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牺牲阳极保护的设计及计算
作者：huanloon 来源：本站 发表时间：2017/2/11 12:36:02 点击：4200
以城中北路中压煤气钢管工程为例。经测试该管线地段属中等强度腐蚀性土壤，土壤电阻率取450•m，我们选用了11kg级MUG—3型镁合金牺牲阳极、阳极尺寸为700 x(70 110)* 90mm。
(1)保护对象和范围：a．外环路口至北环路中压煤气埋地钢管：管Φ426。长度为750m。总表面积为1003m2。b．外环路干管：管Φ426、长度为115m、总表而积为154m2。(2)保护期限为25年。 (3)在有效保护期内、被保护地下钢管的保护电位控制在＜—0．85V(相对铜／饱和硫酸铜参比电极)。①保护电流的计算 被保护管道所需的保护电流可用下式计算：I＝i * s (1)式中 I——被保护管道所需的保护电流，A i——被保护管道的总表面积，m2 s——管道所需最小保护电流密度、mA／m2 根据经验数据，我们选取最小保护电流密度为i=o．5mA／m2，则埋地管线保护电流： a．城中北路路段： I1＝i×s1＝0．5×1003＝501(mA) b．外环路路段：I2＝ixs2＝0．5x154＝77(mA)2镁阳极发生电流的计算 每只镁合金牺牲阳极发生电流按下式计算 If＝(Ep一Ea)／R (2)式中 If——每支阳极发生电流，mA Ea———阳极工作电位，V 本方案取—1。50V Ep——阴极最小保护电位，V本方案取-0。85V R——每支牺牲阳极的接地电阻，Ω牺牲阳极的接地电阻R可按下式计算 (3)式中 p——土壤接地电阻率，Ω.m本方案取45D——阳极填料包直径、m 本方案取0．3 1——阳极填料包长度。m 本方案取1 t——阳极，f1心至地面距离。m本方案取1 得 R＝14．8o 将R值代入(2)式得 If＝44mA。 ③阳极用员计算 阳极用员可按卜式计算：N＝I／If 式中 N——所需阳极支数、支 I——所需保护电流，mAIf——每支阳极发生电流、mA／支a．城中北路路段N1＝Il／If＝501／44＝11(支) b．外环路路段 N2＝I2／If＝77／44＝2(支) 共计使用N＝N1十N2＝11十2＝13(支)。考虑到和钢管焊缝位置及相连铸铁管要吸收部分 保护电流、所以我们进行设计时、镁阳极实际取18支。④阳极使用寿命核算 阳极有效使用寿命按下式计算：式中 Y——阳极有效使用寿命、 年 g——每支阳极重量，kg／支 本方案取11 If——每支阳极实际发生电流量，mAQ——镁阳极实际电容量，A•h／kg： 本方案取1100 1／K——镁阳极有效利用系数， 本方案取o．75其中 If＝0．9×If＝0．9x 44mA 则 Y＝26年。
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