Анодные заземлители ЭлЖК-1200, ЭлЖК-1500
Задача 9
Расчет параметров катодной защиты подземного металлического
Сооружения
Расчет катодной защиты существующих и вновь прокладываемых трубопроводов может проводиться по ведомственным и региональным методикам, основанным на статистическом материале, собранном эксплуатационными и проектными организациями и в соответствии с [1, 5, 6, 7, 8, 9, 10].
Расчет электрохимической защиты при совместной защите сооружений различного назначения может проводиться по методике, изложенной в [1]. Методика основана на вычислении средней плотности защитного тока для всех сооружений на данной территории с учетом площади поверхности сооружений каждого типа, площади территории и среднего удельного сопротивления грунта и наиболее пригодна при низких или невысоких сопротивлениях изоляции и (или) значительных утечках защитного тока на посторонние (незащищенные) сооружения.
Расчет параметров УКЗ сводится к определению количества и мощности катодных станций на трубопроводе. Количество УКЗ определяется длиной защитной зоны этих станций. Мощность катодных станций зависит в основном от силы защитного тока и сопротивления анодного заземления.
На стадии проекта необходимо определить укрупненную общую мощность для всех видов защит, требуемую для защиты подверженных коррозии трубопроводов, с учетом защиты смежных подземных сооружений.
|
|
|
Цель расчета параметров катодной защиты – определение количества и мощности катодных станций на трубопроводе.
Исходными данными для определения электрических характеристик трубопроводов являются:
- диаметр трубопровода, Dm, м;
- толщина стенки трубы, δm, м;
- длина трубопровода, Lm, м;
- глубина укладки трубопровода, Нm, м;
- удельное сопротивление трубной стали, ρm, Ом·мм2/м;
- удельное электрическое сопротивление изоляции, Rиз, Ом·м2;
- коррозионная агрессивность грунта по отношению к стали, ρг, Ом·м.
Сопротивление изоляции эксплуатируемых газопроводов определяют по результатам изысканий. При отсутствии результатов изысканий сопротивление изоляции можно принять по таблице 1 [11].
Таблица 1
Показатели качества изоляции при величине удельного электрического
сопротивления изоляции
| Качество изоляции | Удельное электрическое сопротивление изоляции Rиз, Ом·м2 | |
| газопроводные сети | магистрали | |
| отличное | более 500 | более 5000 |
| хорошее | 500…100 | 5000…1000 |
| удовлетворительное | 100…50 | 1000…200 |
| плохое | 50…20 | 200…50 |
| очень плохое | менее 20 | менее 50 |
Практические рекомендации по выбору значений удельного электрического сопротивления изоляции, Rиз:
|
|
|
- при отсутствии изолирующих фланцевых соединений (ИФС) достаточно приемлемое совпадение результатов расчета с результатами натурных измерений для городских газопроводных сетей имеет место при использовании строки «Удовлетворительное»;
- при наличии ИФС в разветвленных газопроводных сетях значение Rиз следует брать из верхней части табл. 1. Обычно качество изоляции и ее количественную характеристику Rиз, определяют опытным путем, если трубопровод, существующий и на нем можно провести электроизмерительные работы.
Коррозионная агрессивность грунта по отношению к стали характеризуется удельным электрическим сопротивлением грунта, ρг, Ом·м, определяемым в полевых и лабораторных условиях и средней плотностью катодного тока (jк), необходимого для смещения потенциала стали в грунте на 100 мВ отрицательнее стационарного потенциала (потенциала коррозии) (табл.2).
Таблица 2
Коррозионная агрессивность грунта
| Коррозионная агрессивность грунта | Удельное электрическое сопротивление грунта ρг, Ом·м | Средняя плотность катодного тока jк, А/м2 |
| низкая | свыше 50 | менее 0,05 |
| средняя | от 20 до 50 | от 0,05 до 0,20 |
| высокая | менее 20 | свыше 0,20 |
Основными параметрами, определяющими распределение защитного тока, являются электрические характеристики защищаемых подземных металлических сооружений. К первичным электрическим параметрам трубопроводов относятся:
|
|
|
- переходное сопротивление Rn, Ом·м2;
- продольное сопротивление Rm, Ом/м.
