- Законы
- Кодексы
- Форум
Приказ Минэнерго РФ от 29.12.2001 N 375
О введении в действие Инструкции по защите городских подземных трубопроводов от коррозии (РД 153-39.4-091-01)
+----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦2 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦3 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦4 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦5 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦6 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦7 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦8 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦9 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +----------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+ ¦10 U ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ изм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -----------+--------+--------+--------+--------+--------+---------
--------------------------------------------+--------------------- ¦ ДЕЛЬТА U = U - U , В ¦ Оценка опасности ¦ ¦ изм ст ¦ коррозии ¦ +---------------------+---------------------+ ¦ ¦ при U наиболее ¦ при U наиболее ¦ ¦ ¦ изм ¦ изм ¦ ¦ ¦ отрицательном ¦ положительном ¦ ¦ +---------------------+---------------------+--------------------+ ¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ +---------------------+---------------------+--------------------+ +---------------------+---------------------+--------------------+ ----------------------+---------------------+---------------------
Приложение Л
(рекомендуемое)
ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ СМЕЩЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ТРУБОПРОВОДА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОПАСНОГО ВЛИЯНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Город _____________________
Вид подземного сооружения и пункта измерения _________________
Дата _______________________
Время измерения: начало _____________, конец _________________
Тип и номер прибора ____________________
Измеренное значение стационарного потенциала вспомогательного электрода (ВЭ) относительно м.с.э. _______________________________
Данные измерений, мВ
---------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------- ¦ t, мин./с ¦ 0 ¦ 10 ¦ 20 ¦ 30 ¦ 40 ¦ 50 ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 2 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 4 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 5 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 6 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 7 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 8 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 9 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ---------------+--------+-------+-------+-------+-------+---------
Камеральная обработка измерений
----------------+----------------+--------------+----------------- ¦Число измерений¦Сумма мгновенных¦ Средняя ¦Среднее значение¦ ¦ ¦ значений ¦ величина ¦ смещения ¦ +---------------+----------------+--------------+----------------+ ¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ ----------------+----------------+--------------+-----------------
Оценка опасности коррозии под действием переменного тока
______________________________________________________________
(опасно, неопасно)
Измерил _______________________ Проверил _____________________
Обработал ________________
Приложение М
(информационное)
ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ ПЛОТНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОПАСНОГО ВЛИЯНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Город _____________________
Вид подземного сооружения и пункта измерения _________________
Дата _______________________
Время измерения: начало ___________________, конец ___________
Тип и номер прибора _____________
Данные измерений мгновенной силы переменного тока, мА
---------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------- ¦ t, мин./с ¦ 0 ¦ 10 ¦ 20 ¦ 30 ¦ 40 ¦ 50 ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 2 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 4 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 5 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 6 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 7 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 8 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 9 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ +--------------+--------+-------+-------+-------+-------+--------+ ¦ 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ---------------+--------+-------+-------+-------+-------+---------
Камеральная обработка измерений
----------+-----------------+----------------+-------------------- ¦ Число ¦Сумма мгновенных ¦Среднее значение¦ Среднее значение ¦ ¦измерений¦ значений силы ¦силы переменного¦ плотности ¦ ¦ ¦переменного тока,¦ тока, J, мА ¦ переменного тока, ¦ ¦ ¦ J, мА ¦ ¦ j, мА/кв. см ¦ +---------+-----------------+----------------+-------------------+ ¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ ----------+-----------------+----------------+--------------------
Оценка опасности коррозии под действием переменного тока
______________________________________________________________
(опасно, неопасно)
Измерил _______________________ Проверил _____________________
Обработал ________________
Приложение Н
(справочное)
СТАЦИОНАРНЫЕ МЕДНО-СУЛЬФАТНЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ
Н.1. Стационарные медно-сульфатные электроды длительного действия типа ЭНЕС и ЭСН-МС (рис. H1) состоят из пластмассового корпуса 1, заполненного в заводских условиях электролитом 2, не замерзающим при температуре окружающей среды до минус 40 °C, медного стержня 3, ионообменной мембраны 4 (одной или двух) с защитной сеткой 5, предохранительной трубки 6 с проводниками 7 от медного стержня 3 и наконечников 9. Электроды оснащены датчиком потенциала 8, представляющим собой пластину из Ст.3 размером 25 x 25 мм, вмонтированную в пластмассовое гнездо, закрепленное на корпусе электрода.
Н.2. Основные параметры и размеры электродов ЭНЕС и ЭСН-МС следующие:
Переходное электрическое сопротивление электрода,
кОм, в пределах 0,2 - 15
Потенциал по отношению к хлоридсеребряному
электроду, мВ 120 +/- 30
Диаметр корпуса внутренний, мм, не более 83
Количество электролита в корпусе, куб. см 290 - 300
Длина проводников, мм 2000 - 3000
Масса электрода полная, кг, не более 0,65.
Н.3. Состав незамерзающего электролита для заполнения электродов ЭНЕС и ЭСН-МС.
Таблица
----------------+--------------------------------+---------------- ¦ Документ ¦ Наименование составной ¦ Значение ¦ ¦ ¦ части, единица измерения ¦ ¦ +---------------+--------------------------------+---------------+ ¦ГОСТ 6709-72 ¦Вода дистиллированная, куб. см ¦200 +/- 3 ¦ +---------------+--------------------------------+---------------+ ¦ГОСТ 4165-78* ¦Сухой порошок сернокислой меди ¦ ¦ ¦ ¦(хч или чда): ¦ ¦ ¦ ¦растворяемый в воде, г ¦65 +/- 1,5 ¦ ¦ ¦добавляемый к раствору, г ¦30 +/- 1,5 ¦ +---------------+--------------------------------+---------------+ ¦ГОСТ 19710-83Е ¦Этиленгликоль первого или ¦ ¦ ¦ ¦высшего сорта, куб. см ¦100,0 +/- 1,5 ¦ ----------------+--------------------------------+----------------
Приложение О
(справочное)
ИНДИКАТОРЫ ОБЩЕЙ И ЛОКАЛЬНОЙ КОРРОЗИИ
О.1. Индикатор общей коррозии
О.1.1. Дополнительная оценка возможности общей коррозии при ЭХЗ может производиться с помощью блока пластин-индикаторов (БПИ).
