Пример 8. Электрохимическая защита трубопровода

Рассмотрим работу системы электрохимической защиты.

При применении электрохимической защиты. с помощью катодного тока снижается значение электрического потенциала труба-грунт до значения -0,85/-1,2 В, при этом скорость коррозии трубной стали становится пренебрежительно малой. Для этого трубопровод соединяется с отрицательным полюсом станции катодной защиты, а положительный полюс станции соединяется с анодным заземлением.

Математическая модель работы испарителя основывается на составлении и реализации систем уравнений термодинамики.

Расчетная схема

Продольное сопротивление трубопровода рассчитывают по формуле:

где ROm – удельное электрическое сопротивление материала трубы, Ом•м, Dt - диаметр трубопровода, м, δt - толщина стенки трубопровода, м.

Сопротивление растеканию тока трубопровода определяют из следующего трансцендентного уравнения, решаемого методом последовательных приближений:

где Rgr - среднее удельное электрическое сопротивление грунта, Ом•м, Ht - глубина укладки трубопровода, м.

Прогнозирование изменения переходного сопротивления трубопровода на срок до 30 лет осуществляют по формуле:

где Riz0=Riz - сопротивление изоляции, Ом•м², gamma - коэффициент, характеризующие скорость изменения сопротивления изоляции во времени.

Постоянная распространения тока вдоль трубопровода рассчитывается по формуле

Входное сопротивление трубопровода как функцию времени эксплуатации Zвт(t) следует определять из выражения:

Количество установок катодной защиты N, необходимое для защиты трубопровода длиной L равно:

где Lz - длины защитной зоны одной УКЗ, м.

Для определения длины защитной зоны Lз можно воспользоваться следующим выражением:

где Utzm и Utzo - минимальные защитные потенциалы медносульфатного электрода соответсвенно поляризационный и с омической составляющей, В.

Силу тока катодной установки определяют на начальный и конечный период эксплуатации из выражения:

Сопротивление проводов катодной зашиты находят из выражения:

где y - длина спусков провода с опор к катодной станции, анодному заземлению и трубопроводу, м, S - сечение провода, мм².

Задачей построения математической модели является исследование поведения функции V(t) – изменения напряжения на выходе катодной станции:

Отсюда найдем зависимость напряжения на выходе катодной станции от времени.

Исходные данные для расчета тестового примера:

Наименование величин

Длина трубопровода -

Диаметр трубопровода -

Толщина стенки трубопровода -

Глубина укладки трубопровода -

Сопротивление изоляции -

Ом•м²

Среднее удельное электрическое сопротивление грунта -

Ом•м

Удельное электрическое сопротивление провода -

Ом•мм²/м.

Длина спусков провода с опор к катодной станции, анодному заземлению и трубопроводу - у=1100 м

Коэффициент, характеризующие скорость изменения сопротивления изоляции во времени -

Сечение провода - S=1,5 мм²

Минимальный защитный поляризационный потенциал медносульфатного электрода Utzm=0,15 В

Минимальный защитный потенциал медносульфатного электрода с омической составляющей Utzo=0,1 В

Вывод: для обеспечения катодной защиты, со временем необходимо нелинейно повышать напряжение на выходе катодной станции.

Эффект Джоуля-Томсона

Утилизатор энергии на ГРС

Системы отчистки от пыли

Дыхательная арматура РВС

Диспергатор (деимульгатор нефти)

Обезвоживание нефти

Абсорберы

Обессоливание нефти

Система сточных вод

Сжиженный природный газ

Гидровентилятор