實用管線計算手冊

實用管線計算手冊一、施工——纜、索（一）估算鋼絲繩強(qiáng)度算法：1、將鋼絲繩直徑換算成分母為8的數(shù)；2、將分子平方；3、再用分母去除；4、答案以噸為單位。例：估算1/2英寸鋼絲繩的強(qiáng)度直徑=1/2=4/842/8=16/8=21/2英寸鋼絲繩的強(qiáng)度約為2噸。（二）各種鋼絲繩使用多大直徑的卷筒和滑輪？為了最有效地使用鋼絲繩，滑輪或卷筒的直徑最好從表1—1內(nèi)選擇。表1-1深鋼絲繩種類柔6×19典6×37閥8×19架5×28科6×25何18×7鬧6×7令最佳磨損鞭45堆27陷31隆36殲45茫51膚72街良好作法為30恰18半21泡24毫30書34城42鬼臨界值殖16詞14益14窯16邊16悠18毯28例：如果鋼絲繩的結(jié)構(gòu)為6×19，直徑為3/4英寸，牽引索上的絞車卷筒應(yīng)為多大尺寸？根據(jù)上表，良好作法要求采用的卷筒直徑為30倍鋼絲繩直徑，在這種情況下應(yīng)取221/2英寸。負(fù)荷、速度、彎曲和工作條件也將影響鋼絲繩的使用壽命。較好的作法是取表內(nèi)“良好作法”和“最佳磨損”這兩個指標(biāo)之間的某一數(shù)值。（三）鋼絲繩的安全荷載現(xiàn)有的鋼絲繩和鏈條是各種各樣的，可能的話，在具體采用之前應(yīng)查一下其強(qiáng)度系數(shù)。下表可用于施工作業(yè)?；阢U淬火高強(qiáng)度低碳鋼這類材料，它們允許的安全系數(shù)為4。如果鋼絲繩由鉛淬火高強(qiáng)度精煉這類材料制成，其安全系數(shù)將更大。灰（四）普通鋼墾絲繩的強(qiáng)度及幸重量巧表罩1進(jìn)—熟3呼給出鉛淬火高肆強(qiáng)度精煉鋼制項成的普通結(jié)構(gòu)餐鋼絲繩的斷裂浸強(qiáng)度。表1-3繳其它結(jié)構(gòu)的鋼派絲繩的換算系踢數(shù)：煩將上表用于其畝它結(jié)構(gòu)的鋼絲柜繩時，需要乘鑒以下列系數(shù)：隔鋼絲繩結(jié)構(gòu)溫6×19滔6×29凈6×37結(jié)18×7店強(qiáng)度系數(shù)犯1.00澆0.96帥0.95幟0.92貢重量系數(shù)嗽1.00悠0.97屋0.97蠅1.08丟例：求直徑繪2慧英寸戶，擱6×2去9葛鉛淬火高強(qiáng)度綁精煉鋼絲繩的破斷裂強(qiáng)度。撫強(qiáng)受度宏=32000銜0×逼0.96望=僅30700捉0困磅究重量可用同樣仁方法求出。拉（五）測量鋼慶絲繩的直徑缸二、施灌工訪—扇—辯涂層（神用于管道涂層遺材料的磨擦系繳數(shù)）歷埋地管線應(yīng)力曉分析的一個主凱要因素是，管品道在其壽命期既，在溫差和壓節(jié)差不同時而引次起的移動。這悼種移動很大程冒度上取決于土味壤的磨擦阻力交。換雖然很多材料返已有靜磨擦系削數(shù)方面的大量瞧資料，但是還初缺乏管道工業(yè)家中采用的各種鴨涂層與土壤間吳磨擦的有關(guān)資李料。過去，據(jù)這信磨擦系數(shù)資師料是從與管子血外涂層對土壤飽界面的關(guān)系具奶有相似性的文副獻(xiàn)資料中推算罪出來的。政然而，隨著環(huán)隙氧薄膜樹脂涂塞層系統(tǒng)的發(fā)展添，以及這些系涉統(tǒng)在管道工業(yè)鉗中日益被采用糟，從傳統(tǒng)煤焦趕油氈涂層到環(huán)抓氧薄膜涂層的甘轉(zhuǎn)變，將顯示袖出由于這兩種駱材料表面結(jié)構(gòu)慘的明顯差別而備導(dǎo)致的磨擦系晴數(shù)設(shè)計原則方閥面的顯著變化辨。床為了鑒定表面鉤結(jié)構(gòu)方面的差隊異對管線系統(tǒng)疫的影響，制定腰了試驗程序，屠用來確定煤焦稿油氈和環(huán)氧薄貧膜這兩種涂層愧對于各種土壤金的磨擦系數(shù)，泄并獲得將來采鑒用這些涂層材脆料時進(jìn)行管線靈設(shè)計的更為可伴靠的資料。搬為了求出煤焦筒油氈和環(huán)氧薄桶膜管道涂層與信土壤間的磨擦框系數(shù)，從一條娛管線的施工占朱地的典型地段斃攝取了八種回色填土土樣，進(jìn)斤行了靜磨擦試屯驗。結(jié)果表明攏，磨擦系數(shù)明床顯大于根據(jù)文麥獻(xiàn)推算出的數(shù)捎值，同時還表蝴明，就固定管鹽線而言，煤焦復(fù)油具有更大的蔽磨擦阻力。休根據(jù)土壤及濕屋度，煤焦油氈惹涂層的磨擦系鋤數(shù)在悲0.59~0山.91踏之間變化。在師同等條件下，損環(huán)氧膜涂層的野系數(shù)變化于疼0.51~0危.71盤之間。定義霜靜磨擦系李數(shù)飲播雜作用于管道表乒面的土壤縱向營磨擦力理論值嶄可以從下面的叮關(guān)系計算出來逼F蘇=就μ∫桌A激pdA討式塔中紀(jì)晚F設(shè)—利土壤縱向磨擦征力，磅嶄；掏傲μ嚼—暫磨擦系統(tǒng)，無飲單位；挺p蝕—飛作用于管道表復(fù)面的垂直土壤利壓力，狠磅鑰/婦英寸筍2倦dA恢—惕土襄對管道的抬接觸面積積分孟，英寸激2免∫昌A碼pdA置—化管道表面土壤軍總垂直力，磅望。峰只要不出現(xiàn)很現(xiàn)高的按觸壓力震，即埋地管線謙那樣的情況，桐上述關(guān)系就與陡接合表面的單怖位面積壓力無診關(guān)。少埋地管線支撐宵的土壤厚度達(dá)西到管道直徑的多三倍時，土壤牧磨擦力的關(guān)系襯變?yōu)閰^(qū)F桃=殺μ拴〔魄2瞞D貓γ呈（猶H-D/擾2范）刺+W豎p修〕式中軋W譽(yù)p奔—欄管道及其容納浮物質(zhì)的重量，截磅楊/榴英寸；打D澇—陵管道直徑，英箱寸；尺H耗—慨管道中心線深階度，英寸；輛γ假—步土壤的比重，哥磅嗓/倘英寸先3羊從上述關(guān)系中黃可以明顯看出泛土壤磨擦力對乖于磨擦系數(shù)的難敏感性。由于邁這種磨擦力與徐溫度和壓力增欄加造成的管線撈移動的有效距匹離成反比，磨只擦系數(shù)即成為協(xié)管線應(yīng)力設(shè)計誤的主要因素。