Category مقالات مرتبط

اگر يك جريان الكتريكي از خارج به یک پيل خوردگي متصل شود باعث تغيير پتانسيل الكتريكي (ولتاژ) آند و كاتد مي‌گردد، اگر به گونه‌اي با تغيير پتانسيل، اختلاف پتانسيل بين آند و كاتد صفر شود، آن‌گاه جریان نیز صفر و خوردگی عملا متوقف می شود. در حقيقت حفاظت كاتدي تغيير پتانسيل كاتد و رساندن آن به زیر پتانسيل آندی خود آن فلز مي‌باشد.. حفاظت كاتدي به دو روش قابل اجرا مي باشد كه شامل روش اعمال جريان و روش آند فداشونده مي باشند. در شکل زیر حفاظت کاتدی یک مخزن بتنی (تیکنر) با استفاده از آندهای فداشونده اجرا شده توسط شرکت تکتا خوردگی شریف در کشور لهستان قابل مشاهده می باشد.

خوردگی آرماتورهای فولادی در بتن با افزایش حجم قابل ملاحظه روبرو است. این موضوع منجر به ایجاد تنش های کششی بالا در بتن شده و در نهایت منجر به ترک خوردن و تخریب آن خواهد شد. در محیط های دریایی بدلیل وجود عوامل خورنده ، لایه غیر فعال یا پسیو فولاد، از بین می رود و بتن دچار خوردگی شدید خواهد شد. حفاظت کاتدی یکی از روشهای جدید و موثر در حفاظت سازه های بتنی مسلح در برابر خوردگی می باشد. حفاظت کاتدی به دو روش اعمال جریان و روش آند فدا شونده قابل اجرا می باشد. در برخی از سازه های بتنی مثل بتن های پیش تنیده، بکارگیری روش اعمال جریان از حساسیت بالایی برخوردار است. در این حالت اگر بدلیل طراحی غلط و یا دلایل دیگر، خروجی ترانس رکتیفایر بیش از مقدار مورد نیاز حفاظت کاتدی باشد، منجر به تردی هیدروژنی و از دست رفتن چسبندگی آرماتور به بتن خواهد شد. در چنین مواردی بکارگیری روش آند فدا شونده توصیه می شود.

حفاظت کاتدیک عبارت است از جلوگیری یا کاهش سرعت خوردگی فلزات توسط اعمال یک جریان الکتریکی خارجی DC یا تماس آن با یک آند فداشونده، بر روی سطح فلز مورد نظر (در مناطق آندی خوردگی صورت می‌گیرد و در مناطق کاتدی حفاظت صورت می‌گیرد).

عملیات حفاظت کاتدیک را می‌توان در مورد خوردگی فلزاتی از قبیل فولاد، مس، سرب، و برنج در زمین (خاک) و محلول‌های مختلف آبی به کار برد. به کمک این سیستم می‌توان از خوردگی حفره‌ای فلزات روئین از جمله فولادهای ضدزنگ جلوگیری نمود.

اغلب ما با قطعات فلزی زنگ زده روبرو شده ایم و از همان کودکی متوجه تمایل ذاتی فلزات به زنگ زدن و اکسید شدن شده ایم، بخصوص برای فلزاتی که با آب و خاک در تماس هستند.

برای اینکه درک بهتری از سیستم حفاظت کاتدیک داشته باشیم، می‌بایست عواملی را که باعث خوردگی می‌شوند را بشناسیم که این سه عامل به شرح زیر است؛

دو فلز غیر هم جنس

الکترولیت

مسیر فلزی برقرار کننده جریان بین دو فلز غیر هم جنس

این سیستم به عنوان یکی از بهترین و مؤثرترین روش‌های حفاظت از خوردگی می‌باشد.

در این روش سازه مورد حفاظت، کاتد می‌شود، در دانش الکتروشیمیایی، آند خورده می‌شود و کاتد محافظت می‌گردد لذا جهت جلوگیری از خوردگی سازه‌ها، از حفاظت کاتدی استفاده می‌شود.