О.1.2. Сущность метода заключается в том, что с помощью набора пластин-индикаторов, имеющих разные толщины, дополнительно оценивается общая коррозия и порядок ее средней скорости при ЭХЗ трубопровода в месте установки БПИ по времени от момента его установки до потери продольной электропроводимости пластин в результате коррозии.
О.1.3. БПИ (рис. О1) состоит из трех пластин, изготовленных из стали Ст.3 толщиной 0,3; 0,4 и 0,5 мм, рабочей длиной около 20 мм и шириной по 2 мм. Расстояние между пластинами 2 мм.
Пластины-индикаторы 2 с помощью пайки или контактной сварки укреплены на контрольной пластине 1. К свободным концам пластин-индикаторов и контрольной пластине присоединены изолированные проводники 3. БПИ вмонтирован в пластмассовый корпус таким образом, что внутренние поверхности пластин изолированы от внешней среды.
О.1.4. БПИ может быть установлен непосредственно на поверхности трубопровода (рис. О2) либо на корпусе стационарного медно-сульфатного электрода сравнения (рис. О3).
Примечание. При использовании прибора ПКИ-02 проводник от трубопровода присоединяют к соответствующей клемме (зажиму) прибора.
О.1.5. В обоих вариантах установки проводники от пластин БПИ, трубопровода и (во втором варианте установки) от электрода сравнения присоединяются к специальному клеммнику, располагаемому в горловине фальшколодца, в измерительной колонке, в металлическом корпусе на стене здания, в корпусе станции катодной защиты. Схема клеммника с присоединенными к нему контрольными проводниками приведена на рис. О2 и рис. О3. Электроперемычка между контрольными проводниками от трубопровода (клемма "Т") и от контрольных пластин размыкается лишь на период измерений потенциала трубопровода.
О.1.6. Методика измерений на месте установки БПИ сводится к определению электросопротивления в цепях "индикаторы-трубопровод" с помощью омметра (например, мультиметра типа 43313.1) и не зависит от способа установки БПИ (на поверхности трубопровода или на корпусе электрода сравнения).
О.1.7. Порядок измерений с помощью мультиметра 43313.1.
Подключают измерительные провода к клеммам "КП" и "0,3".
Устанавливают переключатель мультиметра в положение, соответствующее измерению сопротивления в диапазоне 0 - 200 Ом.
Подключают измерительные провода к гнездам мультиметра для измерений электросопротивления V ОМЕГА/C и */ИЭ.
Включают мультиметр нажатием кнопки 1/о. При этом на ЦОУ (цифровом отсчетном устройстве) должна появиться индикация.
Значение сопротивления менее и более 10 Ом свидетельствует о том, что пластина толщиной 0,3 мм соответственно не разрушена и разрушена. Если пластина толщиной 0,3 мм разрушена, аналогичные измерения проводят на пластинах толщиной 0,4 и 0,5 мм. Если разрушена и пластина толщиной 0,4 мм, измерения продолжают на пластине толщиной 0,5 мм.
О.1.8. Измерения начинают в день установки БПИ.
На трубопроводах без ЭХЗ измерения проводят 1 раз в 6 месяцев до срабатывания первой пластины и далее с периодичностью 1 раз в 2 месяца.
Измерения проводят не реже 1 раза в 6 месяцев после включения ЭХЗ.
О.1.9. Оценку порядка величины скорости общей коррозии (К) после фиксации коррозионного разрушения пластины-индикатора производят по формуле:
К ~= 365 x дельта / тау, мм/год,
где:
дельта - толщина пластины, мм;
тау - число суток от момента установки блока индикаторов до первой фиксации разрушения индикатора, сут.
Примечание. При срабатывании более одной пластины в расчет К принимается толщина дельта пластины, имеющей большую толщину.
О.1.10. При срабатывании всех пластин-индикаторов целесообразно произвести шурфование в пункте установки БПИ для обследования состояния поверхности трубопровода, выяснения причин коррозионных разрушений и разработки противокоррозионных мероприятий.
О.2. Индикатор локальной коррозии
О.2.1. Дополнительная оценка возможности локальной коррозии стального трубопровода при ЭХЗ может производиться с помощью индикатора локальной коррозии (ИЛК).
О.2.2. Сущность метода заключается в том, что одна из стенок полого стального корпуса ИЛК имеет заданную меньшую толщину, а в полость корпуса, заполненную сухим непроводящим капиллярно-пористым материалом, введен изолированный от корпуса металлический электрод. При сквозной коррозионной перфорации тонкой стенки корпуса внутрь него за счет капиллярного подсоса проникает грунтовая влага. В результате между корпусом и внутренним электродом образуется электролитический контакт, который может быть обнаружен по снижению электрического сопротивления между корпусом и внутренним электродом или по разности потенциалов между ними.
О.2.3. Схема одной из конструкций ИЛК представлена на рис. О4. Нижняя стенка ("дно") 1 стального корпуса 2 толщиной дельта является рабочей, площадь ее рабочей поверхности равна 6,15 кв. см. Полость 3 корпуса 2, заполненная тщательно промытым и высушенным речным песком, сверху перекрывается вставленной в корпус на плотной посадке эбонитовой заглушкой 4, через центр которой пропущен один из двух изолированных медных проводников 5 провода ПСВ-2. Нижняя часть проводника 5, освобожденная от изоляции, образует внутренний электрод 6. К внутренней поверхности верхней части корпуса над заглушкой в месте 7 припаян второй проводник 8 провода ПСВ-2. Пространство над заглушкой и внешние боковые стенки корпуса 2 залиты (в специальной форме) твердеющим герметиком типа "Полур", который исключает проникновение грунтовой влаги в полость 3 ИЛК иначе, чем через сквозную коррозионную перфорацию дна 1 корпуса 2.