捷試驗系諒統(tǒng)脈隸西作用于涂覆板表材表面上的土陵壤理論磨擦力親可通過下述關(guān)棟系計算：F=μN(yùn)憂式然中握塑N行—炕作用于板材表平面的垂直力，同磅；販W活—那板材和外部負(fù)殖荷的總重量，嚷磅。圖2-1測由于在上述所構(gòu)有表達(dá)式中磨債擦參量的系數(shù)柜都相同，板材武試驗系統(tǒng)可用佩來模擬土壤與差管線的界面。比煤焦油擾氈儲柄絕為了模擬實際播的涂覆管線，餓制備了煤焦油蚊涂所層嶼—摧一種瓷漆和絕票緣紙的結(jié)合物鏡。儉鋼板表面用煤佳焦油涂覆，并腫用責(zé)1瑞5耗磅卷絕緣紙纏繞。爹因此，土壤表個面主要是與絕鞠緣紙材料接觸礙。朵環(huán)氧薄鍋膜喇士診環(huán)氧涂層模擬嚼通過熔融方法白涂施的環(huán)氧薄濤膜樹脂管線涂竿層。評試驗中采用的逼鋼板通過流化告床方法涂覆。偽但其表面結(jié)構(gòu)薦與工廠生產(chǎn)設(shè)晚備可得到的效灰果相同。結(jié)果扮煤焦油對土鋼壤文端基圖釣2-舉2俘表示出在現(xiàn)場侵濕度的條件下壁，煤焦油對各薯種土壤的磨擦宮系數(shù)在夠0.59~0置.91畢之間變化。狹圖餡2浮-2澤煤焦油涂層對招土壤的磨擦系翅數(shù)崖由于所用的土鄰壤樣品在種類筍上變化不大，使磨擦系數(shù)在各疏種土壤間的變?nèi)净瘷C(jī)理從這些優(yōu)試驗結(jié)果中沒煎有得到提示。片但是，系數(shù)變丸化的范圍明顯宵地大于以前根繪據(jù)文獻(xiàn)推算出遞的范圍。例如準(zhǔn)：套土壤種吸類急炮尊悔通常采用的磨玻擦系數(shù)執(zhí)淤矛磁教泥謀想環(huán)敲0柏.3會砂嚴(yán)很惠訂晃0寄.4擔(dān)礫表姿丈石事錢嫩墨0錦.5矮正如預(yù)料的那順樣，這些試驗豪還表明，濕度棋可在一定程度董上改變磨擦系棉數(shù)。擱為了掌握溫度乎的影響，曾對澤加熱到仇120膨F暢的煤焦油氈纏何繞層進(jìn)行過試遺驗。僅在涂層噸表面之下觀察偷到輕微的軟化劉。據(jù)信，溫度釀在這個范圍內(nèi)框不致嚴(yán)重影響貞磨擦系數(shù)值。疊環(huán)氧薄膜對土劈壤冠魔沸正如所料，榮圖吧2-穿3捏所示結(jié)果表明捎，鞋0.51~0怎.71形這個環(huán)氧薄膜馳磨擦系數(shù)范圍哪要比煤焦油的驕低一些。碌圖冒2柿-3督拿汗環(huán)氧薄膜對土死壤的磨擦系數(shù)尾同樣，機(jī)理不婚太清楚，但是語多數(shù)情況下結(jié)限果頗符合于煤烈焦油磨擦系數(shù)靈增長的數(shù)量級胸。由于在文獻(xiàn)校中不能得到這盛種涂層的有關(guān)由資料，因而不嗽能與類似試驗獅的結(jié)果進(jìn)行比幸較。祥120長F起范圍之內(nèi)的溫紋度對環(huán)氧薄膜退與土壤的磨擦撓系數(shù)只能有極都小的影響或根埋本沒有影響。螺結(jié)睬論碑載票盡管實際上不罩可能準(zhǔn)確地模值似管線在回填叨溝內(nèi)的表面接玩觸狀態(tài)，這里聲報導(dǎo)的試驗步逼驟和裝置還是蒜一種與其近似竄的手段。結(jié)果薦表明，就土壤懷的附著力而論我，煤焦油涂層吵具有比環(huán)氧涂純層更大的磨擦領(lǐng)阻力。壘為了克服管線業(yè)系統(tǒng)中在膨脹液過大的情況下艷出現(xiàn)的過度應(yīng)杯力，往往要采談用加強(qiáng)管配或惠精制的管涵。胡在扭轉(zhuǎn)情況方鞠面，根據(jù)土壤蒸磨擦系數(shù)選擇霉涂層具有經(jīng)濟(jì)蔽意義。夸試驗結(jié)果說明泥，地去通常采善用的磨擦系數(shù)陷值，對于類似羽土壤來說是保暈守的，但在將好來的分析中建經(jīng)議仍采取一定愈的保守態(tài)度。最由于結(jié)果表明抱環(huán)氧薄膜的磨礙擦系數(shù)近似于移過去所采用的耳煤焦油磨擦系株數(shù)，在環(huán)氧薄城膜涂覆的管線推上可以繼續(xù)沿睡用這些數(shù)值。路在光滑的環(huán)氧菠薄膜涂層與濕授度過高、能夠弱明顯改變磨擦桿系數(shù)的土壤相羽接觸時，建議鋒采用這些數(shù)值擋的更為保守的雄近似值。民三、施系工邊—俯—豎管子和配件孟（一）怎樣計祥算管線的收縮累或膨脹章溫度變化骨100驅(qū)F妖，鋼管的收縮幼或膨脹大約為店每照10基0旁英尺瞧0.8加英寸扭。在美國鋪設(shè)森焊接管線，除六非遇到異常變獨化，通常不必掃為收縮或膨脹肆留松弛量。但研是，在公路穿牛越附近經(jīng)常要慈留有松弛量，便在這些地段管床線可能要在將宜來某個時候下浩溝。收縮量=捎例：一段突100筑0纖英尺士長的管線，如癢鋪設(shè)時的溫度凝為拳100默0舍F怪，在冬季操作坐時溫度降至馬0鍋0洋F處，計算這段管蘋線的收縮量饒(井假設(shè)管線沒有雅土壤或其它阻典力荷載罪)蜂。醫(yī)在外露的管線逗或壓縮機(jī)站下盼游的管線上可衰能出現(xiàn)很大的明溫度變化。令當(dāng)需要管線有算松弛量時，所晝需要的下垂和遷上拱的量可以虧迅速估算出來純。析10鍬0忘英尺妨長的管路要保捆證劃0.8懼英寸溪的縱向移動量雞，需要嚴(yán)2償1瓜英寸襯的下垂。足15影0次英尺秤長的管路就需尊要弱3堵1女英寸倒。施工時，在穿管線上留出的饅這種松弛量可奮以保證管線下刑入路床之下而既不產(chǎn)生過度的環(huán)應(yīng)力。珠鋪設(shè)松弛管路槍時，要考慮好這上拱、下垂和助側(cè)彎的地點。榨管路鋪設(shè)后，身應(yīng)將部分管路朱回填，起固定社作用。管路應(yīng)鵲在每天最冷即扎管線最短的時狐候下溝。下溝譽(yù)完了之后，下忍垂部分要落在顏溝底上，上拱蝶部分要懸空。綢側(cè)彎要落在溝睬底并抵住溝的構(gòu)外側(cè)壁。管線能下溝應(yīng)能使管據(jù)子的各部分都穗處于緊縮狀態(tài)棚。氣（二）怎樣根誤據(jù)外徑和壁厚瀉求管子重量視重量，館磅作/傘英叼尺控=這(亭D繼t-t唯2忘)倡×烘10.68棍式騾中祖D明—舍外徑，英寸；榴t誼—溫壁厚，英寸。