انواع سیستم‌های حفاظت کاتدی

حفاظت کاتدیک و آندی مکمل پوشش‌ها می‌باشند، در نتیجه کیفیت اعمال پوشش‌ها از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد که در این خصوص بازرسی‌های مربوطه می‌بایست انجام پذیرد.

دو نوع سیستم حفاظت کاتدیک به وسیله آندهای فداشونده (آلومینیوم، منیزیم، روی) و دیگری به روش آندهای تزریق جریان (آند چدنی پر سیلیس یا سیلیکونی، آند MMO و… ) می‌باشد.

سیستم حفاظت کاتدیک به روش آند فداشونده

سیستم فداشونده (گالوانیک):

در روش حفاظت کاتدیک فداشونده با اتصال یک فلز فعال‌تر به فلزی که قرار است حفاظت شود یک پیل گالوانیک بوجود می‌آورند و واکنش اکسیداسیون در آن متمرکز شده و از خوردگی کاتد جلوگیری می‌شود.

در این نوع از حفاظت با توجه به ترکیبات تشکیل دهنده آند، استفاده از آنها در محیط‌هایی با مقاومت ویژه بالا و جریان زیاد محدودیت‌هایی وجود دارد.

اربردهای سیستم حفاظت کاتدیک

این سیستم در تمامی سازه‌های فولادی مدفون در الکترولیت کاربرد دارد.

سیستم حفاظت کاتدیک به دلیل کارایی بالا و بازدهی مطلوب در حفاظت از انواع سازه‌های فلزی مدفون و مستغرق در بسترهای الکترولیت، در صنایع مختلف کشور مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به نمونه‌هایی از بهره گیری از این سیستم اشاره خواهیم کرد.

در زیر به شرح برخی از متداول‌ترین سازه‌های در تماس با الکترولیت اشاره می‌شود؛

خط لوله‌های مدفون در الکترولیت:

مخازن رو زمینی:

مخازن مدفون:

سازه‌های دریایی:

بویلرها:

آرماتور بتن:

آموزش و مشاوره حفاظت کاتدیک

شرکت دانش آریاکه محصولات خود را با برند aria تولید می‌نماید، ضمن اعلام آمادگی جهت تامین و تولید تمامی محصولات حفاظت کاتدیک از جمله انواع آندهای فداشونده (آلومینیوم، روی و منیزیم)، آندهای تزریق جریان ( MMO، HSCI) و دیگر ملزومات این حوزه (کابل کاینار، اسپارک گپ) که منطبق بر بالاترین کیفیت مورد پذیرش استانداردهای روز دنیا می‌باشد، به استحضار می‌رساند که در راستای رسالت اجتماعی خود به صورت رایگان حدود یکصد وبینار آموزشی در زمینه خوردگی فلزات ، سیستم‌های حفاظت کاتدی، عیب یابی، مشاوره و طراحی و همچنین آشنایی با تجهیزات، استانداردها و نحوه بازرسی و تست عملکرد آنها اقدام نموده است.

اخبار/

یکی از انواع خوردگی فلزات که در حوزه علوم مواد مطرح می شود خوردگی گالوانیک است.

آیا شما می دانید ایجاد شدن این نوع خوردگی در یک سازه فلزی چه عواقب جبران ناپذیری می تواند داشته باشد؟

برای آشنایی با راهکار های جلوگیری از این اتفاق لازم است ابتدا با علت پیدایش و دلایل تشدید آن آشنا شوید.

در این مقاله سعی داریم به زبانی ساده با این خوردگی آشنا شویم.

خوردگی گالوانیک چیست؟

خوردگی گالوانیک (Galvanic corrosion) هنگامی روی می دهد که دو فلز متفاوت در محیط الکترولیت، با یکدیگر تماس الکتریکی داشته باشند.

طی این فرآیند، الکتروشیمیایی ایجاد می شود که فلزات موجود در آن فعال تر بوده و به صورت آند و کاتد عمل خواهند کرد.

