Файл: Ухтинский государственный технический университет воркутинский филиал.docx

Сопротивление растеканию трубопровода определяется из трансцендентного уравнения, решаемого методом последовательных приближений. При первом приближении произведение под знаком логарифма принимают равным нулю. Получившееся число принимают начальным значением сопротивления растеканию и подставляют это значение в формулу. В течение пяти итераций добиваются истинного значения сопротивления растеканию.

Так как на трубопровод нанесена битумная изоляция, выбирается начальное значение сопротивления изоляции R_из₀ равное 1·10⁵. Переходное сопротивление трубопровода Rп, Ом м2 , вычисляют по формуле:

Сопротивление растеканию трубопровода на единицу длины, Ом м, также определяется из трансцендентного уравнения, решаемого методом последовательных приближений:

Начальное значение сопротивления изоляции на единицу длины, Ом м, вычисляется по формуле:

Прогнозирование изменения во времени переходного сопротивления трубопровода на единицу длины

(t ), Ом м, осуществляется по формуле:

После нахождения продольного и переходного сопротивления трубопровода вычисляется постоянная распространения тока в трубопроводе α, 1/м, по формуле:

Постоянная распространения тока вдоль трубопровода как функцию времени α(t), 1/м, вычисляется по формуле

Характеристическое сопротивление трубопровода Z, Ом, вычисляется по формуле:

=0,024 Ом

Входное сопротивление трубопровода Z_вт, Ом, вычисляется по формуле

=0,012 Ом

Входное сопротивление трубопровода как функция времени Z_вт(t), Ом, вычисляется по формуле:

=0,003 Ом.

Задача 4

Длина защитной зоны L_з, м, вычисляется по формуле:

Смещение разности потенциалов (труба–земля) в точке дренажа выбирается из условий максимально возможного смещения потенциала согласно ГОСТ Р 51164-98 и вычисляется по формуле:

Минимальное смещение разности потенциалов (труба–земля), выбирается из условий минимально возможного значения потенциала на трассе трубопровода согласно ГОСТ Р 51164-98 и вычисляют по формуле:

Силу тока I, А, станции катодной защиты на начальный период эксплуатации вычисляют по формуле:

Сопротивление дренажной линии, соединяющей станцию катодной защиты с анодным заземлением и трубопроводом R_пр, Ом, находится по формуле:

Напряжение на выходе станции катодной защиты U, В, вычисляется на конечный период по формуле:

(t)+

+1,5)=107,2В

Мощность станции катодной защиты P, Вт, вычисляется по формуле:

7150,24 Вт

По результатам расчёта, при выборе преобразователя необходимо учитывать, что его мощность должна быть не менее 600 Вт.

Задача 5

Выбран подповерхностный тип анодного заземления без коксовой засыпки. Анодное заземление необходимо установить горизонтально. Остальные данные для расчёта приведены в таблице 8.

1. Длина электрода заземлителя l_э, м	23,4
2. Диаметр электрода заземлителя d_э, м	0,552
3. Глубина (до середины заземлителя) заложения электрода заземлителя h, м	2,2
4. Сопротивление грунта р_г, Ом∙м	405
5. Коэффициент использования массы заземлителя k_i	0,61
6. Скорость растворения материала электродов подповерхностного анодного заземления, кг/А·год	0,38

Сопротивление растеканию тока одного подповерхностного заземлителя Rв1, Ом при горизонтальном расположении электрода заземлителя, когда l_э< h, вычисляется по формуле:

Количество электродов N_з, шт., в подповерхностном заземлении вычисляется по формуле:

Средняя сила тока I_з.ср, А, стекающего с заземления, за планируемый период эксплуатации заземления, вычисляется по формуле:

Срок службы анодного заземления Т_р, годы, проверяется по формуле:

Задача 6

Данные для расчёта протекторной защиты кожуха приведены в таблице 9.

Таблица 9 ‒ Исходные данные для расчёта параметров протекторной защиты

кожуха

1. Тип используемого протектора	1 (ПМ10У)
2. Длина защищаемого кожуха l_з, м	196
3. Диаметр защищаемого кожуха D_т, мм	1020
4. Расстояние от протекторной группы до газопровода l_п, м	28
5. Глубина установки протектора до центра h_п, м	1,44
6. Срок эксплуатации протектора T_п, год	50
7. Начальное значение переходного сопротивления кожуха R_пн, Ом·м2	145356

Сопротивление медного провода, соединяющего протектор с трубопроводом, R_пр, Ом, вычисляется по формуле:

Ом

При расчёте сопротивления растеканию магниевых протекторов R рп , Ом, типа ПМ10У, необходимо пользоваться формулой 6.4, данные для которой выбираются по таблице 9

Сопротивление цепи «протектор–труба» R_пт,Ом, вычисляется по формуле:

Сила тока в цепи «протектор – труба» I_п, А, вычисляется по формуле:

Длина участка трубопровода, защищаемого одним протектором на конец планируемого периода защиты, м, вычисляется по формуле:

Количество протекторов, необходимое для защиты участка трубопровода, N_п, шт., определяется по формуле:

Средняя силу тока в цепи «протектор–труба» I_п.ср, А, вычисляется по формуле:

Срок службы протекторов Т_п, годы, вычисляется по формуле:

Задача 7

Данные для расчёта протекторной защиты кожуха приведены в таблице 10.

Таблица 10 ‒ Исходные данные для расчёта параметров протекторной защиты

кожуха

1. Ток нагрузки тяговой подстанции I_тп, А	1000
2. Расстояние между трубопроводом и электрифицированной железной дорогой l_{ж/ д}, м	500
3. Расстояние от трубопровода до тяговой подстанции l_д, м	500
4. Количество параллельно уложенных трубопроводов n	4
5. Расстояние между трубопроводом и точкой подключения к путевому дросселю l_п, м	500