Задача №25 Расчет основных параметров протекторной защиты

Протекторная защита относится к электрохимическому виду защиты трубопровода от коррозии и основана на принципе работы гальванического элемента. Она автономна, благодаря чему может использоваться в районах, где отсутствуют источники электроэнергии.

Основные преимущества протекторной защиты: автономность, низкие эксплуатационные расходы и простота подключения. Недостаток – использование дефицитных металлов.

При расчете протекторной установки определяются следующие параметры: сопротивление и сила тока протектора, сила тока, необходимая для защиты 1 км трубопровода, число протекторов на 1 км трубопровода, расстояние между протекторами и их срок службы.

Принципиальная схема протекторной защиты иображена на рис. 25.1.

L 1

2

3 4-5

Рис. 25.1. Принципиальная схема протекторной защиты

1 – трубопровод; 2 – контрольно-измерительная колонка; 3 – соединительные провода; 4 –5 - протектор и активатор

Порядок расчета основных параметров протекторной защиты следующий.

1. Сопротивление растеканию тока с протекторной установки:

, (25.1)

где - удельное сопротивление грунта, окружающего протектор;

- удельное сопротивление активатора;

- соответственно диаметр и высота столба активатора, окружающего протектор;

- диаметр протектора;

h - глубина установки протектора (от поверхности земли до середины протектора), (рис.25.2);

N - число протекторов в группе;

- коэффициент, учитывающий взаимное экранирование вертикальных протекторов в группе.

3

h

+ 2 4

1 5

Рис. 25.2. Схема подключения протектора к трубопроводу

1 – трубопровод; 2 – дренажный кабель; 3 – контрольно-измерительная колонка; 4 – протектор (Мg, Zn, Al); 5 – активатор

2. Задаются потенциалами:

- потенциал протектора до подключения его к трубопроводу;

- минимальный защитный потенциал;

- естественный потенциал трубопровода до включения защиты.

3. Протяженность защитной зоны протекторной установки:

(25.2)

где - сопротивление изоляции трубопровода на единицу длины.

4. Сила протекторной установки:

, (25.3)

5. Анодная плотность тока:

, (25.4)

здесь размеры протектора и подставляются в дециметрах.

6. Срок службы протекторной установки:

, (25.5)

где - вес протекторной установки;

- теоретический электрохимический эквивалент материала протектора (для магниевых протекторов );

- коэффициент использования протектора, ( );

- КПД протектора, зависящий от анодной плотности тока (табл. 25.1).

Таблица 25.1

	6	12	18	24	30	36	42	48
	0,51	0,54	0,55	0,56	0,575	0,585	0,592	0,600

Техническая характеристика комплектных протекторов ПМ-У приведена в табл. 25.2.

Таблица 25.2

Тип протектора	Размеры, мм					Масса, кг
	Электрод			Общие		Электрода	Общая
	Высота, lэ	В плане	Услов. диам. dп	Высота, lа	Диаметр, d
ПМ-5У	500	75х100	95	580	165	5	16
ПМ-10У	600	100х100	100	700	200	10	30
ПМ-20У	610	155х175	150	710	270	20	60

Варианты задачи №25 представлены в табл. 25.3.

Таблица 25.3

Показатели/№варианта	1	2	3	4	5	6	7
1.Наружный диаметр тр-да -Dн, м	0,102	0,142	0,102	0,220	0,84	0,142	0,102
2.Переходное сопротивление изоляционного покрытия – Rпер.г, (Ом*м2)	1000	1100	1050	1150	1170	1000	1100
3.Удельное сопротивление грунта, окружающего протектор - , (Ом*м)	20	25	30	35	40	20	30
4. Глубина установки протектора-h, (м)	2,0	2,5	3,0	3,2	2,8	3,5	4,0
5.Число протекторов в группе – N, (шт.)	5	7	3	2	6	4	10
6.Тип протектора	ПМ-54	ПМ-104	ПМ-204	ПМ-104	ПМ-54	ПМ-204	ПМ-104

Для всех вариантов принять общие числовые значения

1. Удельное сопротивление активатора - , (Ом*м²)…………………0,2

2. Коэффициент, учитывающий взаимодействие экранирования протекторов - ………………………………………………………………..0,525

3. Коэффициент использования протекторов - …………………….0,95

4. Теоретический электрохимический эквивалент материала протектора - q , (кг/А*год)……………………………………………………...….3,95