Продольное сопротивление трубопровода рассчитывается по формуле:
, (1)
где ρm – среднее значение удельного электрического сопротивления материала трубы, принимается равным 0,18 Ом·мм2/м.
Значения продольного сопротивления трубопровода для широко используемых сортаментов труб приведены в табл. 3.
Таблица 3
Продольное сопротивление трубопровода
| № п/п | Наружный диаметр и толщина стенки трубопровода, мм | Продольное сопротивление Rm, Ом/м |
| 1 | 57х3,5 | 3,06·10-4 |
| 2 | 89х4,0 | 1,69·10-4 |
| 3 | 108х4,0 | 1,38·10-4 |
| 4 | 159х4,5 | 8,25·10-5 |
| 5 | 219х6,0 | 4,49·10-5 |
| 6 | 273х7,0 | 3,08·10-5 |
| 7 | 325х8,0 | 2,26·10-5 |
Переходное сопротивление трубопровода рассчитывается по формуле:
где Rиз– сопротивление изоляционного покрытия трубопровода, Ом·м2;
|
|
|
Rp– сопротивление растеканию тока трубопровода, Ом·м2.
В свою очередь сопротивление растеканию тока определяется:
Выражение (3) является трансцендентным и решается методом итераций.
Значения сопротивления растекания тока трубопроводов наиболее распространенных диаметров для различных удельных сопротивлений грунта приведены в табл. 4.
Вторичными электрическими параметрами трубопровода являются постоянная распространения тока, входное и характеристическое сопротивление, которые определяют расчетным путем по формулам:
- постоянная распространения тока вдоль трубопровода:
- характеристическое сопротивление трубопровода, Ом.
Таблица 4
Сопротивления растекания тока в зависимости от диаметров трубопровода
| Сопротивление грунта | Диаметр трубопровода | ||||||
| 57х4,0 | 89х4,0 | 108х4,0 | 159х4,5 | 219х6,0 | 273х7,0 | 325х8,0 | |
| 5 | 1,25 | 4,09 | 4,10 | 4,23 | 4,51 | 4,66 | 4,79 |
| 10 | 9,49 | 9,53 | 9,55 | 9,79 | 10,34 | 10,63 | 10,89 |
| 20 | 21,60 | 21,68 | 21,72 | 22,19 | 23,26 | 23,84 | 24,33 |
| 40 | 30,22 | 48,49 | 48,56 | 49,49 | 51,59 | 52,73 | 53,71 |
| 60 | 48,32 | 77,18 | 77,28 | 78,67 | 81,79 | 83,48 | 84,94 |
| 80 | 67,24 | 107,07 | 107,21 | 109,05 | 113,20 | 115,44 | 117,37 |
| 100 | 137,45 | 137,87 | 138,03 | 140,33 | 145,49 | 148,29 | 150,70 |
Если точка дренажа установки катодной защиты разделяет трубопровод на плечи с различными электрическими параметрами, то характеристические сопротивления правого Zп, Ом, и левого Zл, Ом, плеча трубопровода определяют по формулам:
где Rmn и Rmл - продольные сопротивления соответственно правого и левого плеч трубопровода, Ом/м;
Rпп и Rпл - переходное сопротивление соответственно правого и левого плеч трубопровода, Ом·м.
Входное сопротивление трубопровода Zвm, Ом, вычисляют по формуле:
Если характеристические сопротивления правого и левого плеч трубопровода одинаковы, то входное сопротивление вычисляют по формуле:
На основании рассчитанных электрических параметров трубопроводов определяют количество установок и электрические параметры преобразователей катодной защиты, количество и тип анодных заземлителей, их удаление от защищаемых объектов, а также выбирают месторасположение установок катодной защиты.
Основными параметрами установки катодной защиты являются сила тока и длина защитной зоны, создаваемой этой установкой.
Расчет параметров установки катодной защиты сводится к определению количества и мощности катодных станций на трубопроводе. Количество установок катодной защиты определяется длиной защитной зоны этих станций. Мощность катодных станций зависит в основном от силы защитного тока и сопротивления анодного заземления.
