2.2. Основные параметры установки катодной защиты

2.2.1. При проектировании УКЗ основными параметрами являются сила защитного тока и протяженность защитной зоны. В нашем упрощенном случае протяженность защитной зоны равна заданной длине трубопровода.

2.2.2. Минимальную наложенную разность потенциалов «труба-земля» рассчитывают по формуле:

(4)

где U _{max з} - максимальный защитный потенциал, В; U_e – усредненное значение естественного потенциала «труба-земля», В;

При новом изоляционном покрытии U_e принимается равным – 0,67В по отношению к неполяризующемуся медно-сульфатному электроду (МСЭ) сравнения, а величина U _{max з} составляет –1,22В по МСЭ.

2.2.3. Максимально допустимую наложенную разность потенциалов «труба – земля» определяют по формуле:

(5)

При изоляционном покрытии, имеющем частичное сооружение, усредненная величина естественного потенциала принимается – 0,57В по МСЭ, а максимальный защитный потенциал составляет –1,52В по МСЭ.

2.2.4. Кратчайшее расстояние от трубопровода до анодного заземления находят из трансцендентного уравнения:

, м (6)

где К_В – коэффициент, учитывающий взаимодействие соседних катодных установок К_В = 0,5, а в случае единственной катодной установки К_В = 1;

ρ_з – удельное сопротивление земли в поле токов катодной установки, Ом∙м;

l – протяженность плеча защиты (в нашем случае равна половине длины трубопровода l = L /2 ), м.

2.2.5. Силу тока в цепи катодной установки в начальный расчетный период эксплуатации (при новом изоляционном слое) определяют по формуле:

, А (7)

2.2.6. Силу тока в цепи катодной установки в конечный расчетный период эксплуатации (при новом изоляционном слое) определяют по формуле:

, А (8)

За конечный период обычно принимают амортизационный срок катодной станции, равный 10 годам. За это время переходное сопротивление «труба – земля» обычно значительно снижается и требуемая УКЗ возрастает.

2.2.7. В практике проектирования УКЗ для сокращения числа расчетов принято пользоваться номограммами. На рис.2 представлена номограмма, в которой по оси абсцисс отложено произведение входного сопротивления трубопровода Z_B на расстояние от трубопровода до анодного заземления y, условно обозначенное P = Z_B∙y, а по оси ординат – произведение постоянной распространения тока α в трубопроводе на протяженность плеча защиты l, условно обозначенное Q = α ∙ l.

Задаваясь значением ρ_з, по номограмме определяют величины Р и Q. Расстояние от трубопровода до анодного заземления находят по формуле:

у = p/Z_b, , м (9)

а протяженность плеча защиты:

, м (10)

Для приобретения практических навыков воспользуйтесь этой диаграммой и сопоставьте величины y и l, рассчитаные по уравнениям.

2.2.8. На рис.3 и рис.4 представлены номограммы, позволяющие определить силу тока катодной установки при наложенной разности потенциалов U_min = – 0,55B, U_max = – 0,95B соответственно. Воспользуйтесь этими диаграммами и сравните найденные из них величины тока катодной установки со значениями І_Н и І_К рассчитанными по уравнениям.