مقاله حفاظت کاتدیک – پروژه حفاظت کاتدیک 

امروزه خوردگی شیمیایی فلزات از جمله مشکلات اساسی و هزینه ساز صنایع بزرگ به خصوص صنعت نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، آب و فاضلاب و … می باشد. لوله های انتقال و توزیع سوخت و آب، اسکله ها، کشتی ها، کندانسورها، دکلهای انتقال نیرو، مخازن ذخیره سوخت و دیگر سازه های مدفون (و یا غوطه ور) در یک الکترولیت متناسب با شرایط موجود و با توجه به ساختار متالورژیکی خود ، خورده شده و بعد از مدتی کار یک سیستم و پروسه فعال را مختل کرده و منجربه ضرر و زیانهای غیر قابل پیش بینی می شوند.

پروژه حفاظت کاتدیک,حفاظت کاتدی,حفاظت کاتدیک,کاتدیک,حفاظت کاتد,مقاله حفاظت کاتدی,پروژه حفاظت کاتدی,پایان نامه حفاظت کاتدی,مقاله حفاظت کاتدیک,روش های حفاظت کاتدیک,مقالات برق,پروژه های برق,دانلود مقالات برق,دانلود پروژه های برق,پایان نامه برق,پایان نامه حفاظت کاتدی,پروژه برق قدرت,مقاله برق قدرت,حفاظت کاتد

این مبحث باعث انگیزه انجام تحقیقات وسیعی در این زمینه شده است تا روشهای عملی مقابله با خوردگی شیمیایی فلزات به عرصه ظهور برسد. در خصوص پیشگیری از خوردگی لوله های مدفون، کف مخازن روزمینی و مخازن زیر زمینی نتیجه تحقیقات و آزمایشات انجام شده دو روش عمده زیر میباشد:

۱) استفاده از انواع پوشش                              ۲) استفاده از سیستم حفاظت کاتدیک

 

برای توضیحات بیشتر به ادامه مطلب بروید

 

از آنجائیکه پوششهای موجود هیچ یک دارای راندمان ۱۰۰% نمی باشند لذا داشتن یک سیستم مکمل جهت حفاظت از خوردگی سازه های مدفون الزامی به نظر می رسد. روش تکمیلی یاد شده سیستم حفاظت کاتدیک می باشد که در این روش با کاتد کردن سازه در حال خورده شدن (که قبلاٌ آند بوده است) میتوان از خوردگی آن جلوگیری نمود.

کاتد کردن سازه با جایگزینی یک منبع تامین کننده الکترون انجام پذیر است که این منبع تامین کننده یک  منبع الکتریکی و یا یک فلز فعال تر (آندتر) از سازه مدفون ما میباشد. بدیهی است استفاده از هریک از روشهای یاد شده مستلزم صرف هزینه های اقتصادی میباشد ولی با یک بررسی کارشناسی میتوان نتیجه گرفت که صرف هزینه های اولیه جهت پوشش دادن سازه و نصب سیستم حفاظت کاتدی نه تنها از خطرات جانبی در آینده جلوگیری میکند بلکه هزینه های مربوط به تعویض قطعات، تعمیرات و جبران خسارات و زیانهای وارده را کاهش داده و هزینه های لازم جهت نصب چنین سیستم هایی را از نظر اقتصادی توجیه پذیرتر می سازد.

عوامل بسیاری در تعیین و انتخاب روش حفاظت کاتدی موثر میباشند که از آن جمله میتوان به : شرایط الکترولیت، امکان دسترسی به برق، امکان وجود بازرسی های آتی، شرایط سازه های مجاور، جریان های سرگردان، نوع و کیفیت پوشش، مدت زمان طراحی سیستم، شرایط اقتصادی  و . . .   اشاره نمود.

شرایط اقتصادی یکی از مهمترین عوامل موثر در انتخاب سیستم می باشد که در نهایت باید یک حالت بهینه فنی ـ اقتصادی ایجاد شود. در اصل، طراحی یک سیستم حفاظت کاتدی زمانی موفقیت آمیز خواهد بود که تمامی شرایط فوق درآن مد نظر قرار گرفته باشد.