Количество установок катодной защиты N, шт., необходимое для защиты трубопровода длиной L, м, вычисляют по формуле:
где Lз - длина защитной зоны одной УКЗ, м.
В свою очередь длину защитной зоны Lз м, вычисляют по формуле:
где k - коэффициент учитывающий взаимовлияние соседних УКЗ (для одиночной УКЗ k=1, для УКЗ, работающей рядом с соседними, k=2);
Uтзо - смещение разности потенциалов труба-земля в точке дренажа, В;
Uтзм=|Uм|-|Uе|; (10)
Uтзм - максимальное смещение разности потенциалов труба - земля, В;
Uтзо=|Uо|-|Uе|; (11)
Uм=-0,85В - минимальный защитный потенциал;
Uе - естественная разность потенциалов труба-земля, В (если значение Uе неизвестно, его принимают равным минус 0,55 В);
Uо= -1,15В - максимальный защитный потенциал.
Силу тока защиты I, А, определяют по формуле:
где Y – расстояние от анодного заземления до газопровода, м
Напряжение на выходе преобразователя V, В, определяют по формуле:
где Rл- сопротивление дренажной линии, соединяющей катодную станцию с трубопроводом и анодным заземлением, Ом.
Rаз- переходное сопротивление анодного заземления, Ом
Дренажная линия соединяет преобразователь катодной защиты с анодным заземлителем и трубопроводом, обеспечивая работу цепи постоянного тока. Дренажная линия может быть выполнена как подземными кабелями, так и надземными проводами.
Сопротивление дренажной линии вычисляют по формуле:
где yл- длина дренажного провода, м;
Sпр - сечение провода дренажной линии, м2;
ρом - удельное электрическое сопротивление провода, (для меди ρом=1,8·10-8, для алюминия ром=2,8·10-8), Ом·м.
Сечение дренажного кабеля для установки катодной защиты можно выбирать по табл.5 [11].
Таблица 5
Сечение дренажного кабеля
| Ток катодной станции, А | Площадь сечения жилы кабеля, мм2 |
| 0-12 | 4 |
| 12-18 | 6 |
| 18-25 | 10 |
| 25-35 | 16 |
| 35-50 | 25 |
| 50-1000 | 35 |
Для подземной прокладки дренажной кабельной линии применяются бронированные медные кабели типа ВБбШв. Для прокладки кабельных линий по стенам зданий применяется медный кабель ВВГ в защитном кожухе из гофротрубы. Защитный кожух защищает изоляцию кабеля от механических повреждений и ультрафиолетового излучения. При устройстве воздушных линий на железобетонных опорах подвешивают голый алюминиевый провод.
Дренажная кабельная линия сооружается по нормам и правилам для низковольтных сетей в соответствии с [9] (рис. 2).
Рис.2. Устройство кабельной дренажной линии катодной станции: 1 - преобразователь; 2 - клеммник; 3 - кабель; 4 - стальная труба; 5 - глиняный кирпич; 6 - асбестоцементная труба; 7 - грунт земляной; 8 - песчаная подушка; 9 - дорога.
При прокладке кабельных линий непосредственно в земле кабели должны прокладываться в траншеях и иметь снизу подсыпку (8), а сверху засыпку слоем мелкой земли (7), не содержащей камней, строительного мусора и шлака.
Кабели на всем протяжении должны быть защищены от механических повреждений путем покрытия глиняным кирпичом (5) в один слой поперек трассы кабелей. При пересечении кабельными линиями различных инженерных коммуникаций, других кабельных линий, автомобильных дорог и т.д. , прокладка кабелей должна производится в трубах (6).
Мощность преобразователя W, Вт, вычисляют по формуле:
W=IxV , (15)
Выбор типа преобразователя катодной защиты выполняют в соответствии с результатами расчета силы тока, напряжения на выходе СКЗ и мощности. Тип преобразователя для катодной станции выбирается с расчетом, чтобы допустимое напряжение было на 30% выше расчетного с учетом старения изоляционных покрытий и анодных заземлителей, а также возможного развития сети трубопроводов [1].
В качестве анодных заземлителей установок катодной защиты применяют железнокремнистые, углеграфитовые и эластомерные электроды, помещенные в большинстве случаев в коксовую засыпку. Засыпка снижает переходное сопротивление «анод-грунт», облегчает отвод газов, обеспечивает более равномерную работу всей поверхности анода.