О.2.4. Для оценки локальной коррозии по п. 2.1 у трубы одновременно устанавливается 2 идентичных ИЛК, 1 и 2, с одинаковой толщиной рабочей стенки дельта = 1,0 мм. Выводы от трубы и от обоих ИЛК выводятся на клеммник (рис. О5). Вывод от трубы подсоединяется к клемме Т, выводы от корпусов индикатора 1 и 2 - к клеммам соответственно К1 и К2, выводы от внутренних электродов индикаторов 1 и 2 - к клеммам соответственно В1 и В2. Клеммы Т и К1, К2 соединяются перемычкой П.
О.2.5. Контроль локальной коррозии сводится к измерению сначала разности потенциалов U и затем сопротивления R между корпусом и внутренним электродом ИЛК. Для измерений может использоваться мультиметр (например, 43313.1) с верхним пределом измерения сопротивления не менее 20 МОм и с входным сопротивлением при измерении напряжения не менее 10 МОм. При использовании мультиметра 43313.1 измерения производятся при подключении корпуса ИЛК к разъему Ж/ИЭ, внутреннего электрода - к разъему V ОМЕГА/C, причем R измеряется на шкале 20 М, a U на шкале "К" напряжения постоянного тока.
О.2.6. Признаком опасности локальной коррозии служит "срабатывание" проверяемых ИЛК - измерение хотя бы на одном из них конечных значений R < 10 МОм и (или) устойчивых отрицательных значений U, как правило, в пределах -20 мВ...-2 В.
О.2.7. При установлении возможной опасности локальной коррозии индикаторы отсоединяются от клеммников, извлекаются из грунта и рабочая поверхность каждого тщательно осматривается. При обнаружении на рабочей поверхности ИЛК хотя бы одной сквозной коррозионной язвы опасность локальной коррозии считается подтвержденной и разрабатываются необходимые меры по защите от коррозии.
Приложение П
(информационное)
МЕТОДИКА РАСЧЕТА СОВМЕСТНОЙ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПРОЕКТИРУЕМЫХ ГАЗО- И ВОДОПРОВОДОВ И КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ ГАЗОПРОВОДОВ
П.1. Основным расчетным параметром является средняя плотность
защитного тока j - отношение силы тока катодной станции J к
ср
суммарной наружной поверхности трубопроводов, защищаемых данной
станцией.
П.2. Если проектируемые трубопроводы будут иметь соединения с
действующими сооружениями, оборудованными установками ЭХЗ,
необходимо расчетным путем проверить возможность защиты
проектируемых трубопроводов действующими установками ЭХЗ.
П.3. Исходными данными для расчета катодной защиты
проектируемых трубопроводов являются их параметры и среднее
удельное сопротивление грунта на территории вдоль трасс
проектируемых трубопроводов.
П.4. Площадь поверхности S (кв. м) всех газопроводов, которые
г
электрически контактируют между собой за счет технологических
соединений или специальных перемычек, определяют по формуле:
n -3
S = пи SUM d l x 10 , (П.1)
г i=1 iг iг
где:
d - диаметр (мм);
iг
l - длина (м) участка газопровода, имеющего диаметр d ;
iг iг
n - общее число соответствующих участков газопровода.
П.5. Площадь поверхности всех водопроводов S (кв. м), которые
в
электрически контактируют между собой за счет технологических
соединений или специальных перемычек, определяют по формуле:
m -3
S = пи SUM d l x 10 , (П.2)
в i=1 iв iв
где:
d - диаметр (мм);
iв
l - длина (м) участка водопровода, имеющего диаметр d ;
iв iв
m - общее число соответствующих участков водопровода.
Суммарная площадь поверхности S (кв. м) всех электрически
связанных газопроводов и водопроводов равна:
S = S + S . (П.3)
г в
П.6. Среднее удельное сопротивление грунта ро (Ом x м) вдоль трасс проектируемых трубопроводов определяется по формуле:
n m
ро = (SUM ро l + SUM ро l ) / (L + L ), (П.4)
i=1 iг iг i=1 iв iв г в
где:
ро и ро - средние удельные сопротивления грунта (Ом x м)
iг iв
вдоль длины соответственно l - каждого i-го участка газопровода
iг
и l - каждого i-го участка водопровода;
iв
L и L - суммарные длины газопроводов и водопроводов на
г в
данной территории.
П.7. Вычисляется доля (%) площади поверхности газопроводов a
г
и водопроводов a в суммарной площади их поверхностей:
в
a = (S / S) x 100; (П.5)
г г
a = (S / S) x 100. (П.6)
в в
П.8. Вычисляется площадь поверхности (кв. м/га) газопроводов
b и водопроводов b , приходящаяся на единицу площади территории г в S (га), где размещены проектируемые трубопроводы: тер
b = S / S ; (П.7)
г г тер
b = S / S . (П.8)
в в тер
П.9. Средняя плотность защитного тока для всех трубопроводов j (мА/кв. м) вычисляется по уравнению:
-3
j = 30 - 10 (100 + 3,0 b + 34 b + 5 ро). (П.9)
в г
П.10. При отсутствии водопроводов средняя защитная плотность тока газопроводов вычисляется по уравнению:
-3
j = 20 + 10 (100 a - 34 b - 5 ро). (П.10)
г г г
П.11. Если расчетное значение j или j меньше 6 мА/кв. м,
г
принимается j = 6 мА/кв. м.
П.12. Суммарная сила тока (А), необходимого для катодной
защиты проектируемых газо- и водопроводов, определяется по
формуле:
-3
J = 1,3 x 10 j S, (П.11)
а для защиты только сети газопроводов - по формуле:
-3
J = 1,3 x 10 j S . (П.12)
г г г
П.13. Число катодных станций определяют из условий
оптимального размещения анодных заземлителей (наличие площадок,
удобных для их размещения), наличия источников питания и т.д. При
этом значение тока одной катодной станции можно ориентировочно
принять равным 25 А. Поэтому число катодных станций приближенно
равно n = J / 25, где J = J или J .