投例：外隆徑瓶=忍4.500殲英寸率，壁遷厚仁=正0.250估英寸沒W=男(咽4.5帳×萌2脊)畢×挨10.68掘=寨11.35懸磅息/雅英尺魚上述公式依據(jù)鞏的鋼密度為遣49熱0棋磅京/盜英尺鼠3洲。高屈服點的粥薄壁管可能比居上述表明的微內(nèi)重一些。蹄（三）怎樣依畝照管溝彎賽管嬌—時下垂、上拱和院綜合彎僅為了使單純的便下垂或上拱與梯管溝相適應(yīng)未(漢見菜圖植4-1礎(chǔ))堆，符號不同的櫻角度相加，撥符號相同的角仆度相減。圖4-1晨例：痰(癢圖中彎曲部大位爬2+4坦0壇處分)項坡嶺度撇-15詳00坡度-100菠(否相減雪)尾14饒00伴干上拱強(qiáng)除側(cè)彎之外，示不論還有下垂湖或上拱，算法尚都是：綜合彎族等于最大的角租度加最小角度朗的遞1/怨3斬?？衫核?道圖中彎曲部洗位汪1+4戚0懇處森)乏坡釋度勵+10各00坡度-100狐(妥相加披)捷11狠00膝壓上拱娃(逝1)洪5吃00才左側(cè)彎痛(沫2)來綜合疲彎幕=11普+濱(澇1/3×6部)距=13說00郊左上拱三注意：這項算迷法，彎曲最大蘆到暈18.5駐就要有大戰(zhàn)約先1袍的誤差。演（四）計算冷局管的最大彎曲睛度質(zhì)冷直管在不出南現(xiàn)過度應(yīng)力的喇情況下可彎曲很多大？換句話陵說，在野外鋪卻設(shè)直管時，允烘許應(yīng)力范圍內(nèi)濁的最小曲率半句徑是多少？圖4-3成下面是對這些梅問題的分析解謙答。濁用作懸臂梁的敗一段直管帶有購端部集中荷載駐時，其撓度公工式為(1)(1)顆梁內(nèi)的最大應(yīng)索力是(2)(2)最大彎矩是(3)(3)糧如果允許應(yīng)力批為昂S靈A醬，蔑(第2)孝式即可改寫為(4)(4)(5)(5)(6)(6)(1)改寫為(7)(7)在求式就(置7)份的一階和二階誰導(dǎo)數(shù)(8)(8)(9)(9)烈曲率半徑可由絮下面方程得出(10)(10)低把式爐(止8)郊和辨(房9)隊代入式己(局10)(11(11)礙式兩中露殘△己y薄—廟撓度，英寸；櫻l憐—顫長度，英寸；閉p護(hù)—號荷載，磅；窮E樸—犧彈性系數(shù)，柿磅雷/到英寸離2泳I宋—絞截面慣性矩，也英寸儉4州S養(yǎng)—鈴應(yīng)力，孕磅附/到英寸厭2愁S訴A駛—糧允許應(yīng)力，情磅賣/披英寸貸2海，取自壓力管紡道標(biāo)準(zhǔn)；佳M款—閉彎矩，英寸磅性；姿Z既—崖抗彎截面系數(shù)依，英寸刑3綢R遼—殿曲率半徑，英硬寸。頓例：根據(jù)美國蹄材料試驗標(biāo)亡準(zhǔn)升53前(所ASTM53峰)笑，系壤列副2籠0圈直徑送2開4尖英寸炮的無縫直鋼管摧在不發(fā)生過度煌應(yīng)力的情況下限，可采用的最鋤小曲率半徑是罩多少？管子是繪在催70零0計F欲的條件下，用泡于煉油廠界區(qū)往外輸油。絲E=29×騰10好6這磅商/失英寸頑2不I=194菊3傾英寸愿4鉆Z=16丈2商英寸襖3對S進(jìn)A左=鵝2550元0基磅李/唇英寸咸2碌，取自壓力管敢道標(biāo)準(zhǔn)陰（五）解決管歷材有關(guān)問題的斯重要公式和常吃數(shù)搬管子截面中金衛(wèi)屬的面積蘿面積，英寸悠2奉=3摩.1416(蔽D-t)t靜式中半，扎D?！鹿茏油鈴?，英倚寸；伸t肉—基管子壁厚，英叉寸。容量嫁B粗100刷=蓮0.1237寬A艙=0.097嚷2D乘2通式詢中騰B奇100渠—央每左10讀0療英尺竊桶數(shù)；腰A萄—煮管子內(nèi)截面積逢，英寸危2醋D驚—吹管子內(nèi)徑，英打寸。及攤式戶中貪F暫B圣—核每桶裝滿的英遠(yuǎn)尺數(shù)；封A惱—爐管子內(nèi)截面積葬，英寸濃2揪D孔—負(fù)管子內(nèi)徑，英駛寸。煎不同類型管材拿容量的詳盡資祖料在涉及這些五管材類型的章項節(jié)內(nèi)給出。奇鋼材常數(shù)卸(拒用于管材域)結(jié)1必英寸愿3卸=姿0.2833哀磅己1這英寸拜3姐=者489洪.盼54羨2瀉磅鈔比撈重壽=7芳.851柱用于工業(yè)套管剪、鉆桿和油管醫(yī)的近似膨脹系鑼數(shù)是物系洲數(shù)零=墊6.9愛×10版-6炸/戶華氏度，適用掃范懸圍仁0~帶400蜻0鏟F過管子由于溫度粥變化而膨脹的諒計算公式如下傾：廢L爛t液=L橫0礦(率1+旁0黎.00000特69t)雙式聯(lián)中訓(xùn)L鉛0腳—加常溫下的長度勒；宗L眼t眼—疫溫度悄t籍變化后的長度葬。慣性矩品式怖中反喂D鞋—工外徑；D1—內(nèi)徑；濾—翅3.1416蒸。棋圓柱軸或管子翁的扭轉(zhuǎn)變形和慘應(yīng)力與扭力之剖間的關(guān)系四、氣體器（一）有關(guān)的傅氣體定律色各種氣體定律評的數(shù)學(xué)表達(dá)式泉中所采用的符蓮號是：斥V構(gòu)1刃—烤初始條件下的定氣體體積，英垂尺臉3殿V陜2拌—及第二組條件下候的氣體體積，破英尺映3藍(lán)T央1址—包氣體的初始溫恒度，欠0茄R=殿0突F雅+46涼0扁；炸T把2乒—誕第二組條件下賭的氣體溫度，噸0蹲R咽；攔P現(xiàn)1像—劈初始條件下的岔氣體壓力，萬磅拐/躍英寸森2局(根絕壓月)磨；傷P統(tǒng)2戲—坐第二組條件下宅的氣體壓力，耳磅篇/柴英寸見2關(guān)(多絕壓醫(yī))船；她表示氣體定律殖數(shù)學(xué)式的其它蒼符號，將在引處用時隨時說明勤。廣波義耳定階律緒缸斗如果溫度不變倆，一定量氣體魄的體積與絕對煤壓力成反比。市其數(shù)學(xué)表達(dá)式搬如下隆在運用波義耳洞定律時，人們博通常要求的是招在第二組壓力協(xié)條件下的體積妥，因而上式可爪重新整理為邪例：一定量的驚氣體，當(dāng)壓力剝?yōu)榛\4軌2重磅愉/證英寸奧2爺(傳表壓刺)務(wù)時，體積為胸100最0跳英尺達(dá)3嗽。求氣體被壓電縮到蕉10凈0狀磅梳/寺英寸剪2喇(始表壓走)瓦時體積是多少揭？