Выбор анодного заземления осуществляют с учетом следующих факторов:
- силы тока катодной установки;
- свойств грунта в месте размещения заземления (удельное сопротивление грунта, влажность, глубина промерзания);
- схемы расположения защищаемых объектов и других подземных металлических сооружений вблизи размещения анодного заземления.
Анодные заземлители следует размещать на максимально возможном удалении от защищаемого трубопровода.
Существует несколько вариантов расположения анодных заземлителей. Наиболее простая и дешевая конструкция анодного заземления – горизонтальное расположение электродов (рис.3 ).
Рис.3. Горизонтальное анодное заземление: 1 – анодный заземлитель; 2 – кабельная соединительная полоса между электродами анодного заземления; 3, 4, 5, 6, 7 – узел соединения с изолирующими элементами.
Электроды анодного заземлителя укладывают в траншею на глубину, превышающую глубину промерзания грунта. При этом стержень должен иметь постель и присыпку из коксовой мелочи. Все электроды посредством тщательно изолированных от земли контактных зажимов электрически подсоединяются к общему кабелю, выходящему к контактному устройству анодного заземлителя.
Если нет возможности провести открытые земляные работы по устройству траншеи, например, из-за стесненных городских условий, имея в виду, что расстояние между электродами обычно 4,5-9,0 м, то изготавливают вертикальный анодный заземлитель ( рис. 4)
Рис.4. Вертикальное анодное заземление: 1 – анодный заземлитель; 2 – кабельная соединительная полоса между электродами анодного заземления; 3, 4, 5, 6, 7 – узел соединения с изолирующими элементами.
Более сложный анодный заземлитель – глубинный. Глубинные анодные заземлители (длина обычно не превышает 100 м) применяют в стесненных условиях городов, когда приповерхностные заземлители разместить нет возможности. Это диктуется в основном тем, что анодный заземлитель должен быть удален от всех подземных коммуникаций на достаточно большое расстояние (рис.5).
Рис.5. Глубинное анодное заземление: 1 – глубинный анодный заземлитель; 2 – газоотводная трубка; 3, 4, 5, 6 - узел соединения с изолирующими элементами; 7 – фиксатор для стыковки блоков.
Для защиты подземных стальных сооружений на промышленных площадках (компрессорные, газораспределительные, нефтеперекачивающие станции, тепло-, электростанции и промышленные площадки иного назначения и любые сооружения со сложной конфигурацией), линейных участков трубопроводов и многониточных систем трубопроводов, на переходах трубопроводов через водные преграды и т.д. могут применятся протяженные эластомерные электроды анодного заземления (рис.6-8).
Рис.6. Принципиальная конструкция однослойного электрода из электропроводного эластомера ЭЛЭР-2, ЭЛЭР-2.1, ЭЛЭР-5: 1 - медный или стальной латунированный токопровод; 2 - рабочая оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 0,5÷5,0 Ом·м.
Рис.7. Принципиальная конструкция многослойного электрода из электропроводного эластомера ЭЛЭР-2.1/2: 1 - медный или стальной латунированный токопровод; 2 – токозадающая оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 50÷3000 Ом·м.; 3 - рабочая оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 0,5÷5 Ом·м.
Рис.8. Принципиальная конструкция многослойного электрода в коксовой упаковке ЭЛЭР-2.1 К: 1 - медный или стальной латунированный токопровод; 2 - оболочка из электропроводного эластомера с удельным объемным электросопротивлением в диапазоне 0,5÷3000 Ом·м; 3 - коксовая оболочка; 4 - чехол из углеродного материала.
Подробная информация по маркам, техническим характеристикам протяженных анодных заземлителей типа ЭЛЭР, вариантам укладки заземлителей в грунт приведена в [12].
