设计参数的选择及阳极用量的计算

1、设计参数的选择及阳极用量的计算1、牺牲阳极法(1)最小保护电位负于-0.85V (相对于Cu/饱和CuS04参比电极)(2 )最小保护电流密度最小保护电流密度的大小取决于被保护金属的种类、表面 状况、腐蚀介质的性质、组成、浓度、温度和金属表面绝缘层 质量等。涂层种类不同所保护电流密度值不同，钢管外覆盖层 的绝缘电阻越高，所需的保护电流密度值越小。见表1防腐层种类及所需保护电流密度表1防腐层种类保护电流密度mA/n?塑料(聚乙烯层)石油沥青玻璃布7mm石油沥青玻璃布4imn旧沥青层旧油漆1-30裸 管5-50附：状态裸露 无涂层旧涂层涂层质量_般优良涂层优秀涂层保护电流密度 (niA/m2 )3

2、0-503-100.1-30.001(3)阳极的接地电阻欧姆米米米R= （ p/27iL ） xln （ 2L/D ） 式中：p土壤电阻率L阳极长度D填料柱直径（4）牺牲阳极的发生电流Ia=式中： E牺牲阳极的驱动电位伏（锌阳极取0.2 ,镁阳极取0.65-0.66 ）Iarl200fY/p（美国Harco防腐公司推荐的经验公式）式后Ia（%）镁阳极的输出电流毫安土壤电阻率欧姆厘米f-一系数查表2Y-修正系数查表3f系数表2注:表为老标准,现按表内相近重量为准。）Y修正系数表3阳极重量（kg ）系数1.40.532.30.604.10.717.71.0091.0014.51.06231.09管

3、地电位(V )镁阳极修正系数(5 )保护面积S=7ixDxL式中：713.14S一总保护面积m2D一管径mL一管道长度m-0.71.17-0.81.07-0.851.00-0.900.93-1.000.79-1.100.64-1.20(6)保护总电流Ia=SxIhi式中：Ia所需总保护电流毫安S总保护面积m2Im最小保护电流 毫安(7 )所需阳极数量N=KxIA/Ia式中：n阳极数量支K一备用系数，一般取2.3Ia所需总保护电流毫安la单支阳极的输出电流毫安(8 )阳极寿命T=O.85W/coIa式中：T阳极寿命年W阳极净质量 公斤co阳极消耗率la阳极平均输出电流2、外加电流法阴极保护（以D

4、N159nmix8 , 40km管道为例）。（1 ）保护长度的计算 已知条件：A DN159mmx 8B被保护管道的长度（两端设绝缘法兰）40000米C绝缘层电阻Ri-10000Q nrD最大保护电位Emax取.1.25伏（相对Cu/饱和CuSO4电极）E最小保护电位Einin取.0.85伏（相对Cu/饱和CuSO4电极）F 管道自然电位Eli取.0.55伏G 钢管电组率pt取0.135。- m m 2 /m （ 20*低碳钢）则保护半径 Li= （ 1/a ） ln2 （ Emax/Emin ）式中：a衰减系数=Ro单位长度钢管的纵向电阻欧姆Ro （单位长度钢管的纵向电阻，欧姆）=pt/7t

5、 ( D-8 ) 8=0.135/3.14 ( 159-8 ) x8 =3.56x10-5r（单位长度钢管绝缘层电阻欧姆）=Ri/tiD=2.0 xl()4.=侦3一56，10一 4=4.22x10-5=0.30Emax=1.25(-0.55 ) =-0.70 伏因此 Li= 4.22X 10 |xln2 。3=36.5公里保护长度L=LX2=73公里说明：本管道全长40公里，而理论计算保护长度为73公 里，整个管道处在保护范围内，在技术上是可行的。(2)保护电流计算1。= ( a/Ro ) xEninsh ( aL )=(4.22x10-5/3.56x10-5 ) x0.3sh ( 4.22

6、xl05x3.56xl03 )=0.794 ( A )2Io=2ttD , Js L式中：Io单侧方向保护电流(A )L一单侧保护长度(m)Js保护电流密度(A/m2 ).总保护电流1=0.794x2=1.588 (安)(3 )输出电压计算(直流电源额定输出电压)V=I ( Ra+RL+Rc ) +Vr式中：I系统保护电流，1.588A (可取1.11总)Rl导线电阻，(p L/S )0.48欧姆/2th ( aL )0.61欧姆(管道/土壤界面 过渡电阻。)Ra阳极组接地电阻RcVr阳极地床反电动势(焦炭填料可取2伏) 扃3被保护管道长度mAV=1.588x ( 0.48+2.5+0.61 ) +2=5.7 (伏)(4 )电源功率计算 (瓦)式中：1电源设备效率，一般取0.7(5 )辅助阳极的计算(6 )采用硅铸铁阳极的用量计算G=TgI/K式中：G一阳极总质量kgT一阳极的设计寿命ag一阳极的消耗率kg/A- aI一阳极的最大工作电流K阳极的利用系数，取/.G=20 x 1.0 x50/0.7=1428.6 （公斤）(7 )阳极数量的计算n=G/G 式中：n一阳极