Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет протекторной защиты резервуара РВС. ⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 9
Протекторная защита внутренней поверхности нефтепромысловых резервуаров типа РВС различного назначения от электрохимической коррозии применяется при любом уровне водной фазы, удельное электросопротивление которой составляет не более 0, 7 Ом·м. Цель расчета параметров протекторной защиты резервуаров в рассматриваемом случае - нахождение диаметров и длины витков протектора на днище, массы протекторов, расстояния между точками дренажа, величины сопротивлений, дополнительно включаемых в цепь дренажных проводов, рассмотрим протекторную защиту с низким уровнем фаз. Исходные данные: • диаметр РВС D, м; • средняя высота слоя воды , м; • удельное сопротивление воды , Ом м; • коэффициент дефектности противокоррозионного покрытия днища S0, в долях единицы; • поляризационное сопротивление стали , Ом·м²; • задаваемая степень защиты от коррозии , в долях единицы; • диаметр протектора , м; • удельное сопротивление металла протектора , Ом·м; • удельный расход протектора под током q кг/А·год; 88 • масса 1м протектора , кг/м; • задаваемый коэффициент использования массы протектора =0, 65; • проектный срок службы протектора , год; • потенциал протектора в пробе воды при наложении анодной плотности тока 1 А/м², измеренный относительно электрода сравнения ,, В; • дополнительная поляризация протектора в реальных условиях работы за счёт загрязнения его поверхности ∆ φ п, В (принимают ∆ = 0, 1 В); • задаваемый коэффициент неравномерности утечки тока по длине протектора ; • стационарный потенциал стали в водной фазе РВС относительно электрода сравнения , В; Этап 1. Расчет защитной катодной поляризации D j= 0, 08lg(1- ), В, где - степень защиты резервуара от коррозии, доли единицы (принимают = 0, 95-0, 99). Этап 2. Расчет минимально необходимой защитной плотности тока на поверхности резервуара (при наличии покрытия - в дефектах покрытия) = , А/ м², где Pc - поляризационное сопротивление стали. Этап 3. Расчет переходного сопротивления днища резервуара R= , Oм , где - коэффициент дефектности противокоррозионного покрытия днища, в долях единицы. Этап 4. Расчет расстояния между витками протектора на днище Рассчитывается коэффициент распространения тока междувитками протектора в слое водной фазы: a = , , где - удельное сопротивление воды, Ом·м; - средняя высота слоя воды, м. Рассчитывается коэффициент : = где - масса 1м протектора, кг/м; - задаваемый коэффициент использования массы протектора = 0, 65; q- удельный расход протектора под током кг/А·год; Тп - проектный срок службы протектора, год (принимают Тп = 3-5 лет); - задаваемый коэффициентнеравномерности утечки тока по длине протектора (принимают = 1, 1-1, 2444). Расстояние между витками протектора на днище: a≤ ln(, м, где α - коэффициент распространения тока между витками протектора в слое водной фазы, 1/м. Этап 5. Расчет диаметра и длины витков протектора на днище = (2i− 1)a; =π ; i=1, 2, …n; ≤ D, где į - номера витков, начиная от центра РВС; n- число витков, равное номеру последнего витка, диаметр которого не более диаметра РВС. Этап 6. Расчет расстояния (по длине витков протектора) между точками дренажа (соединения дренажных выводов с протектором) Рассчитывается переходное сопротивление протектора: = cth(0, 5 Ом∙ м, где cthα = - гиперболический котангенс; а- расстояние между витками протектора на днище, м; α – коэффициент распространения тока между витками протектора в слое водной фазы. Продольное сопротивление протектора в конце срока службы: = , Ом/м, где -удельное сопротивление металла протектора, Ом·м; -задаваемый коэффициент использования массы протектора; –диаметр протектора, м. Коэффициент распространения тока по длине протектора: = , где - продольное сопротивление протектора в конце срока службы, Ом/м; - переходное сопротивление протектора, Ом∙ м. Расстояние (по длине витков протектора) между точками дренажа (соединения дренажных выводов с протектором): l≤ ln(, м, где -задаваемый коэффициент неравномерности утечки тока по длине протектора; - коэффициент распространения тока по длине протектора. Этап 7. Расчет количества точек дренажа m= /l; = где суммарная длина витков протектора. Округляют mдо ближайшего целого числа и уточняют l= m.