потенциалов.

E_ЕСТ - естественный потенциал сооружения в почве. Для стальных трубопроводов E_ЕСТ = -0,55В принято по МСЭ.

E_{защ(max,min)} - максимальный (минимальный) защитный потенциал.

Для стальных трубопроводов с частичным нарушением битумной изоляции приняты следующие значения защитных потенциалов:

2. Определение среднего удельного электрического сопротивления грунтов на трассе трубопровода:

(ОмЧм)

3. Определение среднего значения электрического сопротивления изоляционного покрытия на единице длины трубопровода:

(ОмЧм)

(Ом?м)

4.Определение электрического сопротивления единицы длины трубопровода:

, (Ом/м).

Для стали, удельное электросопротивление:

5.Определение постоянной распределения защитного потенциала и тока по длине трубопровода:

6.Определение длины участка трубопровода, защищаемого оной СКЗ:

Здесь ch- гиперболический косинус.

Гиперболический косинус можно рассчитать по формуле:

ch ;arcch

7.Определение числа катодных станций:

8.Определение сопротивления растеканию тока с анодного заземлителя .

8.1. Определение сопротивления растеканию тока с вертикальных стержней анодного заземлителя:

h_в - коэффициент экранирования вертикальных трубчатых заземлителей, размещенных в ряд, без учета влияния соединительной полосы.

8.2. Определение сопротивления растеканию тока с горизонтальной шины анодного заземления:

Здесь j - коэффициент (j=2 - 4)

h_г - коэффициент экранирования для горизонтальной рабочей шины анодного заземлителя, состоящего из расположенных в ряд вертикальных трубчатых электродов, объединенных шиной в земле.

8.3. Определение общего сопротивления всей системы анодного заземления

9.Определение сопротивления соединительных проводов R_пр

9.1. Выбор сечения соединительных проводов

r_ПР -удельное сопротивление материала проводов:

для алюминия r_ПР =0,029 Ом мм²/м.

.

Полученное значение S^' округляем в большую сторону до стандартного ближайшего значения S:

S=49,48 мм².

Марка провода А-50.

Число и диаметр проволок 7ґ3,00 мм.

9.2. Определение сопротивления соединительных проводов:

10.Определение величины тока в цепи СКЗ:

-гиперболический тангенс, который можно вычислить по формуле:

Или

.

Для дальнейших расчётов принимаем наибольшее значение величины тока в цепи СКЗ, полученные по этим формулам. =23 (А).

11. Определение напряжения на выходе СКЗ:

12. Определение требующейся мощности СКЗ:

13. Выбор типа СКЗ производится с учётом определённых значений мощности P,тока и напряжения U в соответствии с таблицей основных электрических параметров катодных станций.

14.Определение срока службы анодного заземления.

а) определение веса анодного заземления:

,

где =850 кг/м³.

б) определение поверхности анодного заземления:

в) определение плотности защитного тока на поверхности анодного заземления:

г) срок службы анодного заземления:

,

где - коэффициент эффективности анодного растворения заземлителя.

Срок службы анодного заземления рекомендуется назначать в пределах 10-15 лет. Для обеспечения требуемого срока службы анодного заземления необходимо изменить габаритные размеры анодного заземления путем изменения диаметра труб и их числа.

Выбираем следующий анодный заземлитель:

Таб.

Размещено на Allbest.ru