г
П.14. После размещения катодных станций на совмещенном плане
необходимо рассчитать зону действия каждой из них. Для этой цели
определяют радиус действия R (м) каждой катодной станции:
i
_______
R = 60 \/J / j K, (П.13)
i
где:
j - катодная плотность тока (А/кв. м), определенная по формуле
(9) или (10);
K (кв. м/га) - площадь поверхности всех трубопроводов на единицу площади поверхности территории:
K = S (кв. м) / S (га). (П.14)
тер
П.15. Если площади кругов, радиусы действия каждого из которых
равны R , а центры находятся в точках размещения анодных
i
заземлителей, не охватывают всей территории S , необходимо
тер
изменить или места расположения катодных станций, или их токи и
вновь выполнить проверку по п. П.14.
П.16. Тип преобразователя катодной станции выбирается так,
чтобы допустимое напряжение было на 30% выше расчетного с учетом
старения изоляционных покрытий и анодных заземлителей, а также
возможного развития сети трубопроводов.
Пример расчета совместной катодной защиты сети газопроводов и водопроводов
1. Пусть на территории площадью 10 га после завершения
строительства будут размещены газопроводы (ГП) и водопроводы (ВП)
диаметрами и длинами соответственно d , l и d , l по табл.
iг iг iв iв
П1:
Таблица П1
--------------------------------+--------------------------------- ¦ ГП ¦ ВП ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ D , мм ¦ l , м ¦ d , мм ¦ l , м ¦ ¦ iг ¦ iг ¦ iв ¦ iв ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 200 ¦ 750 ¦ 200 ¦ 450 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 150 ¦ 640 ¦ 100 ¦ 520 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 100 ¦ 400 ¦ 300 ¦ 80 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 89 ¦ 150 ¦ 150 ¦ 170 ¦
----------------+---------------+---------------+-----------------
2. Определяем по формуле (П.1) суммарную поверхность всех газопроводов:
-3
S = 3,14 x 10 (200 x 750 + 150 x 640 + 100 x 400 +
г
+ 89 x 150) = 940 кв. м,
по формуле (П.2) - суммарную поверхность всех водопроводов:
-3
S = 3,14 x 10 (200 x 450 + 100 x 520 + 300 x 80 +
в
+ 150 x 170) = 601 кв. м.
3. Суммарная поверхность всех трубопроводов:
S = S + S = 940 + 601 = 1541 кв. м.
г в
4. Определим среднее удельное сопротивление грунта у
трубопроводов, исходя из опытных данных табл. П2, где представлены
результаты измерений ро и ро вдоль каждого из участков
iг iв
трубопроводов, где эти величины можно считать постоянными (эти
участки не обязательно совпадают с участками по табл. П1).
Таблица П2
--------------------------------+--------------------------------- ¦ ГП ¦ ВП ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ l , м ¦ ро , Ом x м ¦ l , м ¦ ро , Ом x м ¦ ¦ iг ¦ iг ¦ iв ¦ iг ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 400 ¦ 60 ¦ 350 ¦ 60 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 40 ¦ 10 ¦ 30 ¦ 10 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 450 ¦ 70 ¦ 500 ¦ 75 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 210 ¦ 35 ¦ 300 ¦ 50 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 400 ¦ 50 ¦ 40 ¦ 45 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 440 ¦ 40 ¦ ¦ ¦ ----------------+---------------+---------------+-----------------
4. Суммарная длина газопроводов (по любой из табл. П1 или П2):
n
L = SUM l = 750 + 640 + 400 + 150 = 1940 м.
г i iг
5. Суммарная длина водопроводов:
m
L = SUM l = 450 + 520 + 80 + 170 = 1220 м.
в i=1 iв
6. По формуле (П.4) определяем среднее удельное сопротивление грунта у трубопроводов, используя данные табл. П2.
ро = [1 / (1940 + 1220)] x [(60 x 400 + 10 x 40 + 70 x 450 +
+ 35 x 210 + 50 x 400 + 40 x 440) + (60 x 350 + 10 x 30 +
+ 70 x 500 + 50 x 300 + 45 x 40)] = 56 Ом x м.
7. По формулам (П.5) и (П.6) вычисляем доли площади поверхности газопроводов и водопроводов в суммарной поверхности трубопроводов:
a = (940 / 1541) x 100 = 61%;
г
a = (601 / 1541) x 100 = 39%.
в
8. Вычисляем коэффициенты b и b по формулам (П.7) и (П.8):
г в
b = 940 / 10 = 94 кв. м/га;
г
b = 601 / 10 = 60,1 кв. м/га.
в
9. По формуле (П.9) вычисляем среднюю плотность защитного тока для всех трубопроводов:
-3
j = 30 - 10 (100 x 39 + 3,0 x 60,1 + 34 x 94 + 5 x 56) =
= 22,6 мА/кв. м.
10. По формуле (П.11) вычисляем суммарную силу защитного
тока:
-3
J = 1,3 x 10 x 22,6 x 1541 = 45,3 А.
11. С учетом п. П.13 используемой "Методики" принимаем ток
катодной станции 25 А и число катодных станций равным 2.
12. Вычисляем коэффициент K по формуле (П.14):
K = 1541 / 10 = 154,1 кв. м/га,
и по формуле (П.13) радиус действия каждой катодной станции:
_______________________
/ -3
R = R = 60 \/25 / 22,6 x 10 x 154,1 = 161 м.
1 2
По совмещенному плану круги с центрами в местах расположения анодных заземлений и радиусами по 161 м охватывают всю территорию размещения проектируемых трубопроводов (при этом каждая станция охватывает по 8,14 га из 10 га). Следовательно, изменять число катодных станций и их расположение не нужно.
Приложение Р
(информационное)
ИНФОРМАЦИЯ О ПАКЕТЕ ПРОГРАММ АРМ-ЭХЗ-6П "ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДНОЙ СЕТИ" <*>
--------------------------------
<*> Разработчик - Волгоградская Государственная архитектурно-строительная академия (ВолгГАСА). Тел.: 44-91-68.
Р.1. Общие положения
Р.1.1. Пакет программ предназначен для расчета и проектирования электрохимической защиты от коррозии сети подземных металлических трубопроводов различного назначения и сложности, в том числе:
- разветвленных;
- закольцованных;
- связанных перемычками заданного сечения;
- рассеченных изолирующими вставками;
- связанных с различного рода заземлениями;
- с неоднородной изоляцией;
- в неоднородных грунтах;
- в поле блуждающих и защитных токов смежных сооружений;
- с учетом гальванической неоднородности участков сети и пр.
