牺牲阳极计算.pdf

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1、一、阳极接地电阻Ra=ρln(L/r)/2πL"J'K'l4W'l*V/aRa=阳极接地电阻(ohms)&g.T)S#L:K/S,Jρ=土壤电阻率(ohm-m)*D/D"a7_4x1oHL=阳极长度(m)r=阳极半径（m）需要指出的是，由于填料电阻率很低，阳极的长度和半径是根据填料袋尺寸来确定。:t3j(S0a7K4R3b+}二、阳极驱动电位,h(V$H$w0t&U$^;x假设被保护结构的极化电位为-1.0V，则驱动电压ΔV=V+1.0。;@)@2s4I.P/M'eV=阳极电位：高电位镁阳极-1.7

2、5V，低电位镁阳极-1.55V，锌阳极电位-1.10V。三、阳极发电量计算阳极实际发电量I=ΔV/Ra1h3a*`'Om四、应用举例：某埋地管道，长度为13公里，直径159毫米，环氧粉末防腐层，处于土壤电阻率30欧姆.米环境中，牺牲阳极设计寿命15年。计算阳极的用量。&U4b,E;X/L&B'_)l%f#a.l:Y4^由于土壤电阻率较高，设计采用高电位镁阳极阴极保护系统。(X6E$h%c'B2F'O-g1、被保护面积：A=π×D×LD=管道直径，159mmL=管道长度，13x103mA=3.14×0

3、.159×13000=6490m22T!Z:{&a4M%R2、所需阴极保护电流：I=A×Cd×（1-E）(Q,i9}(E$s9?.{1T)zI=阴极保护电流Cd=保护电流密度，取10mA/m2E=涂层效率，98%)i(q)S%M4L)Q-R7`'w%p'oI=6490×10×2%=1298mA3、根据设计寿命以及阳极电容量计算阳极用量W=8760It/ZUQ8F9I3c,n'@.V-{7r9V!GhI=阳极电流输出(Amps)t=设计寿命(years)U=电流效率(0.5)%u(a'b:Y2v.I"

4、d*TZ=理论电容量(2200Ah/kg)8E5T#{"]:pQ=阳极使用率（85%）)?,];P;F"V/r+p5oW=阳极重量(Kg)W=8760×1.298×15/（2200×0.5×0.85）=183Kg.L"r2I2u)T选用7.7公斤镁阳极，需要24支。5R#Z"R4B%q%Y#X8t4A4、根据阳极实际发电量计算阳极用量Ra=ρln(L/r)/2πL*Y/]3y1R+[&q_Ra=阳极接地电阻(ohms)1G)i#}"s.A5_+uρ=土壤电阻率(ohm-m)L=阳极长度(m)r=阳极

5、半径（m）7.7Kg阳极填包后尺寸为：长=762mm，直径=152mm。"W.X-o:a"G3U6i9ORa=30×ln(2×0.762/0.152)/（2×3.14×0.762）=16.9Ω&F,Q4p*o(a.E假设管道的自然电位为-0.55V，极化电位-1.0V，保护电流1298mA，则管道的接地电阻为=0.35Ω，加上导线电阻，则电路电阻共计17.5Ω。假设管道的极化电位为-1.0V，镁阳极的驱动电位为-1.75V，则镁阳极的驱动电压为0.75V。.U5K2P)t4R3D2j"n.G%o:d

6、单支阳极的输出电流为：0.75/17.5=43mA，输出1298mA电流需要阳极为1298/43=30.1支，取30支。5n5@(p&l"j#w/a由于根据接地电阻计算的阳极用量大于根据电流量计算的阳极用量，所以，取30支阳极。将30支阳极沿管道每隔433米埋设一支，然后与管道连接。4R7U:j3z%I.V5．牺牲阳极系统实际寿命验算：t=WZUQ/8760I=30×7.7×2200×0.5×0.85÷（8760×1.298）=19t=19years0i)h*E'Z2q.W;W牺牲阳极系统的实际寿命

7、为19年。某牺牲阳极阴极保护系统设计方案一、设计依据◇《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21148－2008◇《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006－90◇《埋地钢质检查片腐蚀速率测试》SY/T0029－98◇《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》CJJ95-2003三、设计参数1、牺牲阳极计使用寿命＞20年；2、最小保护电位-0.95V(CSE)；3、最大保护电位-1.20V(CSE)；4、土壤平均电阻率取50Ω·m。四、设计方案1、阳极型号的选择：选用Mg-Al-Zn-Mn

8、型镁合金阳极，8kg/支。2、阳极具体设计：22.1最小保护电流密度取0.1mA/m。2.2总体保护电流密度的确定（已知管径为325mm，管长为3200米）：IA=S×j=0.325×3.14×3200×0.1=326.56mA其中：IA—管道所需总保护电流，mAS—管道总面积，m²j—管道所需最小保护电流密度，mA2.3阳极具体计算(1)单支阳极接地电阻计算ρ2LL2LρaDR={ln[1+（/Ln）+ln}……（1）2πLD4tDρd其中：R—阳极接地电阻（Ω）ρ