假設(shè)大氣壓罵力為葡14坊.瑞2健磅著/貧英寸棋2裂(炊絕壓伴)給，溫度保持不采變。代入上邊俱波義耳定律的丙第二個表達(dá)式隆，得仿查理定律穴(賺有時叫做飄蓋衛(wèi)-僵呂薩克定律匯)姨證帖如果壓力保持確不變，一定量余氣體的體積與輝絕對溫度成正轉(zhuǎn)比。拍這可以用數(shù)學(xué)武式表示為健同樣，由于人鑼們多關(guān)心第二慘組溫度條件下鐮的體積而不是撕任何其它數(shù)據(jù)狹，因而上邊公瓶式更為方便的雷形式即為趣查理定律的第帶二部分五是涌—旗如果一定量氣的體的體積不變粗，其絕對壓力櫻與絕對溫度成紛正比。風(fēng)用數(shù)學(xué)式表示成為步在這種情況下框，人們可能更期關(guān)心第二組溫百度條件下的壓傅力，于是可以乓這樣表示乓例：一定重量奴的氣體，當(dāng)溫潮度為凝45皇0鞭F妙，壓力為眾1莊0姨磅澤/界英寸拳2截(監(jiān)表壓同)鋤時，體積是任45節(jié)0龜英尺負(fù)3養(yǎng)。假設(shè)壓力不協(xié)變，求溫度升甜高到足90紀(jì)0垃F(xiàn)死時氣體的體積叛。鑒代入查理定律庸第一部分的公敘式，得渣在上邊的例題昆中，如果體積幻不變，溫度同犬樣從羅45燙0創(chuàng)F噸升到榮90鞭0邪F快，要求氣體的踏〔大氣壓力腫為繩14塌.氧2勵磅示/宜英寸盈2秩(皆絕壓眼)膜〕代入公式，得知將波義耳定律飛與查理定律組淘合起來，可用含如下數(shù)學(xué)式表眼示，更便于記莖憶和使用愿人們可以把已泡知數(shù)值代入組垃合公式，求出趣任意的未知項各。在其中一個性參數(shù)蘆(味如溫度藏)堵不予考慮的情立況下，可當(dāng)作杏公式兩邊有相婦同的數(shù)來處理渾，因而可以消冤去。勝阿佛加德羅定舊律枝截家在同一壓力、衡溫度條件下，寒所有等體積的壇氣體含有的分岡子數(shù)都相等。緣由此可知，一斥定體積的氣體鈔重量是其分子礎(chǔ)量的函數(shù)，并香且，氣體在某晶一體積時，其銅重量殼(棒以磅為單位奶)剖與分子量的數(shù)溜值相等。果在溫度捷60傾F度和壓力在14紅.撈7要3范磅菠/柿英寸莖2枯(固絕壓堤)艱的條件下，氣科體的重量靈(蔽以磅為單位撤)著與其分子量的田數(shù)值相守等里翠觸表臨7-1紋牛烴和天然氣其尺它伴生組分的屠分子量盈時，氣體的體鋒積老為蝶378.吼9即英尺戒3析(炒即怠“彎摩爾體側(cè)積艙”蜜)幫。殺表半7-脆1畫列出了烴及天叉然氣其它伴生屢組分的分子式狼和分子量。從溜該表查出甲烷猜的分子量勝是拿16承.頸04徹3混。根據(jù)摩爾體挨積的定義，在彩溫度刊60忽F績、壓力牙14材.欲7釣3搶磅鍛/雷英寸向2塞(傍絕壓坦)灣時飼，馬378軍.袖9幅英尺先3療的甲烷氣體重世16.043現(xiàn)磅愉。嗽阿佛加德羅定聲律與通常所知駕的理想氣體定貢律具有緊密的繼聯(lián)系。滅表乎7-賄1眉說明：分子量僑基于下列原子場量的值：陡氫疑1雨.008豐，碳扶12.011黃，趁氮街14.00斃8末，氧臭16.00率，及氬置39.944群。假設(shè)空氣含無氮派78.09%土，氧仗20.95%稅，氬進(jìn)0.93%額以及二氧化碳伶0.03%籮。融理想氣體定爭律吳妄炎這個定律有多誓種略有差異的黑表達(dá)式，但最行為常見的是：PV=nRT紐式霧中姻陜p統(tǒng)—宜氣體的壓力；饒V建—陳氣體的體積；旋n壞—丑氣體的摩爾數(shù)柜；崖R耀—莫通用氣體常數(shù)紅，隨著采用的孝壓力，體積和前溫度的單位而誓變化。勤由于氣體的摩柿爾數(shù)等于氣體墻的重量與其分哪子量的比值，伯我們就可把理渴想氣體定律表謠示為郵式值中啞輕p棕—共氣體的壓力，肯磅嫂/詳英寸禽2挎(林絕壓遵)市；構(gòu)V鍵—誦氣體的體積，貢英尺楚3懸；好W營—狀氣體的重量，亂磅；機(jī)M?！銡怏w的分子量恩；瀉T拳—熊氣體的溫度，際R桐。哨常數(shù)考10.722太根據(jù)以熄磅介/醒英尺夾2砌(彼絕壓它)族為壓力單位的經(jīng)通用氣體常閘數(shù)絡(luò)154腹4輝換算得出。這兩個公式在使用煎時可有多種變齊化。在確定一胡定量氣體的重歡量時，可以寫柄成島式中符號和單猾位同上。但混合氣蛾體夢按仙如可得到混合紋氣體中各組分拐的體積百分比堆的分析結(jié)果，吧就可迅速確定反混合氣體的平任均分子量。為末使術(shù)語前后一釋致，在敘述其謝計算步驟時，猾采超用償“踢摩爾百分挽率惰”而這個詞。攜然而，氣體的沒摩爾百分率即傾等于各組分的小體積百分比。估通過舉例可以乘更好地說明這驟一點。假設(shè)需士要根據(jù)如下分碌析求出一種天貸然氣的平均分砌子量：危甲慌烷宴丑介次往94.6%誕乙孝烷化榴破熱4暑.6%娘氮漫艙欲快像0.6%累二氧化事碳展弓撤0靜.2%病該天然氣的分可子量即可按下袍述方法計算忍(惹例中各組分的纖分子量數(shù)值取憤自蠶表乒7-1夠)題：墾各組調(diào)分改溜飯釘澇低摩爾百分率播分子秘量域爸活拍汁檔(燒體積百分比標(biāo))指16.043辭醉0悠.946側(cè)血=15駛.177摘30.070役圈0.04謎6勺癥=1.383山28.016刻授蹄0.00厚6浩牌=謀0.168溉44.011艙佳以0.00毀2執(zhí)轉(zhuǎn)=粉0.088仰混合氣體分子養(yǎng)量南=切16.816疊（二）估算壓楊縮天然氣所需鳴要的馬力伴估算每天壓縮曾一百萬立方英佳尺襲天然氣所需要語的馬力，可采伴用下面的公式糞式竟中字BH慌P聚—宏制動馬力；漏MMC走fd嚼—泡百萬立方英本尺諒/溝天；怨R解—渣壓縮比，即出吼口絕對壓力除焦以入口絕對壓逼力；振J紐—迎超壓縮系數(shù)，愿假設(shè)每周10墻0疫磅險/半英寸忙2遲的入口絕對壓雕力為喘0.022循。幕下面是一個例鋒子：每天將銅一千萬立方英丸尺仗的氣體，從挪185錄.3鞋磅首/今英寸躺2會增至槍985宮.3抱磅梯/沙英寸貫2果，應(yīng)安裝多少漁馬力？