Расчет системы протекторной защиты
Поэтому можно принять, что необходимый защитный ток через 10 лет эксплуатации ГЗ составит 1/0,67 = 1,5 начального, т. е. J = 6 · 0,082 · 0,89 = 0,467 А, т. е. практически совпадает с необходимой конечной (через 10 лет) силой тока ГЗ Jк = 0,45 А. Сопротивление соединительного медного провода длиной lсп = 10 м и сечением S = 5 мм 2: Сопротивление растекания току ГА по эмпирической зависимости для… Читать ещё >
Расчет системы протекторной защиты (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Пусть требуется рассчитать систему ГЗ для защиты стального трубопровода. Диаметр трубопровода D = 0,108 м, толщина стенки = 5 мм, длина 1200 м, глубина прокладки hт = 1 м. Удельное сопротивление грунта г = 15 Ом· м. Необходимый суммарный начальный ток защиты обоих отводов, определенный по данным опытного включения передвижной катодной станции, равен Jн = 0,3 А.
Для устройства ГЗ доступны типовые комплектные Mg — аноды ПМ-10У длиной lз = 0,7 м, диаметрами засыпки (активатора) dз = 0,2 м и стержня dа = 0,13 м, массой G = 30 кг. Удельное сопротивление засыпки з = 2 Ом· м, необходимый срок эксплуатации Т не менее 10 лет. Глубина установки анода h = 1,85 м. коррозионный защита отопление трубопровод.
1. Сопротивление растекания току ГА по эмпирической зависимости для ПМ-10У:
Rаз = 0,47· 15+ 0,18 = 7,2 Ом.
2. Сопротивление растеканию тока вертикального анода с засыпкой:
Rаз= [15/(6,28· 0,7)]{ln [(2· 0,7)/0,2]+0,5ln [(4· 1,85+0,7)/(4·1,85−0,7)]+(2/15)·ln (0,13/0,2)}= 5,94 Ом.
3. Сопротивление соединительного медного провода длиной lсп = 10 м и сечением S = 5 мм 2:
Rсп = 0,0175 · 10/5 = 0,035 Ом.
4. Для вычисления переходного сопротивления трубопровода Rпер, необходимо рассчитать продольное сопротивление трубы Rпред. Приняв по справочным данным удельное сопротивление трубной стали м = 0,25 Ом· мм 2/м, получаем:
Rпрод = 0,25/3,14 · (103· 0,108−5) · 5 = 1,5 · 10-4 Ом/м.
5. Пусть начальное сопротивление изоляции, определенное из данных опытного включения катодной станции, равно 200 Ом· м 2. Тогда сопротивление изоляции на единицу длины трубы равно:
Rиз = 200/(3,14 · 0,108) = 589 Ом· м.
6. Начальное переходное сопротивление труба/земля Rпер:
.
7. Вычисляем начальное входное сопротивление трубопровода:
Ом.
8. Сопротивление цепи ГА-труба равно:
R = Rаз + Rсп + Rт = 5,94 + 0,035 + 0,35 = 6,4 Ом.
9. Оценим необходимый защитный ток к концу планируемого периода эксплуатации ГЗ (T не менее 10 лет), исходя из падения во времени входного сопротивления трубопровода Rт по формуле:
.
где Rтк и Rтн — конечное и начальное входное сопротивление трубопровода;
— коэффициент старения изоляции.
Приняв = 0,08, из получим при Т = 10 лет:
.
Поэтому можно принять, что необходимый защитный ток через 10 лет эксплуатации ГЗ составит 1/0,67 = 1,5 начального, т. е.
Jк = 1,5 · Jн = 1,5 · 0,30 = 0,45 A.
10. Ток, генерируемый одним анодом, равен:
J1 = 0,6 / 7,2 = 0,082 А.
11. Предварительное число анодов в группе:
nгр = 0,45 / 0,082 · 0,85 = 6,09.
Принимаем nгр = 6. По графику при nгр = 6 находим коэффициент использования анодов 0,89, мало отличающийся от предварительно принятого. Поэтому окончательно принимаем число ГА в грунте nгр = 6, и максимальная сила тока ГЗ должна быть равна:
J = 6 · 0,082 · 0,89 = 0,467 А, т. е. практически совпадает с необходимой конечной (через 10 лет) силой тока ГЗ Jк = 0,45 А.
12. Так как начальный и конечный токи защиты на 1 анод равны соответственно 0,3/6=0,05 А и 0,45/6=0,075 А, то средний ток за 10 лет равен.
J1ср = 0,05 + [(0,075−0,05) / 10]· 5 = 0,0625 А.
- 13. Потеря массы анода G за 10 лет эксплуатации равна:
- 10 = (G · 2330 · 0,6 · 0,9) / (8760 · 0,0625),
отсюда G = 4,35 кг. Таким образом, масса анода уменьшится всего на 14%.