Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 [ 87 ] 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Максимальные защитные потенциалы

Примечания

1. Для трубопроводов из упрочненных сталей с пределом прочности 0,6 МПа (6 кгс/см) 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) допускаклгся более отрицательные потенциалы с омической составляющей, установленные экспериментально.

где а - постоянная распределения потенциалов и токов вдоль защищаемого сооружения; К„ - коэффициент, учитывающий влияние смежной СКЗ; 0 - расчетный параметр, равный

6 = -

2-7t-Z,-y

(13.2)

Ггср ~ среднее удельное электросопротивление грунта; - входное сопротивление изолированного трубопровода на конец нормативного срока службы; у - удаление анодного заземления от него. Соответственно необходимое число СКЗ составляет

(13.3)

Величина постоянной распределения потенциалов и токов вдоль трубопровода вычисляется по формуле

где Rj - продольное сопротивление трубопровода

R - Рт 7с-5-(Дн-5)

(13.4)

(13.5)

р - удельное электросопротивление трубной стали, в среднем

= 0,245 OmmmVm; Дн, 8 - наружный диаметр и толщина стенки трубопровода; из(Тнс) ~ сопротивление единицы длины изоляции к концу нормативного срока службы СКЗ

-P-t„c .

(13.6)

R„„ - переходное сопротивление «трубопровод-грунт» в начале эксплуатации, Ом-м (см. прил. 10); р - показатель скорости старения, 1/год; т„, - нормативный срок службы СКЗ, т = 9,5 лет.

Среднее сопротивление единицы длины изоляции за нормативный срок службы составляет

(13.7)

Коэффициент, учитывающий влияние смежной СКЗ, равен

К =

1 + .

(13.8)

V max У

•(1Ч-0)

а входное сопротивление изолированного трубопровода определяется на конец нормативного срока службы

Z,=0,5R,.R„3(t„J. и в среднем за период эксплуатации СКЗ

(13.9)

(13.10)

Необходимую силу тока СКЗ для обеспечения защиты магистрального трубопровода определяют по формуле

-z4l + 2.e---+0)-

(13.11)

Мощность, потребляемая катодными установками, вычисляется следующим образом

(13.12)

где ДЕ - напряжение на выходе СКЗ

AE = E -Ej+V(R„p+R,); (13.13)

R„ - сопротивление соединительных проводов длиной £ „р и сечением S„p

р Рnpjnp .

пр---

(13.14)

р„р - удельное электросопротивление материала провода; Rj - сопротивление растеканию тока с анодного заземления.

Величина сопротивления растеканию тока R, зависит от конструкции анодного заземления:

- при комбинированном поверхностном анодном заземлении

- при вертикальном расположении электродов

- при горизонтальном расположении

(13.15)

(13.16)

(13.17)

где R„ r, - общее сопротивление растеканию тока соответственно с вертикальных и с горизонтальных электродов;

Rjg, Rjr - сопротивление растеканию одиночного электрода соответственно вертикального и горизонтального;

п, п - количество вертикально и горизонтально расположенных электродов в заземлении;

Г1з, rij. - коэффициенты их экранирования (см. рис. 13.1,13.2).

Электроды анодного заземления могут устанавливаться либо непосредственно в грунт, либо в коксовую засыпку, существенно уменьшающую скорость их растворения. Сопротивление растеканию тока с вертикального и горизонтального электродов в коксовой засыпке определяется по формулам:

Rm -

2-n-L,

\ 2L, 1 , 4h + L, р, , d

2 4h-L

a "r.cp

(13.18)

R.r=

In + ln

-+ 1 4h V

1 + -

, (13.19)

где - высота (при вертикальном расположении) или длина (при горизонтальном расположении) электрода, включая засыпку; d, d -диаметры соответственно засыпки и электрода; h - расстояние от поверхности земли до середины электрода; р,, - удельное электросопротивление активатора.

При расчетах комбинированного анодного заземления величина равна длине горизонтальной шины, а R,r вычисляют по формуле

Rir=

2-7t-L dh

(при > > 12h).

(13.20)

При установке электродов анодного заземления непосредственно в грунт

2 4h-L

R,r =

(при h > Ьз),

(13.21)

где Ьэ - длина электрода.

Габаритные размеры электродов различных типов приведены в табл. 13.3.

Таблица 13.3

Габаритные размеры, масса и стоимость анодных заземлителей из железокремневых сплавов

Величина коэффициентов экранирования ri„ и т1,, учитывающих взаимное влияние электродов, зависит от числа заземлителей, расстояния между ними и параметров одиночного заземлителя;она вычисляется по формуле

(13.22)

где Кц - сопротивления растеканию соответственно с центрального и крайнего электродов заземления

R„ = R,+-+1:Fi; RK=R,+:rr-SFi. (13-23)

где Fj - функция, равная

F=ln

Б, + 1 + Б,

А;+Б.+1 + (А;+Б,)

А,-Б.+1 + (А,-Б,)

(13.24)

Aj Б( - коэффициенты:

а - расстояние между серединами электродов; п - число электродов в анодном заземлении (назначается нечетным).

При оптимизационном расчете величины коэффициентов экранирования используют для определения числа электродов заземления, функциями которого являются сами Г1„ и rip то есть при оптимизации параметров СКЗ определение коэффициентов экранирования может выполняться только методом подбора. В первом приближении для вычисления величин R„ и R число электродов анодного заземления необходимо определять, выбирая и согласно табл. 13.4.

Таблица 13.4

Ориентировочные величины коэффициентов экранирования при вычислении сопротивлений R„ и R

С целью упрощения расчетов для стальных трубчатых электродов и электродов из уголка построены графики зависимости коэффициентов экранирования от числа заземлителей (рис. 13.1,13.2).

Часть этих данных представлена в табл. 13.5,13.6.

Таблица 13.5

Коэффициент экранирования т),, вертикальных трубчатых заземлителей,

Примечание: наименьшие значения соответствуют LJd = 20, а наибольшие L,,/d, = 68, где - диаметр заземлителя.