往用絕對壓力表縱示就分別并為嘆20煙0秧和環(huán)100厘0久。那么代入公式采每天駛一千萬立方英那尺粉氣體需教要而106剛5應(yīng)制動馬力。忘在入口壓力約綁為南40皆0形磅質(zhì)/御英寸可2再(竹絕壓宴)告的情況下，每尸天百萬方英尺槳氣體所需的制咳動馬力可從薄圖撈8-達(dá)1顏口讀出。躲上述公式可以靠用來計算各種杠入口壓力及不畢同物理性質(zhì)的氧氣體所需要的脊馬力，這樣就禽可以繪制出一片族曲線。圖8-1際（三）運用壓謠降的方法估算摘氣管線的漏失筐量淡為了確定在基姜礎(chǔ)壓力粗14姑.4逆磅其/繪英寸狐2摘(生絕壓克)祥和溫度慧60慎F結(jié)的條件下的漏殲失量，以百萬方立方英遮尺糠/典年為單位，可即將羨1逆英里躲管線連在換1兇小時試驗內(nèi)得躍出的數(shù)值作為子基數(shù)。采用下芹面公式奶式憶中謹(jǐn)填D傍—賣管子內(nèi)徑，英紅寸；翻P四1繡—煩試驗開始時的面壓力，添磅故/巨英寸盞2蒼(皺絕壓蘋)策P倉2袋—同試驗結(jié)束時的途壓力，責(zé)磅壩/稱英寸圍2雷(霞絕壓閘)目t肌1己—甩試驗開始時的田溫度，才F因；請t項2紙—埋試驗結(jié)束時的挖溫度，并F歲。瑞采用這個公式捷的誤差約句為燭4柿%認(rèn)。地（四）集氣管滲線流量的快速畫確定法犬這里介紹一種話估算集氣管線宗內(nèi)氣體流量的桃簡便方法。對稱于小口徑集氣摩管線，這種方艱法與更難的更栗精確的公式相癥比，其誤差級在冊10析%續(xù)以內(nèi)。勇式憐中瞞毯Q漫—監(jiān)每貴2某4烤小時氣體的立佳方英尺數(shù)；蒜d伏—櫻管子內(nèi)徑，英鍋寸；遵P磁1頸—擁起點壓力，置磅鬧/哄英寸階2水(丹絕壓衡)士P失2歷—呆終點壓力，專磅脫/鎮(zhèn)英寸嘩2禍(駱絕壓括)炒L財—級管線長度，英煩里。朝（五）怎樣估轟算輸氣管線進(jìn)朵行密閉試驗所慢需要蟻的時間以及新釘管線上允許的宋最大壓力損失狹這兩項算法可剃以有助于輸氣微管線的空氣或月氣體試驗。它嶼們不能用于靜刃壓試驗。各輸?shù)蕷夤舅捎妹浀某?shù)值隨著挨經(jīng)濟(jì)意圖、管模線條件和輸氣蕩量的不同可以毫有所變化。椒管線充完氣并糞且穩(wěn)定下來之枯后取得良好的盼密閉試驗所需斗要的最短時間依可由下面的公舌式來確定本式撒中湖H炊m鏡—博獲得準(zhǔn)確試驗過所必需的最短晚時間，小時；糖D贊—距管子內(nèi)徑，英研寸；糞L膛—甜試驗管線的長翁度，英里；冬P梅1幼—皮試驗起始壓力長，罩磅劫/申英寸臥2命(頑表壓改)籌（六）多相流廳動咽正如本章一開雀始所指出的，拜在油田生產(chǎn)操龍作中，油和氣障或者油、氣、謀水同時在一條誤管線內(nèi)流動的字問題已經(jīng)越來喊越重要了。由灘于必須考慮到碧兩種或更多種右流體的特性，挺還由于流動條勇件決定了液體愚的不同流動形擋態(tài)，因此這些液問題是很復(fù)雜貿(mào)的。這些流動蝦形態(tài)，在任何德一條線內(nèi)，都軟可以隨著流動墾條件的變化而胖改變，并且它槽們可以共存于觸同一管線的不盛同位置。斤不同的研究人隔員對流動形態(tài)列的認(rèn)識和采用燦的術(shù)語都不相楚同。通常所認(rèn)獵識到吹的是：債氣泡向流動—友氣泡沿著管子央上部以與液體山大致相同的速恥度流動。談氣團(tuán)遠(yuǎn)流源—準(zhǔn)氣泡聚結(jié)成大為的氣泡占據(jù)了腔管子大部分截碎面。品層狀璃流源—攻氣體液體界面紀(jì)相對穩(wěn)定，氣糊體在管子上部毒流動。處波狀扔流銹—威與前者相同，焦只是在液體的暑表面形成了波協(xié)浪。奏段塞辯流羨—柴有些波浪的頂鉛部觸及管子的芬頂部。這些氣值團(tuán)以高速度運求動。饅環(huán)狀域流都—逢液體貼著管壁椅流動，氣體以罩高速在中心穿糠過。稅霧狀香流破—持液體散布在氣摸體中弟多相流動的壓私降一定高于單環(huán)相流動的壓降督，上述對流動爬形態(tài)的說明即熊強(qiáng)調(diào)了這種現(xiàn)她象的第一個原蛛因。后者的壓柜降主要是磨擦余的結(jié)果。在多紹相流動中，除拌了磨擦以外，雕能量損失還在工于氣體使流體萌加速，氣體的所壓縮以及波浪忌和氣團(tuán)的形成犬。流動形態(tài)不痛同，這些損失弄也不同，而流逢動形態(tài)是作為跡流動條件變化冊的結(jié)果而變化奉。第二個原因捕是這樣一種情希況，即由于管扯內(nèi)存在兩相物按質(zhì)，其中每一艷相所占的橫截漂面積就少了。殲正如前邊所討甘論過的，壓降漲與管子直徑的綠五次冪成反比篩。兩相水平流動噸為了預(yù)計兩相款流動中的壓降哨，不同的研究醒人員提出了二高十多種相互關(guān)若系。關(guān)于這項惠研究，經(jīng)美國稅石油學(xué)會和美考國天然氣協(xié)會奶聯(lián)合發(fā)起，在懷休斯頓大學(xué)對沸其中五個相互扎關(guān)系進(jìn)行了驗盒證。在實驗中氏，戶從洽1500覽0紛多個所得到的盤實測數(shù)據(jù)中篩坊選洞出近262寬0稈數(shù)據(jù)，再將這優(yōu)五個相互關(guān)系稼與這些數(shù)據(jù)進(jìn)盼行比較。懂這項研究報告釀的統(tǒng)計部分得界出結(jié)論，在所慘驗證的五個相療互關(guān)系中，洛毫克哈膛特尸—亂馬蒂內(nèi)利棒(乓L圣ockhar旁t-mart悅inelli調(diào))噸的相互關(guān)系顯延示出與實驗數(shù)村據(jù)最為一致，窩尤其是對于油蠢田生產(chǎn)中常用襲的管子尺寸。躲該方法可以歸免納如下：劑假設(shè)氣體和液美體都單獨在管膠內(nèi)流動，確定探出它們的單相冒壓降。這一步夸是采用以前給戲出的方程完成晉的。躁確定無因次參益數(shù)宿X=明，式虹中遙△魯P梢L省和租△灣P槽G汽分別是液體和信氣體的單相壓引降。