1470

где а ко, а пр - стоимость конечной и промежуточной опор воздушной линии, ориентировочно стко= 85 руб, стпр= 25 руб (цены 1980 г.).

Эксплуатационные расходы складываются из амортизационных отчислений от стоимости основных фондов А = £ К3 и стоимости электроэнергии Э3 на обеспечение катодной защиты

величине дренажного тока; тС1СЗчисло часов работы катодной стан­ ции в году, тскз = 8760 ч.

Величина оптимального удаления анодного заземления опреде­ ляется методом последовательного перебора вариантов. Рекоменду­

ется исследовать функцию-----на минимум при значениях У<2000м.

^ СКЗ

Причем при величине у < 300 м расчеты надо выполнять с шагом 50 м, а при У > 300 м - с шагом 100м.

Минимальное удаление анодного заземления от трубопровода определим из условия, что подкоренное выражение в формуле (13.6) не может быть меньше нуля, т.е. должно быть

V ^m in J

Поскольку величина п зависит от силы дренажного тока, кото­ рая в свою очередь является функцией У, при варьировании рассто­ яния от анодного заземления до трубопровода необходимо каждый раз оптимизировать число электродов заземления. Одновременно каждый раз вычисляют коэффициенты экранирования.

Результаты расчетов оформляются в виде таблицы, в которой обязательно приводятся и результаты расчетов при оптимальном уда­ лении анодного заземления от трубопровода.

551

§ 13.2. Совместная катодная защ ита подземных металлических сооружений

Параллельно уложенные трубопроводы

В случае параллельной укладки нескольких тру­ бопроводов на небольшом расстоянии друг от друга целесообразно осуществлять их совместную защиту, т.е. защиту всех параллельно уложенных трубопроводов на данном участке одной СКЗ.

При совместной защите параллельно уложенных трубопроводов их условно заменяют одним трубопроводом с эквивалентными пара­ метрами, что позволяет выполнять все расчеты по формулам, приве­ денным ранее.

Эквивалентные параметры вычисляются по следующим зависимостям:

- продольное сопротивление

0 R Ti

IX

i=l

сопротивление изоляционного покрытия на единице длины

где R^, RH3i - продольное сопротивление изоляционного покрытия

трубопровода; RB3 - взаимное сопротивление между двумя рассмат­ риваемыми трубопроводами

п

552

а, — постоянная распределения i-ro трубопровода; В —расстояние между трубопроводами.

Если число параллельно уложенных трубопроводов больше двух, то расчет эквивалентных параметров необходимо выполнять по фор­ мулам (13.37)...(13.38), заменив сначала два трубопровода одним, а затем эквивалентный и третий трубопровод снова заменив одним эквивалентным и т.д.

Для уравнивания длины защитных зон на трубопроводах, объе­ диненных совместной катодной защитой, кроме перемычки, уста­ новленной в точке дренажа, оборудуют дополнительные перемычки на границах общей защитной зоны.

Сечение перемычек выбирают из условия, что падение напря­ жения на каждой из них не должно превышать 0,02 В. Однако по условиям механической прочности площадь сечения перемычек дол­ жна быть не менее 25 мм2.

Разветвленные коммуникации перекачивающих станций и нефтебаз

При расчете катодной защиты трубопроводов нефтебаз, на­ сосных, компрессорных и газораспределительных станций необ­ ходимо учитывать, что они соединяются с заземленными объек­ тами (резервуары , ем кости, трубы котельны х, контуры молниезащит, защитные и рабочие заземления). Токи СКЗ от анодного заземления устремляются в основном в мощные конту­ ры заземлений, и только незначительная их часть попадает не­ посредственно в трубопровод.

В этом случае силу дренажного тока следует определять по фор­ муле

где К,, К2 - коэффициенты, зависящие от количества контуров за­ землений и состояния изоляции труб (табл. 13.9); R3 - радиус за­ щитной зоны.

Необходимое для обеспечения защиты напряжение на контак­ тах СКЗ определяется по формуле

(13.42)

553

§ 13.3. Протекторная защита магистральных трубопроводов

Применение протекторов при электрохимичес­ кой защите магистральных трубопроводов допускается только в груп­ повых установках и грунтах с удельным электросопротивлением не более 50 Ом м. Принципиальная схема протекторной защиты приведена на рис. 13.4.

При проектировании протекторной защиты решают как прямую задачу (определение протяженности зоны защиты установки при задан­ ном количестве протекторов), так и обратную (определение необходи­ мого числа протекторов для защиты трубопровода известной длины).

