Расчет электрических характеристик защищаемых объектов

Электрические характеристики защищаемых объектов являются основными параметрами, характеризующими величину и распределение защитного тока.

Исходными данными для определения этих характеристик являются диаметр трубопровода, толщина стенки и марка стали трубы, сопротивление изоляции, глубина укладки трубопровода и удельное сопротивление грунта вдоль трубопровода. Удельное электрическое сопротивление грунта на глубине укладки трубопровода определяется по данным изысканий. Измерения проводят через каждые 100 м и дополнительно во всех местах понижения рельефа (овраги, реки, ручьи, болота и т.п.).

Первичными электрическими параметрами трубопровода, полученными в результате расчета, являются переходное и продольное сопротивление трубопровода. Вторичные электрические параметры — постоянная распространения тока и входное или характеристическое сопротивление; они вычисляются через переходное и продольное сопротивление.

Для расчета электрических характеристик защищаемых объектов требуется ввести соответствующие исходные данные, а также указать характеристики грунтов вдоль трубопровода.

В среде ElectriCS ECP производятся следующие виды расчетов МТ:

• электрических характеристик защищаемых объектов;
• параметров установок катодной защиты (УКЗ) трубопроводов;
• параметров подпочвенного анодного заземления;
• параметров глубинного анодного заземления;
• мощности на выходе катодной станции;
• протекторной защиты.

Эти виды расчетов можно производить как автономно, так и в виде технологических цепочек, когда исходные данные для определенного типа расчета автоматически берутся из результатов предшествующих в рамках данного проекта.

Расчет параметров установок катодной защиты

Исходными данными для расчета установок катодной защиты являются результаты расчета характеристик защищаемого объекта, а также удельное электрическое сопротивление грунта в поле токов катодной защиты, которое берется из характеристик грунта вдоль трубопровода.

Основными расчетными параметрами катодной защиты являются сила тока установки катодной защиты и длина защитной зоны, создаваемой этой установкой.

Для расчета необходимо ввести соответствующие исходные данные, а также выполнить расчет характеристик объекта.

Расчет параметров подпочвенного анодного заземления

Подпочвенное анодное заземление с горизонтальным, вертикальным или комбинированным расположением электродов устанавливается в грунтах с глубиной погружения до 10 м и ниже.

Исходными данными для расчета служат конструктивные характеристики заземления (длина и диаметр электрода, расстояние между электродами и т.д.), удельное электрическое сопротивление грунта в месте расположения анодного заземления и сила тока, стекающего с заземления. Последняя может быть автоматически взята из результатов расчета установок катодной защиты.

Основными расчетными параметрами подпочвенного анодного заземления являются необходимое число электродов и сопротивление растеканию заземления.

Для расчета необходимо ввести исходные данные.

Расчет параметров глубинного анодного заземления

Глубинное анодное заземление устанавливается в следующих случаях:

• при удельном электрическом сопротивлении верхнего слоя грунта в два раза более высоком, чем сопротивление подстилающего слоя;
• при недостаточной площади для размещения подпочвенного анодного заземления;
• при затруднениях с прокладкой кабельной или воздушной анодной дренажной линии;
• при невозможности удалить анодное заземление на расчетное расстояние от защищаемого объекта.

Исходными данными для расчета глубинного анодного заземления служат конструктивные характеристики заземления (диаметр электрода, наличие засыпки электрода и т.п.), удельное электрическое сопротивление грунта вдоль электрода глубинного заземления и сила тока, стекающего с заземления. Последняя может быть автоматически взята из результатов расчета установок катодной защиты.

Основными расчетными параметрами глубинного анодного заземления являются оптимальная длина рабочей части глубинного заземления и сопротивление растеканию заземления. Для расчета параметров подпочвенного анодного заземления необходимо ввести исходные данные, а также указать характеристики грунта вдоль глубинного анодного заземления.

Расчет мощности УКЗ

Исходными данными для расчета мощности УКЗ служат входное сопротивление трубопровода, сопротивление анодного заземления, сила тока катодной установки и характеристики дренажного провода.

Основными расчетными параметрами являются напряжение и мощность УКЗ.

Для расчета необходимо ввести соответствующие исходные данные, а также выполнить расчет параметров установок катодной защиты и анодного заземления (подпочвенного или глубинного). Если в проекте представлены оба результата расчета анодного заземления, то данные берутся из подпочвенного.

Кроме этого возможен расчет и документирование расчета сразу группы УКЗ МТ.

Расчет протекторной защиты

Протекторная защита от подземной коррозии устанавливается в следующих случаях:

• на трубопроводах при сопротивлении изоляции не менее 3×10² Ом•м²;
• на трубопроводах в комплексе с установками катодной защиты для обеспечения защитного потенциала на участке между установками;
• для защиты кожухов на переходах через железные и автомобильные дороги;
• для защиты днищ отдельных резервуаров.

Исходными данными для расчета протекторной защиты являются сопротивление изоляционного покрытия, диаметр трубопровода, электрохимические характеристики протекторов и удельное электрическое сопротивление грунта вдоль трубопровода.

Основные расчетные параметры протекторной защиты: сила тока в цепи «протектор — труба», длина защищаемого участка и срок службы протекторов.

Для расчета параметров подпочвенного анодного заземления необходимо ввести исходные данные для протекторной защиты и характеристики грунта вдоль трубопровода.

На рис. 1 приведен пример ввода исходных данных и просмотра результатов расчета протекторной защиты.

Результаты расчета можно вывести в MS Word по любой форме.

Электрохимзащита городских коммуникаций

Расчет ЭХЗ ГК производится на основе следующих нормативных материалов:

• РД 153–39.4–091–01 "Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии”;
• РД 153–34.0–20.518–2003 "Типовая инструкция по защите трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии”.

Возможности версии ElectriCS ECP 2.3

• Добавлен расчет электрохимической защиты магистральных трубопроводов по СТО ГАЗПРОМ 9.2–003–2009 «Защита от коррозии. Проектирование электрохимической защиты подземных сооружений».
• При расчете по РД 91–020.00-КТН-149–06 «Нормы проектирования электрохимической защиты магистральных трубопроводов и сооружений НПС» (РД-2006) добавлен расчет протяженных анодных заземлителей.
• При расчетах по СТО-2009 и РД-2006 добавлена полная расшифровка расчетов.