При этом расстояниемежду концами витков и ближайшими к ним точками дренажарассчитывают по формуле l= m. Этап 8. Расчет требуемой силы тока защиты РВС Рассчитывается коэффициента неравномерности утечки тока между витками: = /ln( + ); =ch(0, 5a × a), chα = - гиперболический косинус. Коэффициент неравномерности утечки тока по длине витков: /ln( + ); =ch(0, 5 l). Общий коэффициент неравномерности: , где - коэффициента неравномерности утечки между витками; - коэффициент неравномерности утечки тока по длине витков. Требуемая сила тока защиты РВС: I= , A. Этап 9. Расчет силы тока в каждом дренажном проводе =I/m, A, где m- количества точек дренажа, I- требуемая сила тока защиты РВС, А. Этап 10. Расчет сопротивления, дополнительно включаемого в цепь дренажных проводов. Рассчитывается требуемая разность потенциалов между протекторами и РВС в точках дренажа: U=D j , В, где D j - защитная катодная поляризация, В. Суммарная величина сопротивления, включаемого между протектором и РВС в каждой точке дренажа: = , Ом, где - потенциал протектора в пробе воды при наложении анодной плотности тока 1 А/м², измеренный относительно электрода сравнения, В; - стационарный потенциал стали в водной фазе РВС относительно электрода сравнения, В; - дополнительная поляризация протектора в реальных условиях работы за счёт загрязнения его поверхности, В (принимают = 0, 1 В). Рассчитывается сопротивление резисторов, дополнительно включаемых в цепь дренажных проводов: = , Ом, где Rпр - сопротивление i - го дренажного провода, Ом; i=1, 2,.., m. Рассмотрим протекторную защиту с высоким уровнем фаз (более 2м). Исходные данные те же, а также понадобятся: · срок подключения центральных протекторов (ЦП), расположенных вокруг центральной стойки - , год; · диаметр центральной стойки РВС Dц, м; · длина вертикально устанавливаемых у боковой стенки и центральной стойки протекторов - , м ( ≤ ); Расчет практически идентичен расчету с низким уровнем, укажем лишь различия: Этап 4. Расчет расстояния между витками протектора на днище Рассчитывается коэффициент распространения тока междувитками протектора в слое водной фазы: a = / R , , При больших ( > 3м) принимают = 2, где =4 м – расчетное расстояние между витками, которое принимают в начале расчетов. При < 3м, hp= .Уточняется a при h в=а/2 и коэффициент К1 по уточненному a. Рассчитывают окончательное значение а по уточненному a. Требуемая сила тока защиты днища РВС по формуле: I=0, 25π ( , A, где - диаметр предпоследнего витка, м. Этап 11. Расчет шага расстановки вертикальных протекторов (ВП) по периметру РВС , м, =0, 2D() / ; = ; =ch(0, 5α D). Этап 13. Расчет сопротивления добавочного резистора, включаемого в цепь точки дренажа крайнего витка Рассчитывается требуемая разность потенциалов между протектором КВ и РВС в точке дренажа ==D j , Сопротивление добавочного резистора, включаемого в цепь точки дренажа КВ: = - , Ом, где - сопротивление дренажного провода КВ, Ом. Этап 14. Расчет силы тока защиты ЦП =π (0, 0625 + ), А. Этап 17. Расчет общей длины протекторных стержней, необходимых для защиты резервуара = + + + , м.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Абдуллин И.Г. Коррозионно-механическая стойкость нефтегазовых трубопроводных систем, 1997, 177 с. 2. Кузнецов М.В. Коррозия и защита нефтегазового и нефтепромыслового оборудования, 2004, 108 с. 3. Кравцов В.В. Защита от коррозии внутренней поверхности стальных вертикальных резервуаров, 1997, 92 с. 4. Кравцов В.В. Коррозия и защита конструкционных материалов, 1999, 158 с.
|