3. Расчет катодной защиты подземных трубопроводов

Задачей расчета является определение параметров катодной станции, необходимых для обеспечения защитного потенциала на всех подземных сооружениях, которые расположены в зоне действия установок электрохимической защиты и имеют контролируемые и неконтролируемые металлические соединения, обеспечивающие, электрическую проводимость.

За расчетный параметр принимается средняя плотность защитного тока, представляющая собой отношение тока катодной станции к суммарной поверхности трубопроводов, защищаемой данной установкой.

Исходными данными для расчета катодной защиты являются параметры проектируемых сооружений, а также удельное электрическое сопротивление грунта.

Исходные данные для расчета:

Генеральный план микрорайона с инженерными коммуникациями;

М 1:500

Параметры защищаемых сооружений: газопроводов, тепловых сетей, водопроводов.

Удельное электрическое сопротивление грунта ρ = 20 Ом·м

Площадь территории микрорайона (произведение длины А и ширины В)

Площадь поверхности каждого из трубопроводов, которые имеют между собой технологические соединения, обеспечивающие электрический контакт, определены выше и сведены в таблицы (см. расчеты газопроводов, водопроводов и тепловых сетей).

Площади поверхности трубопроводов:

• газопроводов S_г = 100,18 м²

• водопроводов S_в = 129 м²

• тепловых сетей S_т = 134,2 м²

Суммарная площадь поверхности всех трубопроводов, электрически связанных между собой:

Определяется удельный вес поверхности каждого из трубопроводов в общей массе сооружений, %:

Определяется плотность поверхности каждого из трубопроводов, приходящихся на единицу площади территории, м²/га:

Средняя плотность тока, необходимого для защиты трубопроводов определяются по формуле:

Значение суммарного защитного тока, который необходим для обеспечения катодной поляризации подземных сооружений, расположенных в данном микрорайоне определим по формуле:

Число катодных станций определяется из условий оптимального размещения анодных заземлителей, наличие источников питания, а также с учетом того, чтобы значение тока одной катодной станции, по возможности, не превосходило 10 А, поэтому число катодных установок может быть определено приблизительно как:

Применяем к установке в микрорайоне 1 катодную станцию с выходным током 10 А.

По генеральному плану микрорайона выбираем места расположения катодной станции и анодных заземлителей.

выходной ток катодной станции;

средняя плотность защитного тока;

К – удельная плотность сооружений в микрорайоне, м²/га.

Радиус действия катодной станции:

Полученный радиус действия катодной станции охватывает всю территорию района, т.к. размеры территории .

По таблице Приложения 3, стр. 109 – 117 «Сборник руководящих материалов по защите городских подземных трубопроводов от коррозии» для тока J = 10 А и грунта с ρ = 20 Ом·м выбираем анодное заземление из чугунных труб диаметром D = 150 мм, длиной L = 6 м – 4 шт. с сопротивлением растеканию тока R_а.з. = 0,86 Ом. Рассчитываем сопротивление дренажного кабеля.

Для кабеля АВРБ 3 × 16 длиной 100 м сопротивление R_каб = 0,0646 Ом. Определяем выходное напряжение катодной станции

С учетом 50 % запаса на развитие сети выбираем катодную станцию ВКЗМ – 0,3 – 24 – У1