Отличительными особенностями для эластомерных электродов анодного заземления (АЗ) протяженного типа при выполнении монтажных работ являются:
- при строительстве новых или реконструкции действующих трубопроводов диаметром до 350 мм электроды АЗ протяженного типа могут быть смонтированы в одной траншее с ними;
- при строительстве новых и реконструкции действующих трубопроводов диаметром более 350 мм электроды АЗ протяженного типа рекомендуется размещать в отдельной траншее;
- при раздельной укладке в самостоятельную траншею оптимальное расстояние от оси электрода до оси защищаемого трубопровода эквивалентно 6 - 8 диаметрам трубопровода;
- при любых условиях применения электродов АЗ протяженного типа в установках катодной защиты минимальное расстояние между ними и поверхностью защищаемого объекта должно быть равным 0,5 м;
- применение коксовой засыпки, выполняемой на месте проведения монтажных работ, при размещении электродов АЗ в одной траншее с трубопроводом не допускается. Указанное ограничение не распространяется на варианты, когда электроды АЗ протяженного типа (элэр-2.1к) упакованы в коксовую оболочку на заводе-изготовителе;
- при однорядной и многорядной прокладке электродов протяженного типа они не должны соприкасаться между собой (за исключением случаев, когда проектом предусмотрена их парная укладка); минимальное расстояние между поверхностями электродов должно быть равным 0,5 м;
- поверхность электродов не должна соприкасаться с защищаемым или другим, не включенным в схему защиты, подземным или наземным объектом. Расстояние между поверхностью электрода и поверхностью любого подземного объекта, не включенного в схему защиты, должно быть не менее, чем удвоенное расстояние между электродом и защищаемым объектом;
- соединение отдельных секций электродов протяженного типа между собой должно осуществляться через клеммы контактных панелей в контрольно-измерительных пунктах или непосредственно в грунте с использованием технологий и комплектующих изделий и материалов, рекомендованных ту на соответствующую марку электрода;
- участок поверхности электрода на границе раздела двух сред («грунт-воздух», «вода-воздух»), выведенный для коммутации, должен быть изолирован по ТУ на соответствующую марку электрода (если изоляция не выполнена изготовителем);
- минимально допустимый диаметр изгиба электрода при монтаже и укладке должен быть равен 20 диаметрам электрода (рис.9).
Рис.9. Варианты укладки электродов протяженного типа ЭЛЭР-2, ЭЛЭР-2.1, ЭЛЭР-2.1/2, ЭЛЭР2.1 К, ЭЛЭР-5 в траншее.
Разберем расчет анодного заземления, основными параметрами которого являются переходное сопротивление растеканию анодного заземлителя, необходимое для вычисления выходного напряжения преобразователя установки катодной защиты и срок службы заземления.
Сопротивление растеканию тока заземлителя Rаз1, Ом, вычисляются по формулам:
- при вертикальном расположении электродов
- при горизонтальном расположении электродов
- для глубинного анодного заземлителя в коксовой засыпке
где ρг - удельное электрическое сопротивление грунта, Ом·м;
lэ- длина электрода заземлителя, м;
dэ- диаметр электрода заземлителя, м;
dз - диаметр засыпки, м;
h - глубина заложения электрода (до середины заземлителя), м;
Sэ - площадь сечения электрода анода, м2;
ρа - удельное электрическое сопротивление материала анода, Ом·м;
ρз - удельное электрическое сопротивление засыпки, Ом·м.
Сопротивление растеканию тока анодного заземления, состоящего из N, шт., электродов вычисляют по формуле:
(19)
где ηэ- коэффициент экранирования или взаимовлияния. Обычно значение ηэ лежит в пределах 1,1-1,8.
Срок службы анодных заземлителей, Т, год, рассчитывают по формуле:
(20)
где М – масса анодного заземлителя, кг;
k – коэффициент запаса (k=0,8);
q – электрохимический эквивалент материала анода, кг/А·год;
I – ток защиты катодной станции, А.
Если срок службы по данным расчета окажется менее проектного (15 лет), то необходимо увеличить количество электродов и выполнить расчет сопротивления растеканию анодного заземления со скорректированным количеством электродов.