خوردگی گالوانیک در حقیقت به دلیل اختلاف پتانسیل الکتریکی در میان فلزهای مرتبط، ایجاد می شود که

باعث تماس الکتریکی دو فلز خواهد بود.در این شرایط، فلزی که پتانسیل کمتری دارد، آند این محیط الکتروشیمیایی شده و دچار خوردگی می شود.

این در حالی است که فلز کاتد در این محیط خورده نشده و یا به کمترین میزان خورده خواهد شد.

هنگامی که دو فلزی از یک جنس نیستند میزان خوردگی آند تشدید پیدا کرده و خوردگی گالوانیک صورت می گیرد.

به جهت آن که این میزان خوردگی گالوانیک به کمترین میزان خود برسد، راه های متفاوتی وجود دارد.

طبقه بندی گالوانیکی

هنگامی که لازم باشد فلزات را مطابق با تمایل آن ها برای خوردگی گالوانیک دسته بندی کرد، سری گالوانیکی صورت می گیرد.

از این دسته بندی برای مشخص شدن زمان و قدرت خوردگی گالوانیکی استفاده می کنند.

در این دسته بندی، فلزاتی همچون نقره و طلا که تمایل بسیار کمی دارند، در انتهای سری قرار خواهند گرفت.

از سویی دیگر فلزات بسیار فعال را که دارای تمایل شدیدی برای خوردگی هستند، در ابتدای این دسته بندی قرار می دهند.

این نوع از فلزات عمدتا به عنوان آند به کار گرفته شده و خورده می شوند.

لازم به ذکر است که فاصله ای که میان دو فلز در این سری گالوانیکی وجود دارد، به نحوه خوردگی گالوانیک در زمان تماس با یکدیگر تاثیر خواهد داشت.

اساس کار خوردگی گالوانیک

همان گونه که پیش از این اشاره شد، زمانی که

فلزاتی با جنس های گوناگون و پتانسیل های متفاوت در محیط الکترولی یا محلول هادی در کنار هم واقع می شوند، جریان و

اتصال الکتریکی میان آن ها ایجاد می شود و به تبع آن، اختلاف پتانسیلی ایجاد می شود که اساس کار خوردگی گالوانیک است.

این اختلاف پتانسیل باعث می شود جریان الکتریکی که بین دو فلز و محیط ایجاد شده است همچون پیل الکتروشیمیایی عمل کند.

از همین رو فلزی که دارای پتانسیل کمتری است در این محلول، طی فرآیند اکسیداسیون و در نقش آند قرار گرفته و

فلزی که دارای پتانسیل بیشتری است نقش کاتد را خواهد داشت که فرآیند احیا را اجرا خواهد کرد.

اگر این گونه فلزات در محلولی واقع شده باشند که مشخصات خوردندگی آنها زیاد باشد، آندی که

دارای فعالیت بیشتر و پتانسیل کمتری است با شدت و سرعت بالاتری در مقایسه با دیگر فلزات در همان محلول، دچار خوردگی خواهد شد.

از سویی دیگر فلزهایی که در همین شرایط مشابه دارای فعالیت کم و محدودی باشند وپتانسیل آن ها نیز بالا باشد، میزان خوردگی در آن ها به شدت کاهش خواهد یافت.

این خود یک راهکار مناسب برای محافظت از برخی از سطوح در برابر خوردگی خواهد بود.

روش های ممانعت از خوردگی گالوانیک

برای آن که بتوانید از خوردگی گالوانیک به درستی جلوگیری کنید، راه های بسیاری وجود دارد که به برخی از آنها اشاره می کنیم:

استفاده از فلزاتی که در سری گالوانیک دارای فاصله کمی باشند.

مطابق با نسبت موجود بین سطوح کاتد به آند، مواد را انتخاب نمود.

چنانچه مقدور باشد از عایق فلزات یا پوشش های محافظ استفاده شود.

در این شرایط به کارگیری بازدارنده های خوردگی نیز می تواند موثر باشد.