剃這種方法判明車了兩相流動的膝四種方式如下流動方式弊氣旺體揭義擁步懇現(xiàn)液體低紊當(dāng)流債啞嬸野踐絲層流手紊重流炕肅焰睡筍校紊流肌層約流端攻絡(luò)露楚標(biāo)層流度層骨流盜乒擺青傳拴紊流定每一相的流動擊類型都由它的糠雷諾數(shù)所決定陷(科圖蔑11-6桌)訊從圖中查出系如數(shù)瓜φ命，作勸為怎X找對適當(dāng)?shù)牧鲃映绞降暮瘮?shù)。壯那么兩相壓降摘即是掌可采用氣相或喜液相中任何一網(wǎng)種單相壓降，雷結(jié)果是同樣的羽。局對于油田生產(chǎn)抹操作中的兩相責(zé)流動問題，如派只需求出近似逐的估計值，可關(guān)以采用某種簡睜化方法：勿1番．油和氣體在撇流動狀態(tài)下的盆體積可從均衡求閃蒸計算中得具到確定，但是權(quán)通常得不到這緣樣做的資料，寧因而可以采用完下列步驟：：藥氣體體積采用甲圖綱11-壇5鑄中的曲線確定情，這個圖產(chǎn)表茅示了不同重度零的原油和不同影飽和壓力驗(炒這里為來油管公線壓力呆)帥的氣體溶解度魯。如果已知某暖一壓力的油氣領(lǐng)比，就可以通斬過曲線用下面夾的方法計算另擠一壓力的油氣兔比：咐假愧設(shè)絨30秘AP炊I忍的原油，在洽90有0柄磅克/束英寸縱2宰的壓力下，油糞氣比為捧60霸0紡英尺魔3村/忠桶。確定糾130頌0狐磅幅/抵英寸閘2墊壓力時的油氣療比。同圖可知或，在捉90賓0畫磅陜/恥英寸頃2唐時，氣體溶解較度為剪20晃5識英尺組3錢/喇桶，在壁130回0秧磅源/岔英寸術(shù)2枯時，氣體溶解揭度為紋30凝0指英尺貍3啄/界桶，增加了年9味5土英尺恩3熟/蓋桶，因此在別130壞0肢磅蜘/給英寸冬2驚時，油氣比將臺圖陽11-浙5疲根據(jù)飽和壓力叉和原油重度預(yù)六測溶解度拜為兆600-95破=50輪5憂英尺侮3猾/敞桶。淘溶解氣體的增弄加會造成原油對體積的增加，組這可以從計算漢泡點液體地層圣體積的圖表中榴得出。但是，跡對現(xiàn)場來油管箱線這樣的近似斃估計問題，這參一步常?？梢钥奘÷缘?，不至刊于嚴(yán)重影響結(jié)左果的有效性。豐2偽．在這里所考與慮的多數(shù)情況像下，流動方式辭是紊發(fā)流轉(zhuǎn)—轎紊流。因此，或圖示1谷1姥—縣6唱中的曲線給出嚼的系數(shù)僅用于軌這種方式。死圖裕11-6跟德系燈數(shù)喂φ助，用于兩相流磚動的洛克哈畜特溝-效馬蒂內(nèi)利相互傻關(guān)系投（七）可壓縮派流管線壓降的福計算圖表穴可壓縮液體的惡流動壓降可由鬼達(dá)西接(分D撇arcy)申公式來計算敞式扮中用P寄100急—布每百英尺管子銀壓降，武磅我/覽英寸麻2陜(滾表壓手)絹f冷—養(yǎng)磨擦系數(shù)，可陣從本書煎圖閑13-2耕2善中求出；止w芝—辦流量，幫磅僚/限小時；宰d抽—窩管子內(nèi)徑，英嘴寸；心q妙’雅—款流量，英尺轟3財/姓小時規(guī)(鵝在肢14其.7賠磅吧/睛英寸祝2握表壓、猛60搶0脹F蚊的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下森)挎；訪S極g粘—序氣體相對于空芒氣的比重泳(診即氣體分子量俗與空氣分子量星的比值呢)饞；尤ρ涂—澇氣體重度，托磅娃/態(tài)英尺赴3講(幫圖浪10-3)代。爛上邊給出的任卡何一個公式所爹得出的壓降都棒可以從計算圖雪表渠(爹圖室11-10犯)歇中求出。摘圖步11-10蝶受可壓縮流管線明的壓降五、腐蝕誕（一）計算接凱地床電阻和整駝流器電力費用偷的曲線圖杜對于常規(guī)型接婚地，扛圖爹15-炮1櫻可以快速確定螞各種接地床對角土壤的電阻和癢根諸據(jù)乓50加%俘整流效率計算姑的年電力費用被。這些曲線是懇專為標(biāo)準(zhǔn)的鎮(zhèn)3迫英寸鋼×遇6炎0流英寸調(diào)和技4虧英寸筐×辰8鑼0丟英寸社石墨陽極設(shè)計奪的，石墨陽極起置于垂直或水狠平洞穴的中心唇，并用夯陳實的煤焦粉按度照說明的尺寸玉回填。例：楚土壤電阻感率般—劈100厘0榆歐哄姆曠—僵厘米仙電蹦戚琴價續(xù)—洋3密美任分辯/匙千瓦小時卷整流器額定錦值統(tǒng)—盼2怖0放安培鍵為了確定最佳效尺寸的接地床這，從圖醉中握“聽土壤電阻率，掘歐色姆歪—破厘掉米矩”腿的線開始，式過嘴100連0允歐明姆碎—攀厘米的點作垂收直線，延長到坦與所有類型的良陽極相交。然匹后水平向左求帽出水平陽極的窮對地電阻，水卸平向右求出垂洪直陽極的對地膛電阻。曲線代黑表間距收為犁1寶5羊，療2臥0屆和撇2白5佩英尺忘的各組垂直陽沃極。賣為了從右下和錢左下部分中確屯定耗電量和每算年的費用，從窮左上部分縱坐任標(biāo)得出的水平牧陽極的電阻值闖應(yīng)該轉(zhuǎn)換到右編上部分的橫坐庸標(biāo)。為了在下狹面的兩個部分沈中求得電力費仗用，縱坐標(biāo)表田示栗以測50剝%寺整流效率為基摧礎(chǔ)的耗電量，驕以交流瓦為單太位；同時左下意部分的點對應(yīng)素的橫坐標(biāo)表示分每年的電力費寺用，以美元為趕單位。殲（二）怎樣快謙速計算接地床裂電纜的電壓降流采用下面的公惕式計算接地床瑞銅電纜的電壓疫降怕式拒中行紫V懲T歇—脆總電壓降，伏型特；才R帆1000艇—煮每千英尺電纜進(jìn)電阻；粒I放T叨—爬總電流，安培黎I己A盡—畝I假T免/犯N半，每個陽極的氣電流；御D蚊GB屑—第整流器到第一還個陽極的距離險，英尺；學(xué)D研A拳—竭陽極間的距離棵，英尺；薯N堆—縮接地床上陽極蘿的個數(shù)。寧（三）測量管帝線電流的測試震樁間距是多少瞎？透用以湖磅鑄/理英尺為單位的齒管子重量乘第以受4浩，得數(shù)即是得滲0.00咽1儉歐姆電阻，指或匙1德安培每毫伏電啊阻電壓降的間鋸距。制例：管子重量干為爺40.48濃磅副/器英尺。廊40.5世×4=162亞按詳16印2欠英尺鞠的間距安裝測般試樁。定這個算法適用每于耀B去級無縫焊接管出線，鋼材的改催變可能造成最竟大民為鮮15眉%協(xié)的誤差。如果厲要獲得精確結(jié)吉果，總還是對危一段管線進(jìn)行狂標(biāo)定為宜，但洲是如果采用了配上暢述的算法，間存距就不會太小仙以至影響測量屠效果，也不會揭太大以至造成攏安裝不便。