Исходные данные к задаче принять по таблице. Данные принимают по двум последним цифрам шифра зачетной книжки: в случае, если предпоследняя цифра шифра нечётная – из ряда А, если чётная – из ряда Б. Порядковый номер варианта в любом ряду должен соответствовать последней цифре шифра.
| № | Диаметр, мм | Протяженность, м | Глубина заложения, м | Электрическое сопротивление грунта, ρг Ом·м | Сопротивление изоляции, Rиз Ом·м2. | Расстояние анода от трубопровода, м | Длина медного кабеля, м |
| Ряд А | |||||||
| 1 | 57х3,5 | 1500 | 1,3 | 5 | 65 | 150 | 200 |
| 2 | 89х4,0 | 2500 | 1,5 | 8 | 50 | 220 | 150 |
| 3 | 108х4,0 | 2850 | 1,7 | 12 | 80 | 250 | 170 |
| 4 | 159х4,5 | 1600 | 1,4 | 10 | 75 | 170 | 180 |
| 5 | 219х6,0 | 1750 | 1,5 | 9 | 44 | 185 | 210 |
| 6 | 273х7,0 | 2200 | 1,6 | 6 | 68 | 190 | 230 |
| 7 | 325х8,0 | 2400 | 1,2 | 7 | 57 | 200 | 250 |
| 8 | 219х6,0 | 2250 | 1,8 | 11 | 60 | 155 | 240 |
| 9 | 273х7,0 | 2000 | 1,5 | 5 | 72 | 160 | 180 |
| 10 | 325х8,0 | 1900 | 1,4 | 8 | 59 | 175 | 190 |
| Ряд Б | |||||||
| 1 | 57х3,5 | 1700 | 1,4 | 11 | 50 | 120 | 200 |
| 2 | 89х4,0 | 2300 | 1,5 | 12 | 80 | 250 | 150 |
| 3 | 108х4,0 | 2650 | 1,6 | 10 | 70 | 240 | 170 |
| 4 | 159х4,5 | 1900 | 1,4 | 10 | 75 | 190 | 180 |
| 5 | 219х6,0 | 1550 | 1,5 | 8 | 65 | 190 | 210 |
| 6 | 273х7,0 | 2000 | 1,3 | 5 | 60 | 170 | 230 |
| 7 | 325х8,0 | 2100 | 1,6 | 15 | 55 | 220 | 250 |
| 8 | 89х4,0 | 2100 | 1,4 | 10 | 48 | 175 | 240 |
| 9 | 108х4,0 | 2250 | 1,7 | 8 | 78 | 180 | 180 |
| 10 | 159х4,5 | 1800 | 1,5 | 9 | 63 | 160 | 190 |
Пример.
Рассчитать параметры установки катодной защиты стального газопровода среднего давления диаметром 325х8,0мм, протяженностью 2616м. Глубина заложения газопровода – 1,5м. Коррозионная агрессивность грунта по отношению к стали – высокая, блуждающие токи отсутствуют. Удельное электрическое сопротивление грунта ρг=10 Ом·м. Состояние изоляции газопровода – удовлетворительное, Rиз=70 Ом·м2. Анодное заземление расположить на расстоянии 150 м от защищаемого газопровода (одиночный анод).
Рис 10. Схема газопровода. (схематично вычертить по своим данным)
Расчет.
Рассчитаем первичные и вторичные электрические параметры газопровода:
1. Продольное сопротивление трубопровода, Ом/м (табл. 3)
Rm=2,26·10-5 Ом/м.
2. Сопротивление растекания тока трубопровода, Ом·м2 (табл. 3)
Rp=10,89 Ом·м2.
3. Переходное сопротивление трубопровода, Ом·м2 по (2):
Rn=70+10,89=80,89 Ом·м2.
4. Постоянная распространения тока вдоль трубопровода:
.
5. Характеристическое сопротивление трубопровода, Ом:
.
6. Входное сопротивление трубопровода, Ом по (7):
Zвm=1/2·0,043=0,0215 Ом.
Определим электрические параметры преобразователя катодной защиты, количество и тип анодных заземлителей, срок службы анодного заземления.
7. Смещение разности потенциалов труба-земля в точке дренажа, В по (11):
Umзо=|-1,15|-|-0,55|=0,6 В.
8. Максимальное смещение разности потенциалов труба-земля, В по (10):
Umзм=|-0.85|-|-0.55|=0.3 В.
