Ti liu tham kho:
[1] Recommended practice DNV-RP-B401, Cathodic Protection design
[2] Norsok Common Requirements Cathodic Protection (M-CR-503 – 1994
BI TP THIT K CHNG ĂN MN BNG ANODE HY SINH
Lý thuyết tính toán
•
Cơ sở cho việc tính toán chống ăn mòn bằng anode theo ([1] quy phạm DnV RP B401-2005. ( Cathodic
Protection Design ).
•
Tuổi thọ của hệ thống bảo vệ bằng tuổi thọ của công trình (năm).
•
Diện tích bề mặt tuyến ống cần bảo vệ S, m
2
.
S
c
=(m
2
)

Trong đó:
+
D: Đường kính ngoài của ống thép, m
+
L: Chiều dài của tuyến ống, m
•
Cường độ dòng điện yêu cầu I
C
, (A) .
Lý thuyết tính toán
I

2
.
f
cm
t
baf +=
Lý thuyết tính toán
Ở đây giả thiết sơn chống ăn mòn loại III ([1]/6.4.6), chiều dày nhỏ nhất của mỗi lớp là 5mm, độ sâu nước là 28 m, tra
bảng 10-4 ta được a = 0,02 ; b = 0,012
17,0
2
25
.012,002,0 =+=
cm
f
Lý thuyết tính toán
+
i
c
là mật độ dòng điện bảo vệ( A/m
2
). Mật độ của dòng điện bảo vệ - mật độ dòng điện thiết kế ban đầu phụ thuộc vào sự thay
đổi độ sâu đáy biển và nhiệt độ vùng cần bảo vệ, được lấy theo bảng sau: ([1]/10.2)
Bảng 5.2 Mật độ dòng điện thiết kế trung bình cho thép trần, A/m
2
Độ sâu
m
Nhiệt đới
>20
0

•
Điện trở bề mặt của anode - R
a
(omh). ([1]/10.7)
Lý thuyết tính toán
Bảng 10.7: Công thức xác định điện trở anode.
Loại anode Công thức xác định điện trở
L ≥ 4.rL ≤ 4.r

L ≥ 4× bề dày
Dạng hình bán khuyên






−
π
ρ
= 1
r
L.4
ln
L 2
R
a










++
π
ρ
=
L.2
r
1
L.2
r
11
r
L.2
ln
L 2
R
2
a
S2
R
a
×

+
U là hiệu điện thế giữa điện thế làm việc tối thiểu của anode (V).
+
E
0
c
điện thế tuỳ thuộc vào loại anode được chọn (V)
+
E
0
a
điện thế nhỏ nhất để bảo vệ thép trần,([1]/5.4.1) E
0
a
= 0.8 V
0 0
( ).
c a
a
a a
E E
U
I A
R R
−
= =
•
Số lượng anode N.
Lý thuyết tính toán
u : Hệ số sử dụng anode, tra bảng ([1]/10.8)

+
Vật liệu sơn AE
+
Chiều dày, (mm) 5
−
Môi trường nước biển:
+
Nhiệt độ (
0
C) 18-28
Điện trở riêng ρ, ohm-m 0,2
Tính toán các thông số Anode :
−
Diện tích bề mặt tuyến ống :
S
c
=.D.L = .0,1683.8803=4654,4m
2

−
Hệ số phá huỷ sơn , f
c
= f
cm
= 0,14
−
Mật độ dòng điện bảo vệ : i
c
=0,07 A/m
2

c
=4654,4 m
2
.

Điện trở của 1 anode :

Dòng điện ra của 1 anode :

Số lượng anode yêu cầu :
Vậy chọn 24 anode cho tuyến ống này
)(0968,0
5,0.270,0.
2,0.315,0.315,0
ohm
A
R
a
a
===
π
ρ
)(996,2
0968,0
8.009,1
A
R
EE
R
U

)(8,366
24
8803
mL ==
)(015,44
200
8803
anodeN ==
)(6,195
45
8803
mL ==
Kiểm tra hệ thống Anode đã thiết kế
Hệ thống anode tính toán cần thỏa mãn các yêu cầu sau ([1]/7.8.4)
C
a tot
= N.C
a
≥ I
cm
. t
f
.8760 ( 1 )
I
a tot i
= N.I
ai
≥ I
ci
( 2 )

af
: Cường độ dòng điện ra của 1 anode lúc đầu và trong giai đoạn cuối.
I
ci
, I
cf
: Cường độ dòng điện yêu cầu lúc đầu và trong giai đoạn cuối.
Tính toán các thông số :
•
Tính C
a

C
a
= m
a
.ε.u
m
a
= 60 kg : Khối lượng tịnh của 1 anode
ε : Điện dung điện hóa thiết kế , ε = 2000 (Ah/kg ),([1]/10.6)
u : Hệ số sử dụng anode, u = 0,8
 C
a
= 60.2000.0,8 = 96000 ( A.h )
•
Tính I
cm
, I
ci

( A/m
2
) i
cf
( A/m
2
)
0,15 0,07 0,1
Tính toán các thông số :
f
ci
, f
cm
, f
cf
: Hệ số phá hủy sơn ban đầu, trung bình và cuối cùng, xác định theo các công thức sau :
.
2
.
ci
f
cm
cf f
f a
t
f a b
f a b t
=
= +
= +