頭（四）犧牲陽虎極的成組裝置增在成組安裝陽巧極時，確定輸叛出電流應(yīng)該計坡入間距的修正膚系數(shù)。薦圖咸15-舊4克中表示了多根派陽極裝置的修獎?wù)禂?shù)。栗陽極的間距，頓英尺圖15-4豆（五）如果整膊流器通過某一氏接地床敗(孤石墨或碳封)五輸出一定量的畏電流，怎樣求懇它的額定電壓稅用所需電流柳(固安培臘)倒乘以接地床的螺總電阻爐(賢歐姆，計算值辦或測量值均可協(xié))虜；加鞠上伙2吵伏，用于克服餃?zhǔn)c被保護(hù)鋪鋼材之間的電瘡流差異。攻例：一接地床因的電阻為哀0.9壁歐姆，它的所賤需輸出電流賄為液2章0斜安培。陸(鳳20湖×綁0.9)+2幣=20座伏較選定下一個較上大的規(guī)格，很享可能默是券2沙4拒伏艷(陜這取決于制造己廠家冷)色。膠說明：當(dāng)電阻羊為測量值而不奉是計算值，并站且是管子與接透地床之間的總糕回線電阻的時課候，這個方法海是相當(dāng)精確的勾；對于計算值哭，則應(yīng)予以注軍意。魔（六）確定涂臘覆管線電流需止要量怖在極化操作進(jìn)凝行纖3己或另4康小時之后沿管隔線進(jìn)行測量，移確定管線對土悲壤電位為代1.0災(zāi)伏和葡0.8番伏的兩個點袖(方見喪圖奴15-5蠶)啊。那么位于這壁兩點之間的這遞段管線即處于翻平均電位約臂0.9沸伏，此值大約扮等于由布設(shè)的耽鎂陽極進(jìn)行保貨護(hù)的管線的平戴均值。如果分偽別在這兩個點祝測量管線電流拉，那么這兩個股管線電流的差螞將是這段管線壞上接受的總電搜流量。然后用枝這個量除以這毒段管線長度就曬可以得出管線意的電流需要量瘦，單位是安鋒培述/稅英里。自然，主只有選擇的那改一段管線真正芳具有代表性，捐這個數(shù)值才適綱用于全部管線轉(zhuǎn)。在這一點上撤就需要運用判包斷力。臥如圖塌15-5區(qū)所示，電焊機(jī)勁或其它直流電票源的電流它從剃A蛋點流出管線。沫在確定出王的木B醒點辨和單C超點上，管子對就土壤減(勒P/S賀)綁電位分別為痰1.0合伏或姓0.8杠伏，它們之間荷的平及均弄P/羽S香電位為剖0.9死伏。那么巷使逮L束英里管線達(dá)到用0.9雀伏所需要的電兔流穴為辛I外B骨—抬I苦C然，并且管線所著需要的平均電街流為民(騰I久B顫-I端C敗)棵/姻L陷，以安奏培姻/話英里為單位。圖15-5窮（七）在管子芹對土壤電位為莖估算值時確定蛛涂覆管線的電封流需要量璃如果不可能或子不便于確定出閉精確值為烘1.0磁和耍0辣.8穴的點，那么就耕可以取與這些哭數(shù)值近似的讀頂數(shù)值，然后電助位和管線電流艦就都可以調(diào)整栽而得到所需的廊量；這點在圖罪15-6償中作了說明；靠讀數(shù)取垃自項“磚A護(hù)”頸點藥和善“換B歡”刪點，通過假設(shè)環(huán)靜電位為市0.6陵伏和線性衰減盜，確定辰出臺“承C椒”秀點菠和端“耗D側(cè)”套點的值為穿1.0貌和幫0.8價；由于管線電郊流的變化規(guī)律查與電位的相同殲，這樣就能夠務(wù)確定后面兩個教點上的電流數(shù)智值，并得到年追需要的量。檔不能期望這樣灰做出的估算具趨有很高的精確訂度；它僅僅是尼初步的。劫如魔圖鏡1助5駝—臥6撇所示，帽在玩A堤和瓜B夸上進(jìn)行管子對脾土壤電位的測壘量和管線電流貪的測量，然后虎(奉在無其它資料淋的情況下刪)決假設(shè)管線的靜燙電位原為率0.6畫伏。以此為基遠(yuǎn)礎(chǔ)，恢管子對土壤電本位和電流的曲憐線即在半對數(shù)蹲坐標(biāo)紙上繪出香了直線，管子攤對土壤電位為氏1.0質(zhì)和默0.8鏡的點就確定殲于精C臣和拖D兆。那么這兩點激的電流值之差莖就給出管線長禽度我L顏的電流需要量逼。圖15-6鏈（八）管線上陷的高壓直流效縮應(yīng)亮通過由大地傳拿遞的直流電和壺管線本身的電介性質(zhì)所產(chǎn)生的巧電場，管線收尚集、傳導(dǎo)并釋予放高壓直流倘(文HVDC)潮電源的電流勝電甜場貿(mào)棗李假設(shè)大地和管初線的電性質(zhì)是癥均勻的，并石且兄HVD菌C竊效應(yīng)絕緣于其辛它雜散或感應(yīng)灶電流的效應(yīng)。寒這種假設(shè)使這網(wǎng)一部分總體保捷護(hù)問題的分析孩成為可能，并蔥有助于認(rèn)巾清限HVD累C年大地電流的獨似特效應(yīng)。哀歸根結(jié)底，管們線傳導(dǎo)的總電隨流就是所有各約種分電流的和抵。這里包括保痕護(hù)電流、大地伶電流和其它雜期散或干擾電流戰(zhàn)。灶直流電在大地廁中的傳導(dǎo)是一懼種電解現(xiàn)象，駕其特點在于電冷場把兩個地極邀都包圍起來，膜并且獅與據(jù)HVD親C灣大地電流成正紫比襖(按圖陣15-7豆)巾。當(dāng)電極間隔留幾百英里時，隨電場表現(xiàn)出在脊每個接地極周景圍集中的趨勢塵。撥如火圖淡15-邪7堤所示，直流電惜在大地中的傳廟導(dǎo)是一種電解貴現(xiàn)象，其特點芳在于電場把個父地極都包圍起婆來，并且涉與步HVD拳C蕩大地電流成正丈比。另包圍相反電極廟的電場屬于相扔反的極性。如孝果大地電流的則極性轉(zhuǎn)向，包拜圍的電場也轉(zhuǎn)國向。電場中任備意點相對于遠(yuǎn)遼地的電位關(guān)(賞V藍(lán))旬，由具有電阻刺率擇(算ρ妻)鎖的均勻大地中慘的電極在距失離聰(陪蠟r)潛上發(fā)出的電極糧電流見(隊I)膠造成，可通過赴以下關(guān)系求出圖15-7午這個關(guān)系是實昏際發(fā)生情況的忍簡化表達(dá)式。蘿大地電阻率在蛙深度或水平距慨離上都不是均燒勻的，這一點暗使均勻大地中替電極周圍的理墾想電壓分布變窯得不規(guī)則。導(dǎo)為了改進(jìn)對大逗地電流的分析前和計算不同的濫電阻率，已經(jīng)預(yù)研究出了用計毀算機(jī)技術(shù)來估起算不同電阻率迎的多層狀態(tài)大欠地的大地梯度攻。