Р.1.2. Основные решаемые задачи:
- определение оптимального количества и схемы размещения установок ЭХЗ, величины их токов и распределения суммарного защитного потенциала (U) исходя из условий минимума суммарного защитного тока и заданного диапазона изменения U в исследуемой области (оптимизационная задача, код M1);
- определение удельного электрического сопротивления изоляции в заданных точках трубопроводной сети по известному (измеренному) распределению защитного потенциала и токам катодных станций (обратная задача, код М3).
Р.1.3. Прочие решаемые задачи:
- подготовка сметы и спецификации на строительно-монтажные работы;
- расчет параметров анодных заземлителей и установок гальванической защиты;
- анализ поля токов в земле;
- построение эпюры потенциала в поле блуждающих и защитных токов;
- оценка поля токов продольных коррозионных макропар;
- распечатка проектных материалов, в том числе графических файлов типовых анодных заземлителей различной конфигурации.
Р.1.4. Прилагается постоянно обновляемая база данных по преобразователям, гальваническим анодам и электродренажам, прейскурант цен на строительно-монтажные работы, каталоги на вспомогательное оборудование и материалы, сметные коэффициенты. При этом предусмотрена корректировка, добавление и запоминание произвольных статей сметы.
Р.1.5. Прилагается специализированный графический редактор, позволяющий заготавливать рабочие чертежи узлов и деталей систем ЭХЗ.
Р.1.6. Пакет АРМ ЭХЗ-6П является составной частью комплекса АРМ ЭХЗ-6, куда входят пакеты АРМ ЭХЗ-6Э "Эксплуатация средств ЭХЗ" и АРМ ЭХЗ-6У "Обучение производственного персонала служб ЭХЗ".
Р.1.7. Комплекс АРМ ЭХЗ-6 эксплуатируется во многих проектных и наладочных организациях России.
Р.1.8. Программы могут быть использованы в любых модификациях ПЭВМ от 286 до Pentium и выполняются с операционной системой как DOS, так и Windows.
Р.2. Постановка задач и исходные данные
Р.2.1. Исходные данные вводятся в диалоге с программой ввода и сопровождаются комментариями и пояснениями.
Для решения основных задач (М1, М2 и М3) требуются:
- масштабированный план трубопроводной сети с произвольно назначенной системой прямоугольных координат;
- координаты контролируемых точек сети: вводы трубопроводов в здания, повороты трасс, точки разветвления, пересечения с соседними подземными сооружениями и рельсами трамвая, КИПы и пр.;
- диаметр, толщина стенки, удельное сопротивление изолирующего покрытия трубопроводов;
- удельное электрическое сопротивление грунта;
- фактическое количество установок ЭХЗ и их токи (задачи М2 и М3) или предполагаемое количество установок ЭХЗ и предельно допустимые защитные потенциалы в рассматриваемой сети (задача М1);
- предполагаемое (задача М1) или фактическое (задачи М2 и М3) положение анодных заземлителей и точек дренажа установок ЭХЗ на плане сети;
- координаты контролируемых точек рельсовой сети как источника блуждающих токов и эпюра распределения потенциала рельсы-земля.
Р.2.2. При постановке задач следует учитывать ряд особенностей.
Р.2.2.1. Минимальное расстояние между контролируемыми точками (или узлами дискретизации) на участке сети не лимитируется и определяется степенью точности ожидаемого решения и требуемой детализацией (дискретизацией) задачи. Например, вблизи анодного заземлителя шаг дискретизации может быть принят равным 10 м и менее, а на прямолинейных протяженных участках допустим шаг 500 м и более.
Возможны незначительные спрямления и искажения реальной схемы сети (замена расчетной схемой) с целью уменьшения объема ввода узлов дискретизации. Общее число узлов дискретизации - не более 200, начало нумерации - произвольное.
Р.2.2.2. Удельное электрическое сопротивление изоляционного
покрытия R для проектируемого городского трубопровода принимают
из
приближенно, прорабатывая варианты с вилкой "новая - изношенная"
изоляция, ориентируясь, вероятно, на худший вариант, взятый,
например, из интервала R = 200...50 Ом x кв. м, имея в виду, что
из
изоляция стареет, и фактические значения R могут быть на порядок
из
меньше.
При проработке вариантов с различными значениями R удобно
из
пользоваться коэффициентом старения изоляции, заложенным в разделе
"Исходные данные", позволяющим пропорционально менять величины R
из
сразу во всем массиве участков.
Р.2.2.3. Один из способов определения фактических значений R
из
для узлов дискретизации в действующей трубопроводной сети
представлен задачей М3. Точность решения задачи М3 зависит от
степени достоверности результатов натурных измерений защитных
потенциалов, созданных катодными станциями: изменение потенциала
труба-земля в режиме включено-выключено должно быть зафиксировано
с точностью +/- 0,01 В.
Р.2.2.4. При необходимости определения локального значения R
из
в отдельно взятой точке по трассе существующего трубопровода: а)
включают опытную катодную станцию; б) измеряют поперечный градиент
потенциала в земле вблизи исследуемой точки; в) измеряют смещение
потенциала трубопровода, вызванное током катодной станции; г) по
известной формуле вычисляют плотность тока на поверхности
трубопровода в исследуемой точке и д) по закону Ома вычисляют
удельное сопротивление изоляции R .
из
Р.2.2.5. Поскольку проектируемая трубопроводная сеть, как правило, затем будет соединена с существующей сетью, следует учитывать их взаимное влияние, связанное с токами перетекания. С этой целью для узла дискретизации, соответствующего точке электрического соединения (стыка) сетей на проектируемом трубопроводе, вводят потенциал, близкий к фактическому потенциалу трубопровода со стороны существующей сети в этой точке, например, U = -0,90 В.
Следует учитывать, что задача М1 корректно решается лишь при разделенных сетях. Поэтому после решения М1 с разделенными сетями следует откорректировать результаты решением в режиме М2 при состыкованных сетях.
Р.2.2.6. При наличии рельсовой сети трамвая или электрифицированной железной дороги определяют шаг дискретизации рельсовых линий в интервале 1000...200 м с малым шагом в районе точек дренажа. Общая протяженность участка моделируемой рельсовой сети должна быть достаточной для воспроизведения поля блуждающих токов на исследуемой территории с минимальными искажениями. Для этого целесообразно рассекать рельсовую сеть в точках токораздела на границах зон действия соседних тяговых подстанций. Общее число узлов дискретизации рельсовой сети - не более 40, нумерация узлов - непрерывная от начала участка.
При наличии ответвления нумерация продолжается от точки разветвления. При этом точка разветвления получает двойной номер: по основной линии и по ответвлению.
Р.2.2.7. Переходное сопротивление участка рельсовой сети R
пер
можно принять исходя из технического состояния рельсовой линии
(обычно R = 50...200 Ом x м) или рассчитать по результатам
пер
измерения методом градиента потенциала.
Для расчета R на расстоянии Y = 20...30 м от оси рельсовой
пер
линии измеряют поперечный градиент потенциала земли ДЕЛЬТА U /
ДЕЛЬТА Y; измеряют удельное электрическое сопротивление грунта ро,
по закону Ома вычисляют плотность тока в земле в точке с
радиальной координатой Y; вычисляют суммарный ток, пронизывающий
боковую поверхность полуцилиндра радиуса Y единичной длины;
измеряют среднее значение потенциала рельсов; по потенциалу
рельсов и току вычисляют искомое значение переходного (линейного)
сопротивления в данной точке.
Р.2.2.8. При решении задачи M1, руководствуясь реальными возможностями размещения установок ЭХЗ на данной территории, вначале вводят предполагаемое, причем желательно избыточное, количество установок ЭХЗ, задавая их тип - катодные станции, электродренажи и установки гальванической защиты (протекторные). В процессе решения оптимизационной задачи (симплекс-методом) программа отбрасывает излишние установки ЭХЗ и выбирает наилучший вариант размещения оставшихся исходя из заданной номинальной мощности каждой из них и других указанных выше ограничивающих условий.
Общее количество вводимых установок ЭХЗ - не более 25.
Р.2.2.9. При выборе конструкции анодных заземлителей можно пользоваться типовыми решениями из альбомов рабочих чертежей 5.905-6 и 7.402-5 или же принять нетиповой (собственный) заземлитель.
Р.2.2.10. При проектировании только гальванической защиты участка трубопроводной сети (обычно в режиме М2) вначале должно быть задано количество групп гальванических анодов, их размещение и токи, полагая, что группа - это мини-СКЗ. После варьирования этими параметрами и отыскания приемлемого решения по распределению потенциала в сети определяют, используя раздел "Анодные заземлители СКЗ", количество гальванических анодов в группе, ток каждого из них и срок службы.
Решение задачи гальванической (протекторной) защиты в режиме М1 аналогично задаче с катодными станциями, но с заданием малых номинальных (предельных) токов, например не более 0,2 А для группы гальванических анодов.
Р.2.2.11. К трубопроводу, заземленному на арматуру железобетонной конструкции или другое подземное сооружение, не требующее ЭХЗ, подключают эквивалентный трубопровод, моделирующий данное заземление. Параметры эквивалентного трубопровода вычисляют в разделе "Анализ поля токов" и направляют его от точки заземления в глубь земли. При этом, если моделируется железобетонный фундамент, то стационарный потенциал эквивалентного трубопровода берется более положительным, чем основного, т.е. равным, например, -0,3 В.
Р.2.2.12. При определении величины стационарного потенциала
E проектируемого к укладке трубопровода по трассе с неоднородным
ст
грунтом следует иметь в виду, что в сухих грунтах потенциал E
ст
более положителен, чем в мокрых. Обычно E находится в диапазоне
ст
-0,45...-0,7 В.
Р.2.2.13. Поскольку удельное сопротивление изоляции
трубопровода (R ) зависит от удельного сопротивления водной
из
составляющей окружающего грунта, то целесообразно вводить для
корректировки R значения удельного сопротивления грунта (ро) для
из
каждой контролируемой точки или группы ближайших точек.
Р.2.2.14. При исследовании совокупности разнородных и
разделенных трубопроводных сетей, т.е. при отсутствии
потенциалвыравнивающих перемычек и гальванических связей между
сетями, решают задачу М2. При наличии искусственных или
естественных перемычек между трубопроводами возможно решение в
режиме М1.
Потенциалвыравнивающую кабельную перемычку представляют
эквивалентным по продольному сопротивлению трубопроводом с весьма
качественной изоляцией (R = 20000 Ом x кв. м) или принимают R
из из
= 2...4 Ом x кв. м - при использовании голой стальной шины.
Р.2.2.15. При исследовании поля токов коррозии и защиты в земле, токов перетекания между смежными сооружениями и отдельными участками, например при их гальванической разнородности, поля токов в многоанодной системе ЭХЗ и пр. используют программы раздела "Анализ поля токов". При этом могут быть построены линии тока анод-катод, векторы плотности тока, рассчитана таблица потенциалов земли в трехмерном пространстве; вычислены плотности тока и продольный ток трубопровода в исследуемой точке сети и т.д.
Р.2.2.16. Сметные расчеты на строительно-монтажные работы ведут на основании прейскурантов ПЭЗ-84 с соответствующим коэффициентом удорожания. Все сметные коэффициенты могут корректироваться пользователем. Могут вводиться нестандартные статьи и калькуляции, которые затем запоминаются для повторного использования.
Спецификация на оборудование и материалы составляется в автоматизированном режиме в процессе подготовки сметы и затем распечатывается по принятой форме.
Р.2.2.17. Графический материал - масштабированная схема трубопроводной сети с размещенными контрольными точками, установками ЭХЗ, КИПами, изолирующими фланцевыми соединениями и прочими графическими и текстовыми отметками - распечатывается на бумаге формата А4 или А3 (при наличии принтера с широкой кареткой), а при необходимости может быть перенесен для обработки в графический редактор Windows.
