設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及陽極用量的計(jì)算x0001

1、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及陽極用量的計(jì)算1、犧牲陽極法(1)最小保護(hù)電位負(fù)于-0.85V (相對(duì)于Cu/飽和CuSO4參比電極)(2)最小保護(hù)電流密度最小保護(hù)電流密度的大小取決于被保護(hù)金屬的種類、表面 狀況、腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、組成、濃度、溫度和金屬表面絕緣層 質(zhì)量等。涂層種類不同所保護(hù)電流密度值不同，鋼管外覆蓋層 的絕緣電阻越高，所需的保護(hù)電流密度值越小。見表 1防腐層種類及所需保護(hù)電流密度表1防腐層種類保護(hù)電流密度uiA/nr塑料(聚乙烯層) :0.001-0.01石油瀝青玻璃布7mm0.01-0.05iJ石油瀝青玻璃布411U110.5-3.5舊瀝青層0.5-1.5舊油漆g1-30裸 管5-50附：狀

2、態(tài)裸露無涂 層舊涂層涂層質(zhì)量般優(yōu)良涂層優(yōu)秀涂層保護(hù)電流密度(mA/in 2 )30-503-100.1-30.01-0.10.001(3 )陽極的接地電阻歐姆?米米R(shí)= ( p/27rL ) xln ( 2L/D )式中：p土壤電阻率D填料柱直徑米(4 )犧牲陽極的發(fā)牛電流Ia=式中： E一牲陽極的驅(qū)動(dòng)電位伏(鋅陽極取0.2，鎂陽極取0.65-0.66 )I*)=1200fY似美國Harco防腐公司推薦的經(jīng)驗(yàn)公式)式AIa(mg)鎂陽極的輸出電流毫安p -土壤電阻率歐姆？f-系數(shù)查表2Y修正系數(shù)查表3f系數(shù)表2(注：表為老標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)按表內(nèi)相近重量為準(zhǔn)。)Y修正系數(shù)表3陽極重重(kg )系數(shù)一 5

3、i.4一0.532.30.604.10.717.71.0091.0014.51.06231.09管地電位（V）鎂陽極修正系數(shù)(5 )保護(hù)面積S=7rxDxL式中：7T-3.14S總保護(hù)面積m2D管徑inL管道長度111 0.71.171.07-0.851.00-0.900.93-1.000.79-1.100.64-1.20(6 )保護(hù)總電流|A=SX|HI式中：IA 所需總保護(hù)電流毫安S總保護(hù)面積m2Im最小保護(hù)電流毫安(7)所需陽極數(shù)量N=KxI A/Ia式中：N陽極數(shù)量支K備用系數(shù)，一般取2? 3IA一所需總保護(hù)電流毫安la單支陽極的輸出電流毫安(8 )陽極壽命T=O.85W/coIa式中

4、：T陽極壽命年W -陽極凈質(zhì)量公斤CD 陽極消耗率Ia陽極平均輸出電流2、外加電流法陰極保護(hù)（以DN159imnx8,40kin管道為 例）。11 ）保護(hù)長度的計(jì)算已知 條件：A DN159inmx 8B 被保護(hù)管道的長度（兩端設(shè)絕緣法蘭）40000米C 絕緣層電阻Ri-10000Q nr國大保護(hù)電位Emax?。?1.25伏（相對(duì)Cu/飽和CuSO4 電極）E最小保護(hù)電位Emin?。?0.85伏（相對(duì)Cu/飽和CuSO4電極） 管道自然電位ED取055伏G鋼管電組率pt取0.135Q - m m 2 /m （ 20=低碳鋼） 則保護(hù)半徑 Li= （ 1/a ） ln2 （ E'max/

5、Elnin ） 式中：a衰減系數(shù)=Ro單位長度鋼管的縱向電阻歐姆Ro （單位長度鋼管的縱向電阻，歐姆）=pt/7r （ Df-6 ） 8 =0.135/3.14 （ 159-8 ） x8 =3.56x10°r （單位長度鋼管絕緣層電阻歐姆）=RI7KD4Roh=10000/3.14x0.159=2.0x10 °a= <3.56X10Z2.0 x 4=4.22x10-5Emax=-1.25- ( -0.55 ) =-0.70 伏Emin 二 0.85? (-0.55 二 0.30 壘-0 3因此 L=4.22X 10 xlii2=36.5公里保護(hù)長度L=LIX2=73公

6、里說明：本管道全長40公里，而理論計(jì)算保護(hù)長度為73公 里，整個(gè)管道處在保護(hù)范圍內(nèi)，在技術(shù)上是可行的。(2)保護(hù)電流計(jì)算Io= ( "Ro ) xE'nAsh ( aL )=(4.22xl05/3.56xl0-5 ) x0.3sh ( 4.22xl0 5x3.56xl03 )=0.356xshl,54=0.356x2.23=0.794 ( A )2IO=2TTD?JS? L式中：Io單側(cè)方向保護(hù)電流(A )L單側(cè)保護(hù)長度(m)Js-保護(hù)電流密度(A/m2)?總保護(hù)電流 1=0.794x2=1.588 (安)(3)輸出電壓計(jì)算(直流電源額定輸出電壓)V=I (皿+RL+RC)

7、+Vr式中：I系統(tǒng)保護(hù)電流，1.588A (可取1.11總)RL導(dǎo)線電阻，(p L/S ) 0.48歐姆RcRa陽極組接地電阻/2th ( aL ) J0.61歐姆(管道/土壤界面過渡電阻Q)Vr陽極地床反電動(dòng)勢(shì)(焦炭填料可取2伏)叼一一 被保護(hù)管道長度m? ?.V=l,588x ( 0.48+2.5+0.61 ) +2=5.7 伏)(4)電源功率計(jì)算P=| V/II=1.588X5.7/0.7=12.93W (瓦)式中：n電源設(shè)備效率，一般取o.7(5 )輔助陽極的計(jì)算(6 )采用硅鑄鐵陽極的用量計(jì)算G=Tg-I/K式中：G陽極總質(zhì)量kgT -陽極的設(shè)計(jì)壽命ag一一陽極的消耗率kg/AaI 一一陽極的最大工作電流K陽極的利用系數(shù)，取0.7-0.85A G=20x 1.0x50/0.7=1428.6 (公斤)(7 )陽極數(shù)量的計(jì)算n=G/Gi式中：n