Задача 2

Требуется определить протяженность защитной зоны протекторной установки и срок службы протекторов, подключенных к магистральному трубопроводу диаметром Д, мм, уложенному в грунт с удельным сопротивлением _гр, Омм. Трубопровод имеет изоляционное покрытие с переходным сопротивлением R_пн, Омм².

Протекторы установлены на глубине h = 2 м, на расстоянии a = 5 м друг от друга в группе.

Таблица 2

Вариант	Д, мм	гр, Омм	Rпн, Омм2	N, штук число протекторов	В, м, расстояние от протектора до трубы	Марка протектора
4	720	30	7103	3	8	ПМ-10У

Тема: Расчет основных параметров протекторной защиты

Дано:

Тип протектора – ПМ10У

ρ_гр = 30 Ом·м

n = 3

D = 720 мм

R_пк = 7·10³ Ом·м²

h_п = 2 м

Решение:

1. Сопротивление изоляции трубопровода на единице длины R_из.к определяется по следующей формуле при заданном R_п.к:

2. Сопротивление растеканию тока с протекторной установки, при вертикальном расположении протекторов:

где ρ_гр – удельное сопротивление грунта, окружающего комплектный протектор;

ρ_ак – удельное сопротивление активатора;

d_ак, l_ак – соответственно диаметр и длина активатора, (комплектного протектора);

d_пр – диаметр протектора, м;

h_пр – глубина установки протектора (от поверхности земли до середины протектора);

n – число протекторов в установке;

η_э – коэффициент, учитывающий взаимное экранирование вертикальных протекторов в группе.

Для ориентировочных расчетов может быть принят равным 0,7, при защите одиночными протекторами η_э = 1,0.

где d_nр, l_nр – размеры протектора берем из таблицы 13.10

Тип протектора	А, min	Б	d	Д	Масса, кг, min
ПМ-5У	580	40+/-3	116+/-4	165+/-4	16
ПМ-10У	700	50+/-3	114+/-4	200+/-5	30
ПМ-20У	710	50+/-3	206+/-4	270+/-5	60

3. Протяженность защитной зоны протекторной установки:

где Е_п – потенциал протектора до подключения его к трубопроводу Е_пp = -1,6 В

4. Сила тока протекторной установки при подключении ее к трубопроводу:

где Е_ест – естественный (стационарный) потенциал существующий до включения защиты, находится в интервале от -0,23 до -0,72 В. Если не имеется точных данных о величине естественного потенциала стали в рассматриваемом грунте, то рекомендуется принимать Е_minp = - 0,55 В;

R_тр – сопротивление растеканию тока защищаемого участка трубопровода,

здесь R_т – продольное сопротивление трубопровода на единице длины, определяемое по формуле:

α – постоянная распределения потенциалов и токов вдоль трубопровода, определяемая по формуле:

5. Анодная плотность тока:

6. Срок службы протекторной установки:

где M_n – масса одного протектора;

n – число протекторов одной протекторной установке;

q_п – электрохимический эквивалент материала протектора, для магниевых протекторов q_п = 3,95 кг/(А·год);

η_и – коэффициент использования протекторов равный 0,95;

η_п- коэффициент полезного действия протектора, зависящий от анодной плотности тока и определяемый по графику 13.6 находим КПД протектора