Технологические и методические рекомендации к расчёту протекторной защиты трубопроводов

Сущность протекторной защиты трубопроводов.

К электрохимическому виду защиты трубопровода от коррозии относится так называемая протекторная защита, в основу которого положен принцип работы гальванического элемента. При этом анодный процесс сопровождается переходом ионов металла в электролит, в то время как на катоде происходит разряд этих ионов.

Таким образом, создавая условия, при которых трубопровод будет катодом, а другой электродом, можно добиться прекращения коррозионного разрушения трубопровода при довольно интенсивном разрушении катода. Эту идею можно реализовать за счет использования в качестве анод материала, обладающего более отрицательным электродным потенциалом по сравнению с потенциалом защищаемого металла.

Схема протекторной защиты магистрального трубопровода 1 - трубопровод; 2 - соединительный провод; 3 - контрольно-измерительная колонка; 4 - активатор; 5 - протектор

Рисунок 1.20 - Схема протекторной защиты магистрального трубопровода 1 - трубопровод; 2 - соединительный провод; 3 - контрольно-измерительная колонка; 4 - активатор; 5 - протектор;

Сооружение протекторной защиты.

Сооружение ротекторной защиты включае следующие основные операции: устройство скважин диаметром 25-30 см на глубину, превышающую глубину промерзания грунта; присоединение к протектору кабеля сечением 3-5 мм2; подготовку протектора к установке в скважину; установку протектора в скважину; прокладку соединительного кабеля и присоединение его к трубопроводу.

Бурят скважину с помощью передвижной буровой установки. Перед установкой протектора в скважину заливают специально приготовляемый заполнитель. Состав заполнителя: гипс, глина, сернокислый натрий, сернокислый магний. На этой основе приготовляют водный раствор пастообразной консистенции. Протектор обмазывают заполнителем и устанавливают по центру скважины. Затем оставшееся пространство между стенкой скважины и протектором заливают заполнителем, закрывая верхний торец протектора на 15-20 см.

Сверху оставшуюся часть скважины засыпают грунтом. Соединительный кабель прокладывают на глубину 50-80 см и присоединяют ее к поверхности труб с помощью термитной сварки (рис. 1.21). Для регулировки работы протектора в соединительный кабель включают шунт, регулируемое сопротивление и размыкатель цепи.

Рисунок 1.21

Монтажные узлы соединений кабеля, выполняемые термитной сваркой, с трубопроводом (а), с сердечником протектора (б) и с сердечниками двух протекторов (в)

1 - провод в пластмассовой изоляций; 2 - оберточная бумага; 3 - изоляция; 4 - изоляция лентой (хлорвиниловой; полиэтиленовой и т.п.); 5 - медная термитная сварка; 6 стержень; 7 - трубопровод; 8 - железная термитная сварка; 9 - изоляционное покрытие трубопровода; 10 - стальной сердечник; 11 - протектор.

Расчет параметров для установки поляризованных протекторов

Суммарный ток, необходимый для защиты подземных сооружений в зоне знакопеременных блуждающих токов, определяют в каждом конкретном случае с помощью опытной катодной станции.

При проектировании новых сооружений расчетные величины защитного тока следует задавать с учетом специфики подземного сооружения. Силу тока (inp) в амперах одиночных поляризованных протекторов, а также групповых с диодом на каждом протекторе вычисляют на основе измеренных величин максимальных анодных потенциалов «сооружение- земля» и электрического сопротивления цепей защиты по формуле:

где vnp и vc_3- потенциалы протекторов и сооружения по отношению к одноименному электроду сравнения, В; Rnp - сопротивление растеканию тока протекторов, Ом; R с.3 - сопротивление растеканию тока сооружения, Ом; Rd - сопротивление диода и проходном направлении (плюс - сооружение, минус - протектор), Ом; R „р - сопротивление проводника, соединяющего протектор с сооружением, Ом;

Среднее значение сопротивления выпрямительного диода в проходном направлении (R д) определяют по вольтамперной характеристике применяемого полупроводникового прибора.

Силу тока групповых поляризованных протекторов с одним выпрямительным диодом (I пг) в амперах вычисляют по формуле:

где N - количество протекторов в группе; h - коэффициент экранирования протекторов в группе.

Количество протекторов (N необходимых для защиты участка

подземного сооружения в зоне знакопеременного блуждающего тока, вычисляют по формуле:

где I защ - сила защитного тока, А; I пр - сила тока в цепи протектора, А.

Срок службы одиночного поляризованного протектора (г) в годах вычисляют по формуле:

где М - масса протектора, в кг; а - к. п. д. протектора; к - электрохимический эквивалент протектора горного сплава, кг/А* сек; ?пр - средняя сила тока и цепи протектора, А.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >