יישום של אנודות ארוכות-חיים בהגנה קתודית חיצונית תחתית של מיכלי אחסון פלדה

יישום של אנודות ארוכות-חיים בהגנה קתודית חיצונית תחתית של מיכלי אחסון פלדה

בקרת קורוזיה חיצונית בתחתית של מיכלי אחסון פלדה מייצגת תרחיש קלאסי בהגנה קתודית שבו ההתקנה היא פעולה חד פעמית- והמערכת חייבת להחזיק מעמד לכל חיי השירות. לאחר הפעלת מיכל ומילוי, החלל בין תחתית המיכל לבסיס אטום לחלוטין על ידי כרית החול או שכבת חול האספלט, מה שהופך כל תחזוקה עתידית לבלתי אפשרית. כתוצאה מכך, אורך החיים העיצובי של מערכת הגנה קתודית תחתית מיכל חייב להתאים לזה של מבנה המיכל, בדרך כלל דורש לא פחות מ-20 שנה, כאשר חלק מהמיכלים הגדולים דורשים 30 שנה או יותר.

הגנה קתודית מסורתית לתחתית מיכל השתמשה לעתים קרובות באנודות הקרבה, כגון סרטי מגנזיום או אבץ, המסודרות באופן רדיאלי או קונצנטרי בתוך כרית החול. עם זאת, נתוני שדה מצביעים על כך שחיי השירות בפועל של אנודות הקרבה בסביבות תחתית מיכל קצרים לרוב מערך התכנון. הסיבות העיקריות כוללות: הבסיס התחתון של המיכל נשאר רטוב לתקופות ממושכות, יוצר סביבת אלקטרוליט מורכבת המאיץ את צריכת האנודה; נזק מקומי לציפוי תחתית הטנק מגביר את תפוקת הזרם מהאנודות, דלדול מהיר; וכשל באיטום האנודה-ל-הכבלים מוביל לקורוזיה ולניתוק בחיבור. בפרויקטים רבים, לאחר 8 עד 12 שנות פעילות, האנודות מתרוקנות או שזרם ההגנה יורד באופן משמעותי, מה ומותיר את שאר 10 שנות חיי השירות של הטנק ללא הגנה.

הגנה קתודית נוכחית מתרשמת היא הכיוון הטכני להשגת הגנה תחתית-לטווח ארוך. בפועל, האנודה הצינורית Φ25×1000 מ"מ MMO הפכה לבחירה נפוצה בשל הממדים המתאימים וביצועיה האלקטרוכימיים היציבים. במהלך הבנייה, מספר אנודות מחוברות בסדרה או במקביל ומסודרות במעגלים קונצנטריים או דפוסים רדיאליים בתוך כרית החול מתחת לתחתית המיכל. האנודות קבורות בדרך כלל 300-500 מ"מ מתחת לתחתית המיכל, והכבלים מנותבים דרך היקף היסוד לקופסת חיבור מחוץ למיכל.

היתרונות הטכניים של פתרון זה הם כדלקמן:

1. חיי שירות אנודה התואמים את חיי מבנה הטנק.מצע הטיטניום של האנודת MMO אינו משחית בסביבות אדמה או חול, ולציפוי תחמוצת המתכת המעורב יש קצב צריכה נמוך במיוחד, בדרך כלל פחות מ-6 מ"ג/(שנה). עבור אנודה בודדת הפועלת בתפוקה של 2 A, אובדן עובי הציפוי השנתי הוא פחות מ-0.01 מיקרומטר. עם עובי ציפוי יעיל בדרך כלל בין 10 ל-20 מיקרומטר, האנודה יכולה תיאורטית לעמוד בחיי שירות של יותר מ-30 שנה, תוך התאמה לחיי התכנון של המיכל ומאפשרת פעולה ללא תשלום-תחזוקה לאורך כל תקופת השירות.

2. פעילות אלקטרוכימית גבוהה ומתח הנעה נמוך.אנודות MMO מפגינות פעילות אלקטרוקטליטית גבוהה, עם פוטנציאל יתר של כלור וחמצן נמוך בהשוואה לחומרי האנודה הרגילים. עבור אותו פלט זרם, מתח ההנעה הנדרש נמוך יותר. עבור מבנים בשטח- גדול כמו תחתית מיכל, מתח הנעה נמוך יותר תורם לפיזור פוטנציאל אחיד יותר ומפחית את הסיכון להתפרקות קתודית הנגרמת על ידי הגנת יתר מקומית. מתח המוצא הנמוך גם מפשט את דרישות בידוד המערכת ובטיחות תפעולית.

3. מידות המתאימות לחלל המצומצם מתחת לתחתית המיכל.הקוטר החיצוני של 25 מ"מ ואורך 1000 מ"מ מאפשרים מיקום נוח במרווח המצומצם שבין תחתית המיכל לבסיס, מבלי להשפיע על כושר נשיאת העומס של כרית החול או דחיסה שלה. ניתן לסדר את האנודות בצורה רדיאלית או קונצנטרית לפי הצורך, תוך השגת כיסוי זרם אחיד על פני כל שטח תחתית המיכל.

4. ייצור טרומי במפעל מבטיח איכות התקנה.את חיבור האנודה-ל-כבל ואת הרכבת האנודה עם מילוי קוק ניתן להשלים במפעל. העבודה- באתר מוגבלת להצבת היחידות המוכנות לפי שרטוטי הפריסה. גישה זו מבטלת את אי הוודאות האיכותית הקשורה לריתוך בשטח וליציקת מילוי חוזר, מפחיתה את מספר חיבורי השדה ומפחיתה את שיעור הכשלים.

5. מפרט כבל עומד בדרישות השידור והאיטום הנוכחיות.לכבל הנחושת בגודל 1×16 מ"מ יש יכולת נשיאת זרם- מספקת עבור מערכת האנודה התחתונה של המיכל. יתר על כן, טכניקות האיטום עבור גודל כבל זה מבוססות היטב ומוכחות אמינות. בסביבה הבלתי נגישה מתחת למיכל, שלמות חיבור הכבל קובעת ישירות את אורך חיי המערכת, וגודל הכבל של 16 מ"ר מאפשר שימוש בשיטות איטום בוגרות של מפרקים.