通過這個方齡法還預(yù)計了管題線效應(yīng)，據(jù)報辛導(dǎo)這些模式和斃現(xiàn)場資料之間油具有合理的一功致性。對大地除梯度和管線鍵上連HVD壤C耗效應(yīng)的特性進(jìn)窮行定量計算的融技術(shù)已經(jīng)具備洪。個管線上專的冊HVD念C大效應(yīng)，管線上夾存在的總電流梨中肅，扛HVD姜C裂分電流是否造終成腐下蝕問題，取決稀于沿管線的保坐護(hù)電平以及附乓加分電流對保理護(hù)電平的效應(yīng)擇。亭圖松15境-8秋a敞說明鳥在畢HVD涂C逮電極從大地收點集電流的條件碰下，在某一間酒隔距離上沿管炮線傳導(dǎo)的總電嘆流爽的膏HVD螺C覺分電流。墊在確定管線的灑保護(hù)量方面，丈電流轉(zhuǎn)移關(guān)系君的特性很重要役(貌圖壯15-8刪b)手。如果向土壤璃轉(zhuǎn)移的總電流防中采，喪HVD器C北分電流大到足哈以超過任何局櫻部的防腐保護(hù)卡電平，在電流赤從管線向土壤防轉(zhuǎn)移筑(獵這種情況下是屠沿著中心恰)耍的那些管線的并部位上，就會純出現(xiàn)腐蝕。鋤圖敢15側(cè)-8按a斤中表示的管線仇上慨HVD暢C確的分布可作為租一個基礎(chǔ)，用藥來研究和說明姓保護(hù)管線免蜘受暫HVD鳳C朱大地電流不利唉影響的特性要炭求。如圖所示博，假設(shè)的問題工是現(xiàn)場中可能彈遇到的一種情煙況。在這個例倚子中，作了如逮下假設(shè)：活1全、管線是長的釀、直的，而且舍電性上是連續(xù)渴的。其壁厚、慣直徑、材質(zhì)和孔涂層都是均勻昨的。委2逐、離開最近移的鞋HVD拐C撈大地電極真約尺3判0報英里。螺3注、大地電阻率蘋在整個區(qū)域上污是均勻的。也圖騾15辛-8謠a想HVD金C籍電極和管線之鑰間的幾何平面躺圖樹(墻箭頭表畢示艷HVD奧C犧分票電流的方向。禿如果電極的極簽性顛倒，這些束箭頭就會反過志來。澇)繭4撥、兩種極性腹的見HVD投C巨大地電流的最郊大值都對管線早產(chǎn)生效應(yīng)。售雖然這些條件桑在任何管沙線望HVD捎C略系統(tǒng)的實際情川況中可能都不步存在，但是它肝們可用來查明腐和估算在實際革情況中為防卸止劑HVD承C興效應(yīng)進(jìn)行保護(hù)占的需要量。肅圖殘15-8沉b年挖飄曲線表示出沿吊管線長度進(jìn)出翠管線救的與HVD氣C悉轉(zhuǎn)移特性趕(暖轉(zhuǎn)移電流值等顆于電流密度活)莊圖芽15繳-8命c叼重掌管線中傳導(dǎo)的拼電流型(設(shè)其值為沿管線嗽轉(zhuǎn)移的電流總見和高)灰圖抽15-9竟狠表戴示如HVD呆C磨從一種極性的醫(yī)最大值轉(zhuǎn)變到饅另一種極性的勉最大值時，效狼應(yīng)的范圍或包毀絡(luò)。這個曲線籍圖的坐標(biāo)是段：紛X假軸為距離墓，稿Y掠軸為電壓。戰(zhàn)電壓與通?？刹碓趯嶋H管線上欲測出的效應(yīng)相自對應(yīng)：管子對給土壤的電壓用租銅獄-噸硫酸銅半電池床測量。管線上忘任意點的電壓咳效應(yīng)值是轉(zhuǎn)移購電流和管材與輛相同面積土壤熔間電阻的乘積夾。三圖海15-東9臘還表示了假設(shè)逆的合理標(biāo)度值側(cè)，來說明可能旨存在于實際裝腐置上各種綜合胡的保護(hù)需要量傭。電壓值給出糧管子對土壤的饒電壓讀數(shù)變化筐，這可以依由睛HVD散C累轉(zhuǎn)移電流造成怨。如果把這塔個鞋HVD叉C側(cè)認(rèn)為是僅寄有抓區(qū)腐蝕源，那么勵用秋銅但—慚硫酸銅升半仙朗電池測出的管拳子對土壤電壓損讀數(shù)在沒有轉(zhuǎn)狡移電流的情況殊下約為觀0.85樹伏。這個標(biāo)度踩表示在圖的左覆側(cè)。在這個軸逆以下的任何讀寸數(shù)時都可以發(fā)教生腐蝕，因為跨電流正在離開孤管線并進(jìn)入土殼壤而導(dǎo)致了管輔線對土壤電壓鐵讀數(shù)的這種變其化。限在寇HVD拾C卻造成條件使電蓮壓表讀數(shù)增加藏的管線部位上縱，電流正在管執(zhí)線上集中。因進(jìn)此，水平軸就那代表腐蝕界限厘。涂層剝離界邊限存在于這個古軸的上方。在您這里，從蘇大地向管線轉(zhuǎn)漿移的電流密度泉導(dǎo)致氣體逐漸榴形成，這可以毛使涂層起泡。喘在這個例子中認(rèn)，采用蝦銅置—近硫酸銅半電池瓦測出的管子對澡土壤電壓讀數(shù)側(cè)1.5鳥伏被表示為涂貞層剝離界限。巡這些界限之間嶄的差給出假設(shè)刑的安全操作帶另寬度為牌0.65核伏。在具體應(yīng)糞用的場合可采博用除此以外的厭數(shù)值。但是，綿這些界限可以匠用來說明原理船。瓣保護(hù)系統(tǒng)的界擦限塞瓶鏈根據(jù)圖麻15-9棍的分析，研究凍了沿管線進(jìn)行碑防腐或防剝離裹的保護(hù)量，其煙結(jié)果繪入后邊可的圖中。保護(hù)史的上限是在不嗎超過剝離界限轎的情況下，管鞋線可收集的最當(dāng)大電流量；保夾護(hù)的下限是使據(jù)其保持在腐蝕坦界限之上，管軟線應(yīng)收集的最低小電流量。層在姓HVD搖C都的這個值上擺(揚圖扎15-10)適，無修正的管貝線效應(yīng)由曲買線召1澇表示。沿管線薪的兩端概在鐮A-川B應(yīng)或跌E-庭F忙的區(qū)段不需要公進(jìn)行保護(hù)趣，形B邊和倦E若之間需要防腐慮保護(hù)。沿管線余最小的保護(hù)效傍應(yīng)由曲先線溫2布表示洞。聽HVD眼C胖和這個保護(hù)效企應(yīng)的合量落在香腐蝕界限上。匠曲愛線薪3秒表示在不超過零涂層剝離界限趙的情況下，可萄沿管線施加的電最大保護(hù)效應(yīng)篩。因而，性在盟HVD蜻C季電流的這個最條大值和極性的素條件下，這箱兩祝寸個保護(hù)界限之熔間的區(qū)域，就專定為在管線任正意部位都可接糟受的保護(hù)系統(tǒng)宿特性的范圍。幼當(dāng)膠HVD稿C