Пример расчета по программе АРМ ЭХЗ-6П
Пусть в соответствии с представленной на рисунке Р1 расчетной схемой требуется определить параметры оптимальной системы ЭХЗ участка трубопроводной сети, находящегося в поле блуждающих токов рельсового транспорта.
Произвольно принимаем положение осей прямоугольной системы координат (X, Y, Z), задаем расположение узлов дискретизации: 1...12 - на трубопроводе и 1...5 - в рельсовой линии и определяем их координаты.
Рассматриваемый (проектируемый) трубопровод в узле 9 будет
врезан в старую трубопроводную сеть с изношенной изоляцией,
оборудованную ЭХЗ. Координаты узлов проектируемого трубопровода
(X , Y , Z ), стационарные потенциалы и потенциал в точке врезки
т т т
приведены в табл. Р1 (Z - заглубление).
т
Таблица Р1
-------------+------------+------------+------------+------------- ¦ N узлов ¦ X , м ¦ Y , м ¦ Z , м ¦ U , В ¦ ¦ ¦ т ¦ т ¦ т ¦ ст ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 1 ¦ 0 ¦ 0 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 2 ¦ 0 ¦ 5 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 3 ¦ 0 ¦ 10 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 4 ¦ 0 ¦ 15 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 5 ¦ 0 ¦ 60 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 6 ¦ 0 ¦ 200 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 7 ¦ -50 ¦ 0 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 8 ¦ -200 ¦ 0 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 9 ¦ -500 ¦ 0 ¦ 1,5 ¦ U = -0,85 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 10 ¦ 100 ¦ -100 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 11 ¦ 150 ¦ -150 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ +------------+------------+------------+------------+------------+ ¦ 12 ¦ 200 ¦ -200 ¦ 1,5 ¦ -0,6 ¦ -------------+------------+------------+------------+-------------
Учитываемая в расчетах рельсовая линия находится в пределах
зоны действия ближайшей тяговой подстанции, которая подключена в
узле Р3. Измеренные потенциалы рельс-земля (U ) и координаты узлов
р
дискретизации (X , Y ) приведены в табл. Р2.
р р
Таблица Р2
----------------+---------------+---------------+----------------- ¦ N узлов ¦ X , м ¦ Y , м ¦ U , В ¦ ¦ ¦ р ¦ р ¦ р ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 1 ¦ -2000 ¦ 10 ¦ 1,5 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 2 ¦ -800 ¦ 10 ¦ 1 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 3 ¦ 50 ¦ 10 ¦ -2 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 4 ¦ 600 ¦ 10 ¦ -0,8 ¦ +---------------+---------------+---------------+----------------+ ¦ 5 ¦ 1500 ¦ 10 ¦ 2 ¦ ----------------+---------------+---------------+-----------------
Удельное сопротивление изоляции трубопровода (R ) в данном
из
примере принято равным 50 Ом x м. Переходное сопротивление
рельсовой линии (R ) принято равным 50 Ом x м, что характерно
пер
для плохого состояния рельсового полотна.
При определении схемы ЭХЗ можно полагать, что в данной
ситуации наиболее простой способ защиты (вариант 1) - применение
электродренажа между точками 2 трубопровода и 3 рельсов. После
ввода данных (из меню "Ввод и корректировка") решим задачу (из
меню "Решение основной задачи") по варианту 1. Результаты решения
в режиме M1 (оптимизационная задача) приведены в табл. Р3.
Поскольку наиболее опасный участок анодной зоны на
трубопроводе находится в точках 11 и 12, то целесообразно
рассмотреть вариант 2 - с катодной станцией: точка дренажа - 11,
координаты анодного заземлителя - X = 200 и Y = -120 м.
а а
Результаты расчета приведены в табл. Р3, вариант 2.
Для сравнения выполнен расчет по варианту 3 - включены одновременно и электродренаж, и СКЗ (табл. 3, вариант 3). Решается оптимизационная задача на минимум тока защиты. Несмотря на то что суммарный ток защиты несколько снизился, предпочтение, по-видимому, следует отдать варианту 1.
Таблица Р3
------+----------------------------------------------------------- ¦ N ¦ Разность потенциалов труба-земля, В, по м.с.э. ¦ ¦узлов+----------+-----------------------------------------------+ ¦ ¦ без ЭХЗ ¦ с ЭХЗ ¦ ¦ ¦ +---------------+---------------+---------------+ ¦ ¦ ¦ вариант 1 ¦ вариант 2 ¦ вариант 3 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 1 ¦ -0,51 ¦ -1,134 ¦ -1,035 ¦ -1,034 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 2 ¦ -0,52 ¦ -1,177 ¦ -1,068 ¦ -1,069 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 3 ¦ -0,52 ¦ -1,189 ¦ -1,076 ¦ -1,078 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 4 ¦ -0,52 ¦ -1,189 ¦ -1,077 ¦ -1,078 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 5 ¦ -0,39 ¦ -1,073 ¦ -0,961 ¦ -0,961 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 6 ¦ -0,22 ¦ -0,973 ¦ -0,850 ¦ -0,850 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 7 ¦ -0,71 ¦ -1,343 ¦ -1,230 ¦ -1,236 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 8 ¦ -1,03 ¦ -1,637 ¦ -1,508 ¦ -1,524 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 9 ¦ -0,83 ¦ -1,086 ¦ -1,035 ¦ -1,040 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 10 ¦ -0,20 ¦ -0,886 ¦ -0,941 ¦ -0,850 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 11 ¦ -0,17 ¦ -0,859 ¦ -1,066 ¦ -0,892 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦ 12 ¦ -0,10 ¦ -0,850 ¦ -1,006 ¦ -0,853 ¦ +-----+----------+---------------+---------------+---------------+ ¦Параметры ЭХЗ: ¦J = 6,27 А ¦J = 5,43 A ¦J = 2,46 A ¦ ¦ ¦ др ¦ скз ¦ скз ¦ ¦ ¦ ¦ ¦J = 2,86 A ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ др ¦ -----------------+---------------+---------------+----------------
Расчет дренажного кабеля показал ("Результаты расчета"), что по первому варианту необходим кабель сечением 35 кв. мм, а по третьему - 10 кв. мм.
