книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов

где ако, <упо - стоимость конечной и промежуточной опор воздушной линии, ориентированно <гк0 = 85 руб, сг^ = 25 руб (цены 1980 г.).

Таблица 3.52

Силовые кабели, рекомендуемые для использования при монтаже систем электрохимической защиты от коррозии

Стандартные сечения, мм2:

2,4, 6 ,10, 16, 25, 35, 50, 70,95, 120, 150,185, 240, 300, 400, 500.

Эксплуатационные расходы складываются из амортизационных

где Рср - потребляемая СКЗ мощность, рассчитанная по средней величине дренажного тока; хскз~8760 ч - число часов работы катодной станции в году.

Величина оптимального удаления анодного заземления определяется методом последовательного перебора вариантов. Рекомендуется исследовать

^ СКЗ

^<300 м расчеты надо выполнять с шагом 50 м, а при у>300 м - с шагом 100 м. Минимальное удаление анодного заземления от трубопровода определим

из условия, что подкоренное выражение в формуле (3.212) должно быть

Етт

откуда

(3.242)

Поскольку величина п зависит от силы дренажного тока, которая в свою очередь является функцией у, при варьировании расстояния 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 удалении анодного заземления от трубопровода.

3.10.2. Совместная катодная защита параллельно уложенных подземных трубопроводов

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

При совместной защите параллельно уложенных трубопроводов их условно заменяют одним трубопроводом с эквивалентными параметрами, что позволяет выполнять все расчеты по формулам, приведенным ранее.

Эквивалентные параметры вычисляются по следующим зависимостям:

• продольное сопротивление

ПДГ,

1=1

± * Т '

1=1

•сопротивление изоляционного покрытия на единице длины трубопровода

П

/=1

--------------- (3-244)

2 Х „ - 2

• постоянная распределения тока и потенциала

(3.245)

где Rn, Ruji - продольное сопротивление, сопротивление изоляционного покрытия /-го трубопровода; /?« - взаимное сопротивление между двумя рассматриваемыми трубопроводами, равное:

а, - постоянная распределения /-го трубопровода; В - расстояние между трубопроводами.

Если число параллельно уложенных трубопроводов больше двух, то расчет эквивалентных параметров необходимо выполнять по формулам (3.243, 3.244), 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, объединенных совместной катодной защитой, кроме перемычки, установленной в точке дренажа, оборудуют дополнительные перемычки на границах общей защитной зоны.

Сечение перемычек выбирают из условия, что падение напряжения на каждой из них не должно превышать 0,02 В, однако по условиям механической прочности площадь сечения перемычек должна быть не менее 25 мм2.

Э.10.3. 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.

Применение протекторов при электрохимической защите магистральных трубопроводов допускается только в групповых установках и грунтах с удельным электросопротивлением не более 50 Ом-м. Принципиальная схема протекторной защиты приведена на рис. 3.43.

Рис.3.43. Схема протекторной защиты магистрального трубопровода:

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

Наиболее распространенными протекторами являются магниевые, потенциал которых до подключения их к трубопроводу составляет -1,6 В. Минимальный расчетный защитный потенциал составляет, так же, как и для катодной защиты -0,85 В, естественный потенциал трубопровода по отношению к медно-сульфатному электроду сравнения -0,55 В. Для повышения эффективности работы протектора, его погружают в специальную смесь сол^й,

называемую активатором. Такая конструкция называется комплектным протектором.

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

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

■"защ.пи

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

N п * Лэп

где R„1 - сопротивление растеканию тока с одиночного протектора, определяемое по формулам (3.222, 3.223); Nn- число протекторов в группе; rjDn - коэффициент, учитывающий взаимное экранирование протекторов в группе; определяется по формуле (3.226), либо - для магниевых протекторов - по рис. 3.44.

Масса протекторов ПМ5У, ПМ10У, ПМ20У включают массу активатора. Сила тока в цепи протекторной установки при подключении ее к

трубопроводу определяется по зависимости:

Срок службы протекторной установки вычисляется по формуле:

^ n * Яп

где ijH= 0,95коэффициент протектора; rjn- кпд протектора, определяемый в зависимости от анодной плотности тока j a по графику (рис. 3 .4 5 ); qn - электрохимический эквивалент материала протектора (для магниевых протекторов q„ =3,95 кг/А год).

Ja —

Рис.3.45. Зависимость коэффициента полезного действия протектора от анодной плотности

При решении обратной задачи число протекторов в группе, необходимое для защиты участка трубопровода длиной L, определяется как отношение

рекомендуется при значениях потенциала «рельс-земля» в пределах от (-5) В по МЭС и менее в точке подключения.

Рис.3.46. Схемы электродренажных установок, применяемые для борьбы с блуждающими токами:

а - прямой дренаж; б - поляризованный дренаж; в - усиленный дренаж; R - переменное сопротивление; К - выключатель; Р - рельс; 1 - дренажные кабели; 2 - полупроводниковый вентиль; 3 - плавкий предохранитель; 4 - усиленная дренажная установка

Характеристики электродренажных установок приведены в табл. 3.54, 3.55.

Таблица 3.54

Техническая характеристика устройств поляризованной электродренажной защиты

Таблица 3.55

Техническая характеристика усиленных электродренажей

При расчете электродренажной защиты решаются две основные задачи: выбирается место размещения дренажной установки и определяется сечение дренажного кабеля.

Место установки дренажной установки определяется коррозионными изысканиями на местности.

Площадь сечения дренажного кабеля определяется по формуле:

где Sk — площадь сечения дренажного кабеля, мм2; 1Д - максимальная сила тока в дренажной цепи, А; Лид - допустимое падение напряжения в дренажной цепи, В; LK - длина дренажного кабеля, м; рк- удельное сопротивление материала дренажного кабеля Ом-мм^м.

Максимальную силу тока в дренажной цепи определяют по формуле:

где /л, - ток нагрузки тяговой подстанции; К\ - коэффициент, учитывающий расстояние L\ до электрофицированной железной дороги

К2 —коэффициент, учитывающий расстояние Ь2 до тяговой подстанции

Кз - коэффициент, учитывающий состояние изоляционного покрытия (табл. 3.57) ; К4 - коэффициент, учитывающий возраст подземного сооружения (табл. 3.58); - коэффициент, учитывающий число параллельно уложенных трубопроводов (табл. 3.59).