طراحی سیستم به گونه ای صورت گیرد که

بتوان قطعه آندی را به سهولت تعویض نمود و طول عمر بیشتری را برای آن متصور شد.

از مساحت های یکسان در سطوح آند و کاتد استفاده کرد.

از اتصالات پیچی برای فلزاتی که فاصله زیادی در سری گالوانیکی دارند، پرهیز شود.

استفاده از یک فلز سوم، در جهت تماس با آند و کاتد، به شکلی که

دارای خاصیت آندی بیشتری بوده و در مقایسه با دو فلز از پتانسیل الکتریکی بیشتری برخوردار باشد.

به عبارت ساده‌تر، برج خنک‌کننده سیستمی است که از آن به جهت خنک‌سازی آبی در فرایندهای سردسازی سیستم‌های تهویه مطبوع، پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و غیره استفاده می‌گردد.

از برج خنک‌کن در سیستم خنک‌کاری واحدهای پالایشگاهی، پتروشیمیایی و سایر واحدهای شیمیایی مشابه، نیروگاه‌های حرارتی و سیستم‌های اچ‌وی‌ای‌سی برای تهویه مطبوع ساختمان استفاده می‌شود. دسته‌بندی برج‌های خنک‌کن بر اساس نوع تماس هوا با آب صورت می‌گیرد؛ متداول‌ترین گونه‌های برج خنک‌کن بر اساس مکانیسم‌های جابه‌جایی طبیعی و جابه‌جایی اجباری تقسیم‌بندی می‌شوند.

از نظر ابعاد و اندازه، برج‌های خنک‌کن در مدل‌های کوچک پشت‌بامی برای ساختمان‌های مسکونی تا سازه‌هایی غول‌پیکر و هذلولی شکل (مانند برج‌های خنک‌کن نیروگاه‌ها که در شکل‌ها نشان داده شده‌است) که ارتفاع‌شان در حدود دویست متر و قطرشان در حدود یک‌صد متر می‌رسد، وجود دارند. همچنین نوعی از برج‌های خنک‌کن با شکل مستطیلی با ارتفاع تقریبی چهل متر و طول هشتاد متر نیز وجود دارد. در بیش‌تر موارد از برج‌های خنک‌کن هذلولی شکل در نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود؛ هرچند که در برخی از واحدهای شیمیایی بزرگ و سایر واحدهای صنعتی نیز از آن‌ها استفاده می‌شود. در مقابل این برج‌های خنک‌کن عظیم‌الجثه که در صنایع خاصی به کار گرفته می‌شوند، اکثریت قریب به اتفاق برج‌های خنک‌کن تجهیزات کوچک هستند که در کنار واحدهای مختلف صنعتی یا مسکونی برای تهویه هوا به کار می‌رود.

برج‌های خنک‌کننده سیستم توزیع و پخش آبگرم دارند که آب را به صورت یکنواخت روی شبکه مشبک نزدیک به هم می‌پاشد. این شبکه‌ها آکنه یا پرکننده نامیده می‌شود. آکنه‌ها آب سرازیر شده از بالای برج را با هوایی که از میان آن حرکت می‌کند کاملاً مخلوط کرده به‌طوری‌که آب به صورت یک قطره از یک آکنه به سطح آکنه دیگر توسط نیروی ثقل خود می‌ریزد. هرچند در این برج‌ها مقداری انتقال حرارت محسوس از آب به هوا وجود دارد ولی تقریباً اثر خنک‌کنندگی تماماً از تبخیر قسمتی از آب اسپری شونده در برج حاصل می‌شود. بخار حاصل از فرایند تبخیر در برج توسط جریان هوایی که یک دمنده ایجاد می‌کند از برج خنک کن خارج می‌شود. با توجه به این که دماو رطوبت هوای از برج افزایش می‌یابد بدیهی است که میزان تأثیر برج حنک کن تا حد زیادی به درجه حرارت مرطوب هوای ورودی بستگی دارد و با کاهش آن افزایش می‌یابد.