設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及陽(yáng)極用量的計(jì)算

1、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及陽(yáng)極用量的計(jì)算1、 犧牲陽(yáng)極法（1）最小保護(hù)電位負(fù)于-0.85V（相對(duì)于Cu/飽和CuSO4參比電極）（2）最小保護(hù)電流密度最小保護(hù)電流密度的大小取決于被保護(hù)金屬的種類、表面狀況、腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、組成、濃度、溫度和金屬表面絕緣層質(zhì)量等。涂層種類不同所保護(hù)電流密度值不同，鋼管外覆蓋層的絕緣電阻越高，所需的保護(hù)電流密度值越小。見(jiàn)表1防腐層種類及所需保護(hù)電流密度 表1防腐層種類保護(hù)電流密度mA/m2塑料（聚乙烯層）石油瀝青玻璃布 7mm石油瀝青玻璃布 4mm舊瀝青層舊 油 漆1-30裸 管5-50附：狀態(tài)裸露無(wú)涂層舊涂層涂層質(zhì)量一般優(yōu)良涂層優(yōu)秀涂層保護(hù)電流密度（mA/m2）30-50

2、3-100.1-30.001（3）陽(yáng)極的接地電阻R=（/2L）×1n（2L/D）式中：土壤電阻率歐姆·米 L陽(yáng)極長(zhǎng)度米 D填料柱直徑米（4）犧牲陽(yáng)極的發(fā)生電流Ia=式中：E犧牲陽(yáng)極的驅(qū)動(dòng)電位伏（鋅陽(yáng)極取0.2，鎂陽(yáng)極取0.65-0.66）Ia（mg）=1200fY/（美國(guó)Harco防腐公司推薦的經(jīng)驗(yàn)公式）式中：Ia（mg）鎂陽(yáng)極的輸出電流毫安 土壤電阻率歐姆·厘米 f系數(shù) 查表2 Y修正系數(shù) 查表3陽(yáng)極重量（kg）系數(shù)1.40.532.30.604.10.717.71.0091.0014.51.06231.09f系數(shù) 表2（注：表為老標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)按表內(nèi)相近重量為準(zhǔn)。）

3、Y修正系數(shù) 表3（5）保護(hù)面積S=×D×L式中：3.14 S總保護(hù)面積m2 D管徑mL管道長(zhǎng)度m管地電位（V）鎂陽(yáng)極修正系數(shù)-0.71.17-0.81.07-0.851.00-0.900.93-1.000.79-1.100.64-1.200.50（6）保護(hù)總電流IA=S×Im式中：IA所需總保護(hù)電流毫安 S總保護(hù)面積m2 Im最小保護(hù)電流毫安（7）所需陽(yáng)極數(shù)量N=K×IA/Ia式中：N陽(yáng)極數(shù)量支 K備用系數(shù)，一般取2-3 IA所需總保護(hù)電流毫安 Ia單支陽(yáng)極的輸出電流毫安（8）陽(yáng)極壽命T=0.85W/Ia式中：T陽(yáng)極壽命年 W陽(yáng)極凈質(zhì)量公斤 陽(yáng)極消耗率

4、Ia陽(yáng)極平均輸出電流2、外加電流法陰極保護(hù)（以DN159mm×8，40km管道為例）。（1）保護(hù)長(zhǎng)度的計(jì)算已知條件：A DN159mm×8B 被保護(hù)管道的長(zhǎng)度（兩端設(shè)絕緣法蘭）40000米C 絕緣層電阻Rr=10000·m2D 最大保護(hù)電位Emax取-1.25伏（相對(duì)Cu/飽和CuSO4電極）E 最小保護(hù)電位Emin取-0.85伏（相對(duì)Cu/飽和CuSO4電極）F 管道自然電位En取-0.55伏G 鋼管電組率t取0.135·mm2/m（20#低碳鋼）則保護(hù)半徑L1=（1/a）1n2（E'max/E'min）式中：a衰減系數(shù)= RO單位長(zhǎng)度

5、鋼管的縱向電阻歐姆 RO（單位長(zhǎng)度鋼管的縱向電阻，歐姆）=t/（D'-）=0.135/3.14（159-8）×8=3.56×10-5r（單位長(zhǎng)度鋼管絕緣層電阻 歐姆）=Rr/D=10000/3.14×0.159=2.0×104-510104a= =4.22×10-5E'max=-1.25-（-0.55）=-0.70伏E'min=-0.85-（-0.55）=-0.30伏因此L1= ×1n2 =36.5公里保護(hù)長(zhǎng)度L=L1×2=73公里說(shuō)明：本管道全長(zhǎng)40公里，而理論計(jì)算保護(hù)長(zhǎng)度為73公里，整個(gè)管道處在保

6、護(hù)范圍內(nèi)，在技術(shù)上是可行的。（2）保護(hù)電流計(jì)算IO =（a/RO）×E'minsh（aL） =（4.22×10-5/3.56×10-5）×0.3sh（4.22×10-5×3.56×103） =0.356×sh1.54 =0.356×2.23 =0.794（A）2IO=2D · JS · L式中：IO單側(cè)方向保護(hù)電流（A） L單側(cè)保護(hù)長(zhǎng)度（m） JS保護(hù)電流密度（A/m2）總保護(hù)電流I=0.794×2=1.588（安）（3）輸出電壓計(jì)算（直流電源額定輸出電壓）V=I（R

7、a+RL+Rc）+Vr式中：I系統(tǒng)保護(hù)電流，1.588A（可取1.1I總） RL導(dǎo)線電阻，（·L/S）0.48歐姆 Ra陽(yáng)極組接地電阻 Rc /2th（aL）0.61歐姆（管道/土壤界面過(guò)渡電阻 ） Vr陽(yáng)極地床反電動(dòng)勢(shì)（焦炭填料可取2伏） L被保護(hù)管道長(zhǎng)度mV=1.588×（0.48+2.5+0.61）+2=5.7（伏）（4）電源功率計(jì)算P=I·V/=1.588×5.7/0.7=12.93W（瓦）式中：電源設(shè)備效率，一般取0.7（5）輔助陽(yáng)極的計(jì)算（6）采用硅鑄鐵陽(yáng)極的用量計(jì)算G=T·g·I/K式中：G陽(yáng)極總質(zhì)量kg T陽(yáng)極的設(shè)計(jì)壽命a g陽(yáng)極的消耗率kg/A·a I陽(yáng)極的最大工作電流G=20×1.0×50/