 

رفتار فلزات مدفون و غوطه ور در زمان استفاده از سیستم های حفاظت کاتدی 

هرگاه یک فلز در تماس با یک الکترولیت خورده شود، در این صورت با آزاد شدن الکترون، یون های مثبت به داخل الکترولیت منتقل میشوند. در این حالت الکترون های اضافی در فلز باقی می مانند. این فرایند در مورد آهن به صورت زیر بیان می شود:

-Fe>>Fe2+ + 2 e

خوردگی توسط انتقال جریان الکترون از فلز به الکترولیت صورت می گیرد که به دنبال آن یونهای مثبت به سمت الکترولیت و الکترون ها به سمت فلز حرکت میکنند. نواحی که این جریان از آنها عبور می کند را مناطق آندی و واکنش مربوطه را واکنش آندی می نامند (در بخشهای بعدی به آن اشاره کامل خواهد شد). اکثر اوقات یونهای فلزی با یونهای منفی داخل الکترولیت واکنش داده و محصولات خوردگی تشکیل می شوند (برای مثال زنگ آهن در فولاد). بطور عمده این واکنش ها اثری بر روی واکنش خوردگی نمی گذارند مگر در زمانیکه محصولات ناشی از خوردگی، مقاوم در برابر تهاجمات خوردگی باشند. در نهایت بایستی از نظر بار الکتریکی یک تعادل برقرار شود. جهت متعادل شدن واکنش از نظر بار الکتریکی، باید یک جریان از محلول (الکترولیت) به سمت فلز حرکت کند و الکترون ها در محیط دیگری که منطقه کاتدی نامیده میشود، مصرف می شوند. میزان انتقال جریان در این واکنشها سرعت خوردگی را تعیین می نماید. برای مثال در مورد فولاد به ازا هر اتمی که وارد الکترولیت می شود دو اتم در سطح فلز آزاد می شود.

میزان اختلاف پتانسیل بین سطح فلزات و الکترولیت آنها با توجه به دانسیته جریان و جهت انتقال جریان تغییر میکند. این تغییرات را پلاریزاسیون می نامند. اختلاف پتانسیل فوق بستگی به نوع واکنش های شیمیایی در سطح فلز دارد. پتانسیل فصل مشترک فلز ـ الکترولیت را می توان با استفاده ار الکترود مرجع اندازه گیری نمود. میزان اختلاف پتانسیل اندازه گیری شده نه تنها بستگی به نوع فلز و الکترولیت دارد بلکه نوع الکترود مرجع نیز در آن تاثیر گذار میباشد. لذا در اندازه گیریهای اختلاف پتانسیل بین خاک و سازه مدفون فولادی عموماً از الکترود مرجع مس ـ سولفات مس استفاده می شود.

 

اصول کلی حفاظت کاتدی

لازمه انجام واکنشهای مربوط به خوردگی وجود مناطق آندی و کاتدی میباشد. اگر الکترون های سازه از یک منبع خارجی تامین شوند، میزان حرکت یونهای مثبت از سطح فلز کاهش و سرعت واکنش کاتدی افزایش می یابد. اگر پتانسیل فلز با اعمال الکترونهای خارجی از مقدار Ecorr (پتانسیل خوردگی فلز در حالت طبیعی ) به مقدار Ep  (پتانسیل حفاظتی فلز پس از اعمال حفاظت کاتدی) کاهش یابد (این مقادیر در نمودارهای مربوط به پلاریزاسیون فولاد موجود است)، در نتیجه جریان آندی و یورش خوردگی متوقف شده و حفاظت کاتدی حاصل میگردد. جریان کاتدی (Ip) توسط یک منبع خارجی تامین می گردد، که این منبع خارجی یا یک آند فلزی (روش آندهای فدا شونده) و یا یک منبع ولتاژ برق DC (روش اعمال جریان) می باشد.

معیارهای حفاظت کاتدی

اکثر فلزات در برابر خوردگی با اعمال جریان حفاظت می شوند، بطوریکه پتانسیل آنها در پتانسیل منفی تر از پتانسیل سازه نسبت به محیط قرار گیرد. جریان مستقیم از طریق آندهای فداشونده (SACRIFICIAL ANODES) و یا سیستم اعمال جریان(IMPRESSED CURRENT)  فراهم می شود. تعیین و اندازه گیری پتانسیل تحت حفاظت نسبت به محیط اطرافش می تواند نمایانگر درجه و میزان حفاظت آن سازه باشد. از استاندارد  NACE – RPO169-83 به عنوان معیار سیستم حفاظت کاتدی سازه های غوطه ور یا مدفون استفاده می شود. در خیلی از شرایط می توان خوردگی را در مقادیر کمتر نیز حفاظت کاتدی نمود. این معیار در استاندارد NACE – RPO169-83 تحت عنوان  کنترل خوردگی خارجی سیستم های خطوط لوله فلزی غوطه ور یا مدفون بیان شده است. پتانسیل   ۸۵۰mv- برای اولین بار توسط R.J.Kuhn در سال ۱۹۳۳ بیان شده و جهت حفاظت کاتدی سازه های فولادی غوطه ور و یا مدفون پذیرفته شد.