9. Длина защитной зоны установки катодной защиты, м по (9):
10. Сила тока защиты, А по (12):
11. Дренажная линия, соединяющая станцию катодной защиты с газопроводом и анодным заземлением выполнена медным бронированным кабелем ВБбШв 3х10-0,66, длиной yл=160 м. Сопротивление дренажной линии, Ом, по (14).
12. Принимаем вертикальное анодное заземление из электродов ЭлЖК-1500 длиной le=1,5м, диаметром de=0,065м производства ООО «Гангут». (можно выбрать 1200 мм, можно выбрать 1500 мм)
Анодные заземлители ЭлЖК-1200, ЭлЖК-1500
 Электроды ферросилидовые и на их основе анодные заземлители используются для систем антикоррозийной защиты трубопроводов и подземных сооружений в грунтах высокой коррозийной активности во всех климатических зонах, пригодных для подключения к любым типам катодных станций.
Электроды ферросилидовые
Получают литьем из коррозионностойких сплавов (Fe-Si-Cr) c повышенным содержанием кремния до 16% и другими легирующими добавками, значительно повышающими их коррозионную стойкость.
По форме сечения круглые и крестовидные, имеющие более высокую площадь рабочей поверхности при меньшей массе, что позволяет значительно экономить электроэнергию в процессе эксплуатации, с различными вариантами контактного узла для присоединения к подводящему кабелю (для клинового, резьбового и сварного соединения
с кабелем).
Длина электродов 1200 и 1500 мм.
Диаметр электродов круглого сечения 65 мм, масса соответственно составляет 28, и 35 кг.
Заземлители анодные ЭЛЖК - 1200, ЭЛЖК - 1500
Характеристики:
Сечение питающего кабеля, мм² 4÷10
Номинальная токовая нагрузка, А 1,5÷2
Максимальная токовая нагрузка, А 5
Площадь рабочей поверхности, дм², •/+ 30/37
Средний срок службы, не менее, лет, •/+ 30/35
Средний ресурс, Ампер-лет 50
Анодная растворимость, кг/А в год 0,1÷0,5
Соединение электрода с подводящим кабелем осуществляется следующими вариантами:
Вариант клинового соединения (исполнение 1) обеспечивает надежный контакт провода на большой площади, соответствует мировым аналогам.
Вариант резьбового соединения (исполнение 2) со стальной втулкой с резьбой, комплектуется стальной или латунной шпилькой, что обеспечивает удобство при монтаже на месте эксплуатации.
Вариант пиротехнического соединения (термитная сварка) (исполнение 3) позволяет так же оперативно и надежно производить монтаж провода необходимой длины на месте эксплуатации, комплектуется при необходимости термитным электродом, оснасткой для сварки, инструкцией, герметиком, проводами и т.д. Технология сварки обеспечивает минимальное переходное сопротивление между проводом и электродом, что обеспечивает более длительный срок эксплуатации.
|
Характеристика электродов.
Химический состав сплава: (%) С=0,40÷0,80, Mn=0,30÷0,80, Si=15,00÷16,50, комплексная лигатура (0,5-1%); максимальный рабочий ток на 1 электрод - не более 5А; средний ресурс А/лет - 50- 70 лет; масса цилиндрических заземлителей ЭлЖК от 21 до 35 кг; анодная растворимость сплава в зависимости от среды и плотности тока от 0,1 до 0,5 кг/А в год.
Сопротивление растеканию одного заземлителя определяем по (16):
13. Принимаем анодное заземление, состоящее из шести электродов ЭлЖК-1500.
Сопротивление растеканию в этом случае:
Rаз=4,2/6·1,5=0,5 Ом.
14. Срок службы анодных заземлителей составит:
Т=(35·0,8·6)/(0,5·18,7)=18 лет.
15. Напряжение на выходе преобразователя, В по (13)
V=18,7·(0,0215+0,096+0,5)=11,5 В.
16. Мощность преобразователя, Вт по (15):
W=18,7·11,5=215 Вт=0,2 кВт.
По результатам расчета и с учетом 30% запаса выбираем станцию номинальной выходной мощностью W=0,6кВт. Номинальное напряжение V=24 В. Номинальный ток I=25А.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 471; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!