В первом случае длина зоны защиты протекторной установки на изолированном трубопроводе с достаточной для инженерных расче­ тов точностью определяется по формуле

где Еп - потенциал протектора до подключения его к трубопроводу (для магниевых протекторов Еп = -1,6В по МСЭ); Rn - сопротивление расте­ канию тока протекторной установки, определяемое по формуле

554

Rnl - сопротивление растеканию одиночного протектора, определя­ емое по формулам (13.18), (13.19); N n - число протекторов в группе; т|эп —коэффициент, учитывающий взаимное экранирование протек­ торов в группе; определяется по формулам (13.22)...(13.25), либо - для магниевых протекторов - по рис. 13.5.

При защите трубопровода одиночными протекторами Nn)= 1 и т\зп= 1. Сопротивление растеканию тока с одиночного протектора опре­ деляется по зависимостям (13.18), (13.19). Для магниевых протекто­ ров марки ПМУ при их установке на глубине до 2,5 м можно пользо­

В случае, если применяются протекторы без активатора, в фор­ мулы (13.18), (13.19) вместо размеров столба активатора необходимо

Масса протекторов ПМ5У, ПМ10У, ПМ20У включает массу ак­ тиватора.

Сила тока в цепи протекторной установки при подключении ее к трубопроводу определяется по зависимости

555

Рис. 13.4. Схема протекторной защиты магистрального трубопровода

1- трубопровод; 2 - соединительный провод; 3 - контрольно-измерительная колонка; 4 - активатор; 5 - протектор

Рис. 13.5. Зависимость коэффициента экранирования вертикальных протекторов типа ПМ-10У от их числа при различных отношениях а/1

1 - поверхность земли; 2 - активатор;

3 - протектор; 4 - соединительный провод

556

Срок службы протекторной установки вычисляется по формуле

"Iв *1яЧ

где т), - коэффициент использования протектора (т|ж= 0,95); ця — кпд

протектора; его определяют в зависимости от анодной плотности тока

При реш ении обратной задачи число протекторов в труппе, не­ обходимое для защиты участка трубопровода длиной 1^, определяет­ ся как отнош ение величины необходимого защ итного тока 1 к такоотдаче одного протектора ( сувеличением в 1,5...2 раза), т.е.

вия создания на трубопроводе наложенной разности ш ш щ и а ш не ниже минимальной

1 = к * ь ; - Ё = 1 , д а л ? )

вде К — коэффициент, учитывающий неравномерность р ш ф зд ш о ш разности потенциалов «труба-земляк вдоль трубопровода, к = ИД^ИД;

LJ — протяженность участка трубопровода, защиту ю и к р ш шюоб-

холимо обеспечитьи Токоотддча одного магниевого протектора расотиппшяешв ши®

форицде

0,6

0,55

0,5

I0,45

0,4

0,35

мА

дм2

0,3

Рис. 13.6. Зависимость коэффициента полезного действия протектора от анодной плотности

Рис. 13.7. Схема защиты днища резервуара типа РВС от почвенной коррозии

спомощью протекторов

а—одиночными протекторами; б —групповыми протекторными установками

558

§ 13.4. Протекторная защ ита резервуаров

Протекторная защита применяется для предот­ вращения наружной коррозии днища, а также внутренней коррозии днища и первого пояса резервуаров. Она может осуществляться оди­ ночными протекторами, равномерно распределенными вблизи за­ щищаемой поверхности (одиночные протекторные установки), так и групповыми протекторными установками (рисЛ 3.7)

Одиночные протекторные установки применяются для резерву­ аров, площадь днищ которых не превышает 200 м2 (резервуары до РВС-2000 включительно). При большой площади днища применяют групповые протекторные установки.

Расчет защиты днища резервуара типа РВС одиночными протекторами установки

Задачей расчета является определение необходимого для защи­ ты числа протекторов и срока их службы.

Количество протекторов должно быть таким, чтобы обеспечить минимально допустимую плотность защитного тока jn, определяе­ мую по табл. 10.11 в зависимости от удельного электросопротивле­ ния грунта и переходного сопротивления изоляции

где Rpr - сопротивление на границе «резервуар-грунт», определяе­ мое либо непосредственно с помощью измерителя заземления типа МС-08, либо по приближенной формуле

ду протектором и резервуаром (выбирается, исходя из местных усло­ вий, в пределах 5... 10 м).

559

Если условие (13.55) не выполняется, то полная защита резервуа­ ра от коррозии с помощью протекторов не может быть осуществлена.

Ориентировочное число протекторов определяется по формуле

Окончательное число протекторов, необходимых для защиты ре­ зервуара

Коэффициент экранирования т|эп в этой формуле определяется так же, как и в формуле (13.44). Для вертикально установленных протекто­ ров марки ПМ 10У, размещенных на расстоянии 5 м от стенки резерву­ ара, величины коэффициентов Т1эп могут бьггь взяты из табл. 13.12.

Таблица 13.12

Зависимость коэффициента экранирования вертикальных упакованных протекторов 'Пзл от их числа

560