При расчете анодного заземлителя с ферросилидовыми стержнями ("Расчет анодного заземлителя") по варианту 3 оказалось, что достаточно одного стержня длиной 1,5 м. Его срок службы - 21,7 года, сопротивление растеканию тока - 7,9 Ом.
При ухудшении качества изоляции трубопровода до уровня R =
из
25 Ом x м токи защиты увеличатся примерно в два раза.
Если же оставить R = 50 Ом x м, но увеличить переходное
из
сопротивление рельсовой линии до уровня R = 100 Ом x м,
пер
суммарный ток защиты уменьшится примерно в два раза, поскольку
существенно уменьшится интенсивность блуждающих токов. Так, в узле
8 (катодная зона) потенциал трубопровода изменится от U = -1,03 В
g
до U = -0,82 В, в анодной - от U = -0,10 В до U = -0,36 В.
g 12 12
Приложение С
(информационное)
ИНФОРМАЦИЯ О КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЕ CAG ДЛЯ РАСЧЕТА АНОДНЫХ ЗАЗЕМЛЕНИЙ СИСТЕМ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ <*>
--------------------------------
<*> Модифицированная программа ORVG-1. Разработчик - Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова. Тел.: 490-37-23.
С.1. Программа CAG предназначена для расчета одиночных вертикальных и горизонтальных заземлителей в однородных и двухслойных грунтах и однорядных анодных заземлений из идентичных вертикальных заземлителей в однородных и (при определенных ограничениях) в двухслойных грунтах. Характеристики грунтов берутся по данным вертикального электрического зондирования (ВЭЗ).
С.2. Программа разработана как программное средство для любых модификаций ПЭВМ от 286 до Pentium, совместимых с IBM PC AT. Программа может выполняться как с операционной системой DOS, так и Windows 95. Все необходимые для работы программы файлы поставляются в комплекте. Запуск осуществляется из рабочего файла. Все комментарии и советы вызываются через Help. Применение мыши, учитывая активную работу с клавиатурой, не предусмотрено. В результате выполнения программы вычисляются искомые значения. Они могут, кроме вывода на экран, сохраняться в файле результатов, формируемом по желанию пользователя для последующей распечатки и обработки.
С.3. Программа может решать следующие задачи:
С.3.1. При расчете одиночных заземлителей (число анодов n = 1) при заданных характеристиках анода, грунта и расположения анода в грунте:
- вычисление сопротивления растеканию тока анода R и одновременно срока службы анода Т, если задана сила тока на анод J, или допустимой силы тока на анод J, если задан срок его службы Т.
Для вертикального анода одновременно вычисляются приведенные годовые затраты С.
С.3.2. При расчете однорядных анодных заземлений в однородном
и (с определенными ограничениями) в двухслойном грунте при
заданных характеристиках анодов, грунта, расположения анодов в
грунте, силе тока на заземление J и сроке службы анодов Т:
р
- при n = 0 и R = 0: расчет числа анодов n в экономически
g mз
оптимальном заземлении, минимальных приведенных годовых затрат
C , сопротивления растеканию тока заземления R , сопротивления
min g
растеканию тока одного анода R, допустимой силы тока на анод J,
минимального необходимого числа анодов в заземлении n ;
m
- при n = 0 и заданном R > 0: расчет числа анодов n,
g
обеспечивающего получение значения R , максимально близкого к
g
заданному; соответствующее значение R , а также значений R, J, n
g m
и С;
- при R = 0 и числе анодов n >= 2: расчет значений R , R, J,
g g
n и С.
m
Подробнее возможности и ограничения расчетов, обозначения и размерности вводимых и вычисляемых параметров перечислены в Help. Выход на Help возможен и в процессе расчетов - клавиша F1.
С.4. После запуска рабочего файла следует в соответствии с появляющимся запросом выбрать тип рассчитываемых анодов - вертикальные или горизонтальные, а затем ответить на запрос: не нужен (n) или нужен (имя файла) файл результатов.
С.5. При выборе вертикальных анодов на экране появляются 7 схем возможного расположения вертикального анода в грунте (рис. С1). При выборе горизонтальных анодов на экране появляются 4 схемы возможного расположения горизонтального анода в грунте (рис. С2).
С.6. Для введения исходных данных следует выбрать нужный номер схемы и дать его как двузначное число (например, 24).
С.7. Для вертикальных анодов ввиду большого количества вводимых исходных параметров их столбец занимает 2 экрана. Переход от 1-й половины столбца ко 2-й и обратно осуществляется командами соответственно Page Down и Page Up.
С.8. В столбце исходных параметров, наряду с их обозначениями,
приведены их произвольные численные величины - кроме коэффициента
запаса (E ), а для вертикальных анодов - также нормативного
ps
коэффициента (Е ), к.п.д. преобразователя (w) и числа часов работы
н
заземления в году (Т ). Для этих параметров даны значения,
г
употребительные на момент составления программы. Для изменения
значения любого параметра, включая указанные, следует установить
курсор на его символе и дать команды: Enter - нужное число -
Enter. Могут вводиться параметры как типовых, так и нетиповых
заземлителей.
С учетом п. 4.3.17 заглубление анода t, а также толщина
верхнего слоя двухслойного грунта отсчитываются от нижней границы
слоя промерзания грунта.
С.9. После введения всех нужных численных значений параметров
подвести курсор к строке "run" в столбце исходных данных и нажать
клавишу Enter. Если введенные числа не содержат ошибки (значения
L, L , L , h, t соответствуют выбранной схеме расположения анода в
1 2
грунте) и не попадают в зону ограничений возможностей программы, в
правой половине экрана появляется столбец значений искомых
характеристик. В противном случае высвечивается информация об
ошибке или попадании введенного значения того или иного параметра
в зону ограничений возможностей расчета по программе.
С.10. Выход из режима расчетов по любой схеме в графическое изображение осуществляется командой Esc. Выход из графического изображения в каталог программы - командами 0 и Enter.
Пример расчета однорядного анодного заземления из вертикальных анодов по программе CAG
Комментарии
Комментирование через социальные сервисы Facebook и Вконтакте:
Федеральное