تاسیسات الکتریکی

طراحی سیستم حفاظت کاتدیک

اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی سیستم حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی
7- اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی
این اطلاعات به دو دسته عمده تقسیم بندی میشوند:
– اطلاعات مربوط سایت (منطقه)
– اطلاعات مربوط به سازه
وجود هریک از اطلاعات فوق بی شک برای مهندس طراح لازم و ضروری به نظر میرسد، لذا لازمست تا با چگونگی بدست آوردن هریک بطور خلاصه آشنا شویم:
1-7-اطلاعات مربوط سایت (منطقه)
ضرورت انجام عملیات بررسی میدانی (Field Survey)  جهت بدست آوردن اطلاعات مربوط به سایت با توجه به استاندارد NACE – RPO169-96 که قبل از انجام طراحی بایستی از سایت جمع آوری گردد را به 9  مورد تقسیم مینماید که در اینجا به یک مورد اصلی اشاره میگردد:
آزمایش مقاومت الکتریکی خاک (Soil Resistivity Test )
با توجه به استاندارد اشاره شده یکی از اطلاعات ضروری جهت طراحی سیستم حفاظت کاتدی دانستن مقاومت مخصوص خاک به عنوان الکترولیت اصلی می باشد که خط لوله در آن قرار دارد. چندین روش جهت اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک وجود دارد که یکی از بهترین و دقیقترین روشها، اندازه گیری به روش چهار میله ای ونر می باشد. در این روش از یک دستگاه ویبروگراند و چهار میله فولادی استفاده   می شود. در زیر مراحل اندازه گیری مقاومت مخصوص خاک به این روش تشریح شده است:
1- کوبیدن 4 الکترود در یک امتداد و فواصل مساوی 1، 2 و 3 متری از یکدیگر
2- امتداد الکترودها طبق دستورالعمل های اجرائی مندرج در کتابCONTORL OF PIPLINE CORROSION  نوشته  PA.W.PEABODYعمود برمسیر لوله بوده و نزدیکترین الکترود، حداکثر 5 متر دورتر از خط لوله کوبیده می شود .
3- جهت برقراری اتصال کافی بین الکترودها و خاک حداکثر تا 2 سانتیمتر آنها را درون خاک کوبیده و در نقاط اتصال آب ریخته شود.
4- با توجه به اینکه دستگاه مقدار R را بر حسب W اندازه گیری میکند جهت محاسبه مقاومت مخصوص خاک ( R بر حسب اهم ـ سانتیمتر) باید محاسبات لازم انجام شود که در بخش محاسبات تشریح خواهد شد.
5- در این روش جریان از طریق الکترودهای خارجی به زمیـن تزریق می شود و افت ولتاژ بین دو الکتـرود میانی اندازه گیری شده و حاصل تقسیم این افت ولتاژ بر جریان تزریق شده بطور مستقیم برحسب اهم در روی دستگاه نشان داده خواهد شد.
6- جریان تزریق شده به الکترودهای بیرونی که توسط دستگاه ارت سنج وارد می شود باید متناوب باشد. ( نام دیگر این دستگاه ویبروگراند است و وجه تسمیه آن تزریق ولتاژ متناوب به زمین است ). تا اثر پلاریزاسیون لوله و خاک و نیز پتانسیل گالوانیک الکترودهای فولادی کوبیده شده تأثیری روی اندازه گیری مقاومت نداشته باشد.
7- پس از کوبیدن الکترودها و اتصال سیمها مطابق با راهنمای دستگاه، ‌محدوده های دستگاه را تغییر داده و  هر لحظه شاسی روی دستگاه را فشارمی دهیم. اگر عقربه صفحه مدرج روی صفر نباشد و از صفر فاصله داشته باشد دوباره محدوده ها را تغییر می دهیم و این کار را آنقدر ادامه می دهیم تا با فشار دادن شستی، عقربه دقیقاً روی صفر صفحه مدرج قرار گیرد که در آن صورت عدد خوانده شده، ثبت می شود و این همان مقدار R برای آن فاصله الکترودها می باشد و کار را برای فواصل دیگر ( 2 و 3 متری ) ادامه می دهیم.