کاربردی ترین معیار، معیار ۸۵۰mv- می باشد. معیار پتانسیل حفاظت کاتدی عبارتست از اندازه گیری پتانسیل خط لوله – خاک که این اختلاف پتانسیل توسط الکترود مرجع مس ـ سولفات مس اندازه گیری می شود. در انتخاب معیار حفاظت کاتدی باید مسائل مربوط به هزینه های بالای تعمیرات و حفظ سرمایه های ملی در نظر گرفته شود که در نهایت به شرایط محیطی، پوشش سازه و در دسترس بودن نیروی برق بستگی دارد. یک محیط خورنده که سازه موجود در آن دارای پوشش ضعیفی باشد و یا نیروی برق در دسترس نباشد، دلالت بر استفاده از یک معیار با ضریب احتیاط بالا می کند. عدم تغییر در اصل طراحی نیز اشاره بر این امر دارد که حفاظت کاتدی برای سازه های حفاظت شده، به راحتی انجام شده است. به هر حال تکنیک های مراقبت و مونیتورینگ قادر به حل و فصل مطلوب هزینه های کنترل خوردگی بدون کاهش اثرات جلوگیری از خوردگی آنها می باشد.

 

انواع روش های سیستم حفاظت کاتدی ( کاتدیک )

با توجه به نوع آند بکار رفته و نحوه عملکرد، سیستم به دو روش عمده تقسیم بندی میشود:

– روش آند فداشونده(Sacrificial Anodes)

– روش اعمال جریان (Impressed Current)

 

فهرست مطالب

چکیده

فصل اول :اصول حفاظت کاتدیک

– رفتار فلزات مدفون و غوطه ور در زمان استفاده از سیستم های حفاظت کاتدی

– اصول کلی حفاظت کاتدی

– معیارهای حفاظت کاتدی

– مدار یک سیستم حفاظت کاتدی

– انواع روش های سیستم حفاظت کاتدی (کاتدیک)

– سیستم حفاظت کاتدی به روش آندهای فدا شونده

– سیستم حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان

– آندهای مورد مصرف در روش اعمال جریان

– انواع بسترهای آندی

– بستـرهای آندی سطحـی

– بستـرهای آندی عمیـق

– نحوه حصول اطمینان از عملکرد یک سیستم حفاظت کاتدی

– واکنش های آندیک

– اطلاعت مورد نیاز جهت طراحی

– اطلاعات مربوط سایت (منطقه)

– آزمایش مقاومت الکتریکی خاک ( Soil Resistivity Test)

– اطلاعات مربوط به سازه

فصل دوم :استاندارد سیستم های حفاظت کاتدیک

– هدف و دامنه کاربرد

– تعاریف

– شناخت خاک و اهمیت آن در فرآیند خوردگی

– مقدمه

– خواص فیزیکی خاک

– مقاومت مخصوص

– هوادهی و نفوذ اکسیژن

– خواص شیمیایی خاک

– آب و تغییرات حجم آن

–  PH

– فعالیتهای میکروبیولوژی در خاک

– ارزیابی عوامل مهم فیزیکی و شیمیایی

– اندازه گیری PH

– ارزیابی فعالیتهای میکروبیولوژیکی در خاک

– معیار بررسی درجه ی خورندگی خاکها

– منابع و مراجع

 

 

تصاویر فایل پروژه:

  

 

خرید آنلاین پروژه

کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .

 

  • فرمت فایل : Word –  تعداد صفحات : ۵۱ صفحه
  • حجم فایل :   حجم  ۱٫۱۵ مگا بایت
  • برای دانلود مقالات و پروژه های بیشتر در گرایش قدرت اینجا کلیک کنید.

درصورت بروز مشکل در هنگام خرید با ایمیل زیر در ارتباط باشید.

ایمیل مدیریت پارسی برق : admin@parsibargh.com