8- فرکانس جریان متناوب تزریقی که دستگاه ویبروگراند به زمین می فرستد مقدار زیادی است ( حدود 108 هرتز ) به طوریکه فرکانس های اطراف 50 تا 60 هرتز منابع خارجی و سرگردان داخل خاک و یا القا شده از خطوط برق فشار قوی هوائی یا کابلی روی اندازه گیری مقاومت تاثیری نگذارند ( این فرکانس ها در ایران 50 هرتز یا هارمونیک های 50 هرتز می باشند).
9- برق سرگردان DC در زمین هم بعلت وجود خازن در دستگاه ویبروگراند اثر سوء روی اندازه گیری مقاومت نخواهد داشت.
10- پس از استقرار دستگاه و ایجاد اتصالات مربوطه توسط سیمها و الکترودها و قرائت عدد R از دستگاه بایستی مقدار عددی ρ (مقاومت الکتریکی خاک) با استفاده از رابطه مخصوص که در زیر به آن اشاره شده است، محاسبه گردد:
Ρ = 2.p.R.a
که پارامتر های آن بشرح ذیل است:
Ρ = مقاومت مخصوص خاک بر حسب اهم-سانتیمتر و یا اهم-متر
2p = عدد ثابت
R = عدد قرائت شده از دستگاه بر حسب اهم
a = فاصله پین های اندازه گیری از یکدیگر بر حسب سانتیمتر و یا متر
استاندارد (BS-7261-1991) انجام این آزمایش را جهت روشن شدن دو موضوع اصلی زیر ضروری دانسته است :
الف) وضعیت خورنده بودن خاک که با توجه به معیارمندرج در جدول زیر مشخص می شود:
وضعیت خورندگی الکترولیت
مقاومت الکترولیت (Ohm-Cm)    میزان خورندگی الکترولیت
حداکثر 1000    خورندگی شدید
1000 – 5000    خورنده
5000 – 10000    خورندگی متوسط
حداقل 10000    خورندگی ضعیف
ب) جهت انتخاب و تصمیم گیری در مورد نوع سیستم حفاظت کاتدی قابل نصب ( روش آند فداشونده و یا روش اعمال جریان توسط یک منبع تغذیه )
تعداد و موقعیت های نقاطی که مقاومت خاک آنها باید اندازه گیری شود، به شرایط محیطی و نوع جنس خاک بستگی دارد. ولی ملاحظات اقتصادی و عملی تعداد آزمایشات را به مقدار مورد نیاز محدود میکند. استاندارد فوق الذکر فواصل بین 1 تا 3 کیلومتر را توصیه میکند. ضمن اینکه استاندارد فوق به لزوم آزمایشهای اضافی جهت مناطق خاص خورنده و نیز مناطقی که برق وجود دارد و احتمال نصب ایستگاه های حفاظت کاتدی وجود دارد تأکید نموده است. روش این آزمایش در استاندارد فوق روش معروف 4 الکترود ونر WENNER توصیه شده است.
2-7-اطلاعات مربوط به سازه
اطلاعات مربوط به سازه که بایستی توسط طراح پایپینگ، ایستگاه پمپاژ، برج خنک کن، شیرآلات و…. در اختیار طراح سیستم حفاظت کاتدی قرار گیرد عبارتند از:
– سایز و متراژ لوله های مدفون
– محل تغییر وضعیت لوله ها از مدفون به روکار
– محل و چگونگی استقرار شیر آلات و فلنجها
– سایز و مشخصات شیرآلات
– فشار کارکرد و کلاس شیرآلات و دیگر فیتینگها
– نحوه استقرار کلیه خطوط لوله مانند لوله های گاز، آتش نشانی، آب خنک کن، سوختهای مایع و تعیین محل تقاطع هریک
– سایر اطلاعات دیگری که میتواند طراح پس از بررسی اولیه درخواست نماید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *