طراحی ، اجرا ، نگهداری ، مشاوره و نظارت
سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
طراحی ، اجرا ، نگهداری ، مشاوره و نظارت
سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
حفاظت کاتدی به عنوان موثرترین روش حفاظتی به منظور جلوگیری از خوردگی سازههای مدفون در خاک شناخته شدهاست که به طور گسترده در حفاظت از خوردگی لولههای توزیع و انتقال گاز، مواد نفتی و آب مورد استفاده قرار میگیرد. حفاظت کاتدی عبارت است از جلو گیری یا کاهش سرعت خوردگی فلزات به طوری که توسط اعمال یک جریان الکتریکی خارجی(یکسو) و یا تماس آن با یک آند از بین رونده، روی سطح فلز مورد نظر که دارای مناطق کاتدی و هم آندی میباشد(که در مناطق آندی خوردگی صورت میگیرد). در این حال مناطق آندی تبدیل به کاتد شده و در نتیجه دستگاه یا شبکه مورد نظر کلاً کاتدی شود. حفاظت کاتدی از مهمترین و موثرترین طرق کنترل خوردگی میباشد، به طوریکه با اجرای این روش میتوان فلزات را بدون اینکه خورده شوند به مدتی طولانی در محیطهای خورنده نگهداری نمود. مکانیزم حفاظت کاتدی مربوط به جریان خارجی است که در نتیجه آن عناصر کاتدی پیلهای موضعی به پتانسیل مدار باز آندها پلاریزاسیون میشوند، یعنی در این حالت تمام سطح فلز هم پتانسیل گشته (پتانسیلهای آند و کاتد معادل هم میشوند) و جریانهای خوردگی متوقف میگردند. همچنین میتوان چنین بیان کرد که به علت ایجاد یک شدت جریان خارجی شبکهای از جریان مثبت در کلیه مناطق سطح فلز وارد شده و بدین ترتیب از ورود یونهای فلز به محلول یا محیط اطراف جلوگیری بعمل میآید. عملیات حفاظت کاتدی را میتوان در مورد خوردگی فلزاتی از قبیل فولاد، مس، سرب، و برنج در زمین (خاک) و محلولهای مختلف آبی بکار برد. به کمک حفاظت کاتدی میتوان از خوردگی حفرهای فلزات روئین از جمله فولادهای ضدزنگ جلوگیری نمود. همچنین جهت تقلیل ترک خوردگی تنشی در فلزاتی مانند برنجها، فولادها، فولادهای ضد زنگ، منیزیم، آلومینیوم و غیره و نیز خوردگی خستگی در اغلب فلزات، خوردگی بین دانهای در فلزاتی مانند دورآلومین، فولادهای ضدزنگ آستنیتی و یا زدایش روی برنجها میتوان از حفاظت کاتدی استفاده نمود. با اعمال حفاظت کاتدی نمیتوان از خوردگی در قسمتهای بالائی مخازن که در تماس با آب نیستند، جلوگیری نمود، زیرا جریان اعمال شده نمیتواند در مناطقی از فلز که در تماس با الکترولیت نیست وارد شود (مانند سطح داخلی لولهها) که در این صورت بایستی آندهای کمکی داخل لولهها کار گذاشته شوند.
حفاظت کاتدی :
طراحی ، اجرا ، مشاوره ، نظارت و نگهداری سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
برخلاف روش آندهای فداشونده در روش جریان اعمالی به یک منبع خارجی جهت تامین جریان مورد نیاز برای حفاظت نیاز میباشد. جنس آندهای استفاده در این روش به دلیل عدم تجزیه آنها مهم نمیباشد. در این روش آندها نسبت به سازه مثبت نگه داشته شده که این عمل توسط یک منبع جریان مستقیم انجام میگیرد. لذا در این روش بر خلاف روش آندهای فداشونده که آندها منفی بودند، آندها از سازه مثبت تر هستند. منبع جریان یکسو را به این ترتیب در سیستم قرار میدهند که قطب مثبت آن متصل به آند کمکی و قطب منفی آن به فلز دستگاه مورد نظر وصل شود. به طوریکه یونهای مثبت در داخل الکترولیت از آند به سمت فلز مورد نظر برمیگردد.
ولتاژ اعمال شده باید به مقداری تنظیم شود که بتواند شدت جریان کافی برای تمام نقاط دستگاهی که تحت حفاظت کاتدی قرار گرفتهاست تامین نماید. در مورد خاکها یا آبهای با مقاومت زیاد ولتاژ اعمال شده باید بیشتر از محیطهایی با مقاومت کم باشد. همچنین هنگامی که طول زیادی از یک خط لوله فقط به وسیله یک آند حفاظت شود به ولتاژ اعمال شده بیشتری نیاز دارد. اجرای سیستم حفاظت کاتدی اغلب در مورد لولهها و پوشش کابلهای زیر زمینی بکار میرود. در شبکههای لوله کشی شهرها و خطوط لوله طویل و سرتاسری و کابل کشیهای مخابرات و نیرو(برق) اغلب از سیستمهای با اعمل جریان خارجی استفاده میگردد. وقتی که در مورد تاسیسات طویل زیر زمینی نظیر لولهها و کابلهای پتانسیلی جریان برق اعمال میشود، جریان معمولاً در تمام طول آن تاسیسات وارد شده و به طرف محل اتصال میرود، و چون این قبیل تاسیسات از نظر الکتریکی متصل است لذا جریانهای طولی مسئلهای را به وجود نمیآورند. ولی در بعضی لوله کشیها ممکن است نقاط اتصالی وجود داشته باشد که دارای مقاومت الکتریکی زیادی بوده و در نتیجه جریانهای طولی، مناطق آندی در یک طرف نقاط اتصال ایجاد میگردد. به همین منظور و قبل از اجرای عملیات حفاظت کاتدی لازم است که در این قبیل موارد اتصال الکتریکی مناسب تامین شود.
شبکههای لوله کشی گاز شهرها در منازل مخصوصاً در دستگاههای حرارتی بصورت تصادفی به هم مربوطند. همچنین فاز خنثی مدارهای الکتریکی اغلب به لولههای آب وصل میشود که در نتیجه، متصل به پوششهای کابلهای نیرو میگردند. لذا در صورت اطمینان کامل از این اتصالات کلیه شبکههای زیر زمینی را میتوان به صورت یک واحد حفاظت نمود.
حفاظت کاتدی :
طراحی ، اجرا ، مشاوره ، نظارت و نگهداری سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
حفاظت کاتدی به روش جریان اعمالی
برخلاف روش آندهای فداشونده در روش جریان اعمالی به یک منبع خارجی جهت تامین جریان مورد نیاز برای حفاظت نیاز میباشد. جنس آندهای استفاده در این روش به دلیل عدم تجزیه آنها مهم نمیباشد. در این روش آندها نسبت به سازه مثبت نگه داشته شده که این عمل توسط یک منبع جریان مستقیم انجام میگیرد. لذا در این روش بر خلاف روش آندهای فداشونده که آندها منفی بودند، آندها از سازه مثبت تر هستند. منبع جریان یکسو را به این ترتیب در سیستم قرار میدهند که قطب مثبت آن متصل به آند کمکی و قطب منفی آن به فلز دستگاه مورد نظر وصل شود. به طوریکه یونهای مثبت در داخل الکترولیت از آند به سمت فلز مورد نظر برمیگردد.
ولتاژ اعمال شده باید به مقداری تنظیم شود که بتواند شدت جریان کافی برای تمام نقاط دستگاهی که تحت حفاظت کاتدی قرار گرفتهاست تامین نماید. در مورد خاکها یا آبهای با مقاومت زیاد ولتاژ اعمال شده باید بیشتر از محیطهایی با مقاومت کم باشد. همچنین هنگامی که طول زیادی از یک خط لوله فقط به وسیله یک آند حفاظت شود به ولتاژ اعمال شده بیشتری نیاز دارد. اجرای سیستم حفاظت کاتدی اغلب در مورد لولهها و پوشش کابلهای زیر زمینی بکار میرود. در شبکههای لوله کشی شهرها و خطوط لوله طویل و سرتاسری و کابل کشیهای مخابرات و نیرو(برق) اغلب از سیستمهای با اعمل جریان خارجی استفاده میگردد. وقتی که در مورد تاسیسات طویل زیر زمینی نظیر لولهها و کابلهای پتانسیلی جریان برق اعمال میشود، جریان معمولاً در تمام طول آن تاسیسات وارد شده و به طرف محل اتصال میرود، و چون این قبیل تاسیسات از نظر الکتریکی متصل است لذا جریانهای طولی مسئلهای را به وجود نمیآورند. ولی در بعضی لوله کشیها ممکن است نقاط اتصالی وجود داشته باشد که دارای مقاومت الکتریکی زیادی بوده و در نتیجه جریانهای طولی، مناطق آندی در یک طرف نقاط اتصال ایجاد میگردد. به همین منظور و قبل از اجرای عملیات حفاظت کاتدی لازم است که در این قبیل موارد اتصال الکتریکی مناسب تامین شود.
شبکههای لوله کشی گاز شهرها در منازل مخصوصاً در دستگاههای حرارتی بصورت تصادفی به هم مربوطند. همچنین فاز خنثی مدارهای الکتریکی اغلب به لولههای آب وصل میشود که در نتیجه، متصل به پوششهای کابلهای نیرو میگردند. لذا در صورت اطمینان کامل از این اتصالات کلیه شبکههای زیر زمینی را میتوان به صورت یک واحد حفاظت نمود.
طراحی ، اجرا ، نگهداری ، مشاوره و نظارت
سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
google-site-verification: google67c7f18cae401732.html
حفاظت کاتدي بوسيله جريان اعمالي:
در اين روش ابتدا جريان متناوبAC توسط يكسو كننده(Rectifier) به جريان مستقيم DC تبديل مي گردد. سپس قطب منفي جريان مستقيم به خط لوله(يا هر تجهيز ديگري كه مي بايست حفاظت شود) و قطب مثبت به يک ماده رساناي دفن شده وصل مي شود. اين رسانا آند ناميده مي شود. جنس آند بكار رفته معمولاً silicone-chromium-iron مي باشد.از آنجا كه درصد سيليكون بكار رفته در اين نوع آند بالاست(احتمالاً 5%) به اين آند High silicone-chromium-iron گفته مي شود. جريان مستقيم معمولا از طريق يک يکسو کننده به لوله وارد مي گردد و در حقيقت يک مدار الکتريکي بوسيله عبور جريان توسط خاک از آند به خط لوله به وجود مي آيد.در واقع خاك نقش الكتروليت را داراست.
در حقيقت سرمايه گذاري براي تاسيسات حفاظت کاتدي ، بخش کوچکي از هزينه کل تجهيزات است برخلاف حفاظت بوسيله پوشش ها ، تداوم هزينه ها براي تجهزات و کنترل وجود دارد ؛ در حقيقت اين بحث شامل اندازه گيري و برآورد تجهيزات ، طراحي و نصب آنها ، اندازه گيري و تفسير نتايج بدست آمده و سپس تعمير و نگه داري است.
طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی انجام جوش کدولد در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
فاکتو رهاي مورد نظر جهت طراحي سيستم حفاظت کاتديك: عواملي که بايد مد نظر قرار گيرند عبارت اند از: 1- اندازه پتانسيل : که با استفاده از دياگرام ايوانز آن چنان اختيار مي شود که فلزات متفاوت در ناحيه کاتدي حفاظت مي گردند. 2- جريان مدار: شدت جريان ( آمپر) مورد نياز جهت رسيدن به پتانسيل حفاظت کننده مي بايستي محاسبه شود. 3- فاصله بسترهاي آندي : هر قدر که فاصله آندها از قطعه بيشتر باشد جريان بيشتري در مدار مي بايست تزريق گردد تا حفاظت کامل تري صورت پذيرد. نزديکي بيش از حد آند به قطعه از رسيدن جريان به تمامي سطح ( بخصوص طرف پشت قطعه ) جلوگيري خواهد نمود. 4-احتمال بکار گرفته شدن پوشش هاي حفاظتي و تاثير آنها بر طراحي سيستم حفاظت کاتدي 5- اندازه هاي قطعه مهندسي ، قطر، طول يا عرض جهت محاسبه سطح و در نتيجه اندازه مقاومت الکتريکي آن 6- نوع و جنس خاک ، به لحاظ خواص شيميايي و تعيين مقاومت آن اهميت خاص دارند. 7- احتمال وجود جريان هاي ناخواسته (سرگردان)، جريان هاي القائي که بنا بر عبور برق فشار قوي از نزديکي قطعه مهندسي و يا وجود ترانس ها و ديگر دستگاه ها ايجاد مي گردد. طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی انجام جوش کدولد در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
حفاظت کاتدیک
طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
با سلام
حفاظت کاتدیک
زمینی که خاک آن دارای ضریب مقاومت الکتریکی بالایی است ،از شدت جریان خوردگی پایینی برخوردار است و برعکس زمینی که خاک آن دارای املاح نمک بوده و شوره زار ها از ضریب مقاومت پایین تری بر خوردار میباشد ولی این چنین زمین هایی خاصیت خورندگی زیادی نسبت به فلزات دارند .بنابراین سازه های فلزی یا قطعه مهندسی که در این زمین ها نصب میگردند در معرض خوردگی قرار گرفته و از طول عمر آن کاسته میگردد. بدیهی است در چنین شرایطی میتوان با تدابیری خاص تا حد زیادی از خاصیت خورندگی خاک کاست که به دو روش عمده صورت می پذیرد و یکی از این روش ها استفاده از انواع پوشش و دیگری حفاظت کاتدیک از قطعه مهندسی است .
سیستم های حفاظت کاتدی به دسته کلی تقسیم میشوند :
۱- حفاظت کاتدیک با روش اند فداشونده
۲ - حفاظت کاتدیک با روش اعمال جریان
حفاظت کاتدیک - جوش کدولد بر روی لوله
حفاظت کاتدیک - ایزوله کردن لوله پس از انجام جوش کدولد
حفاظت کاتدیک - ایزوله کردن لوله پس از انجام جوش کدولد
حفاظت کاتدی
طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
شرکت آروین پیشه اسپادانا ( مجری طرح های مخابراتی )
مشاوره ، نظارت ، طراحی و اجرای سیستم های ارتینگ
چاه ارت ، شبکه و راود کوبی ، جوش کدولد
حفاظت کاتدی
شبکه های مخابراتی ، فیبر نوری و فیوزن
فونداسیون دکل
مکانیکال وخطوط لوله
با سابقه طولانی و همکاری با شرکت مخابرات اصفهان در زمینه اجرای سیستم های گراند (ارتینگ ) با اهم بسیار پایین ( کمتر از نیم اهم ) ،شبکه های مخابراتی و فونداسیون دکل
تلفن تماس ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹ مردانی
لطفا مطلب مورد علاقه خود را از لیست آرشیو موضوعی انتخاب فرمایید
حفاظت کاتدی
ادامه مطلب
در پروسه خوردگی لوله مدفون درخاك ، نقاط آندی و كاتدی در هر حال موجود هستند و با انتقال جریان الكتریسیته از نواحی آندی از فلز به محیط اطراف خوردگی رخ می دهد و در نقاط كاتدی كه جریان از محل اطراف به فلز می رسد خوردگی صورت نمی گیرد . به همین دلیل فلز را می توان به طور جزئی بوسیله استفاده از پوشش ها حفاظت نمود. اگر پوشش ها دائمی بودند و هنگام نصب و یا كار آسیب نمی دیدند لوله های فلزی هرگز خورده نمی شدند . پیدایش عیوب در لایه های محافظ یا وجود سوراخ ها، حتی اگر اتفاقی باشد ما را ملزم می كند كه حفاظت نوع دومی را هم برای فلزات مدفون در خاك بكار بریم . روش عمومی استفاده از حفاظت كاتدی است.
در این روش با وارد شدن یك پتانسیل كاتدی ، قطعه مهندسی به یك كاتد ( قطب منفی) تبدیل می گردد؛ در حقیقت جریان از طرف محیط به تمام سطح لوله می رسد پس در حقیقت دیگر خوردگی نخواهیم داشت و لوله محافظت می گردد.
حفاظت كاتدی را میتوان به تنهایی هم بكار برد ولی به مقدار جریان زیادی نیاز است. بنابراین بهترین روش آن است كه از یك لایه محافظ مناسب استفاده كرد و بعدا بوسیله حفاظت كاتدی آنرا تقویت نمود.
حفاظت كاتدی به دو شیوه اعمال می گردد:
1- جریان اعمالی Impressed current
2- آند فدا شونده sacrificial anode
حفاظت کاتدی بوسیله جریان اعمالی:
حفاظت از این طریق در حقیقت ساخت و کنترل یک سلول خوردگی بزرگ است . در این سلول پایانه منفی جریان مستقیم به خط لوله و پایانه مثبت به یک رسانای مصرف شدنی دفن شده وصل می شود و این رسانا آند نامیده می شود. جریان مستقیم معمولا از طریق یک یکسو کننده به لوله وارد می گردد و در حقیقت یک مدار الکتریکی بوسیله عبور جریان توسط خاک از آند به خط لوله به وجود می آیددر حقیقت سرمایه گذاری برای تاسیسات حفاظت کاتدی ، بخش کوچکی از هزینه کل تجهیزات است برخلاف حفاظت بوسیله پوشش ها ، تداوم هزینه ها برای تجهزات و کنترل وجود دارد ؛ در حقیقت این بحث شامل اندازه گیری و برآورد تجهیزات ، طراحی و نصب آنها ، اندازه گیری و تفسیر نتایج بدست آمده و سپس تعمیر و نگه داری است.
فاکتو رهای مورد نظر جهت طراحی سیستم حفاظت کاتدی:
عواملی که باید مد نظر قرار گیرند عبارت اند از:
1- اندازه پتانسیل : که با توجه و با استفاده از دیاگرام ایوانز آن چنان اختیار می شود که فلزات متفاوت در ناحیه کاتدی حفاظت می گردند
2- 2- جریان مدار: شدت جریان ( آمپر) مورد نیاز جهت رسیدن به پتانسیل حفاظت کننده می بایستی محاسبه شود.
3- فاصله بسترهای آندی : هر قدر که فاصله آندها از قطعه بیشتر باشد جریان بیشتری در مدار می بایست تزریق گردد تا حفاظت کامل تری صورت پذیرد.
نزدیکی بیش از حد آند به قطعه از رسیدن جریان به تمامی سطح ( بخصوص طرف پشت قطعه ) جلوگیری خواهد نمود.
4-احتمال بکار گرفته شدن پوشش های حفاظتی و تاثیر آنها بر طراحی سیستم حفاظت کاتدی
5- اندازه های قطعه مهندسی ، طول قطر، طول یا عرض جهت محاسبه سطح و در نتیجه اندازه مقاومت الکتریکی آن
6- نوع و جنس خاک ، به لحاظ خواص شیمیایی و تعیین مقاومت آن اهمیت خاص دارند.
7- احتمال وجود جریان های ناخواسته ( سرگردان) جریان های القائی که بنا بر عبور برق فشار قوی از نزدیکی قطعه مهندسی و یا وجود ترانس ها و دیگر دستگاه ها ایجاد می گردد.
شكل 2- دیاگرام ایوانز
رابطه مقاومت ، جریان و پتانسیل با یکدیگر:
با فرض اینکه قطعه مهندسی ، خاک و یا سیال هر یک دارای مقاومت الکتریکی خاص خود هستند ، هر گاه جریان حفاظتی با استفاده از یک منبع تغذیه و یا آند فدا شونده برقرار گردد ، در نزدیکی آند مقاومت كمتری بوجود آمده ، شدت جریان بیشترین خواهد بود . لذا هر قدر که از منبع آندی دورتر شویم مقاومت الکتریکی افزایش یافته جریان کمتر خواهد شد ، در نتیجه حفاظت کامل نخواهد بود این پدیده را اصطلاحا ( افت ولتاژ) می نامند ، اگر ولتاژ به اندازه ای افت نماید که از ناحیه حفاظت کاتدی ( ایوانز) خارج شود دیگر حفاظتی صورت نمی گیرد . همین پدیده را می توان با استفاده از یک مدار مقاومتی نشان داد که جریان در مقاومت های نزدیک به بستر آندی بیشترین خواهد بود ( شکل 3) . شدت جریانی که از واحد سطح زمین و در نزدیکی بستر آندی خارج می شود ؛ به مراتب از شدت جریان عبوری در فواصل دورتر از آند بیشتر است. در نتیجه به ازای بعد مسافت، جریان کاهش خواهد یافت ، این پدیده باعث افت پتانسیل می شود ( با فرض مقاومت ثابت )
پتانیسل (v) = v
جریان( A) = I
مقاومت خاک ( Cm. Ω) = ρ
طول آند ( ft ) = y
فاصله از آند ( ft ) = X
هر گاه X>10Y گردد فرمول فوق به ذیل تبدیل می شود:
در سیستم حفاظت کاتدی به روش آند فدا شونده این افت پتانسیل نیز می بایستی در نظر گرفته شود هر چند که آند معمولا از قدرت کمتری برخوردار است.
مقدار جریان لازم از فرمول V = IR محاسبه می شود . مقدار جریان مورد نیاز برای حفاظت واحد سطح از یک لوله فولادی بدون پوشش متغیر است . که وابسته به نوع خاکی که در آن لوله قرار گرفته است و همچنین تجربه می توان یک مقدار متوسط و معین را بکار برد. مقادیر جدول 1 نشان می دهد که پوشش ها ، حتی پوشش های ضعیف ، تفاوت چشمگیری در میزان جریان ایجاد می کنند.
جدول 1- جریان مورد نیاز برای محافظت لوله پوشش شده
|
جریان لازم برحسب A |
مقاومت پوشش به ازای یك ft2 برحسب Ω |
|
500 14.91 5.964 2.982 1.491 0.2982 0.1491 0.0298 0.000058 |
لوله بدون پوشش 10000 25000 50000 100000 500000 1000000 5000000 پوشش ایده آل |
اندازه گیری پتانسیل و شدت جریان:
صحت حفاظت کاتدی و مقدار پتانسیل قطعه مهندسی با استفاده از ولت متر نسبت به الکترود مرجع (Cu/Cu SO4) سنجیده می شود.
برای این کار ابتدا بر روی زمین مقداری آب ریخته تا سطح زمین كاملا خیس شود، سپس نیم سلول Cu/Cu SO4 را بر روی آن قرار می دهیم. یک سر ولت متر را به نیم سلول و سر دیگر آنرا به خط لوله وصل می کنیم . پتانسیل اندازه گرفته شده باید بیشتر از mv850- باشد ؛ چون نقاطی که پتانسیل کمتر mv 850- دارند دیگر حفاظت نمی شوند . جهت حفاظت از خوردگی لوله های فولادی نو مدفون شده درخاک بوسیله اندازه گیری به شیوه فوق بعضی اعمال جریان مستقیم تا رسیدن به پتانسیل مورد نظر جهت حفاظت یعنی بالاتر از mv 850- صورت می پذیرد . که جریان مورد نیاز در این خصوص فقط حدود A/ft2 100 است .
در بسیاری از موارد مدار الکتریکی محافظت کننده به شکل یک مدار باز با صرف جریان بیش از حد معمول عمل می نمایند (Current Drainage) این بنابر دلایل عدیده ای همانند ایجاد لایه های اکسیدی ناخواسته ، اتصال پیش بینی نشده ، القای جریان های سرگردان و غیره صورت می گیرد . جهت کشف این موضوع که آیا حفاظت به روش کاتدی موثر افتاده است و یا خیر طبق شکل 7 از دو الکترود مرجع Cu/Cu SO4 به همراه دو ولت متر استفاده می شود که در یک نقطه به لوله متصل می گردند . اگر اختلاف پتانسیل اندازه گیری شده توسط دو دستگاه ولت متر بیشتر از 5 باشد . حفاظت به طورکامل انجام نمی پذیرداما برعکس اگر کمتر باشد حفاظت از خوردگی کامل خواهد بود.
I = جریان خروجی (A)
E = ولتاژ آند (v)
L = طول آند (cm)
ρ = مقاومت خاک
D= قطر آند
اصول كلي حفاظت كاتدي
لازمه انجام واكنشهاي مربوط به خوردگي وجود مناطق آندي و كاتدي ميباشد. اگر الكترون هاي سازه از يك منبع خارجي تامين شوند، ميزان حركت يونهاي مثبت از سطح فلز كاهش و سرعت واكنش كاتدي افزايش مي يابد. اگر پتانسيل فلز با اعمال الكترونهاي خارجي از مقدار Ecorr (پتانسيل خوردگي فلز در حالت طبيعي ) به مقدار Ep (پتانسيل حفاظتي فلز پس از اعمال حفاظت كاتدي) كاهش يابد (اين مقادير در نمودارهاي مربوط به پلاريزاسيون فولاد موجود است)، در نتيجه جريان آندي و يورش خوردگي متوقف شده و حفاظت كاتدي حاصل ميگردد. جريان كاتدي (IP) توسط يك منبع خارجي تامين ميگردد، كه اين منبع خارجي يا يك آند فلزي (روش آندهاي فدا شونده) و يا يك منبع ولتاژ برق DC (روش اعمال جريان) ميباشد.
معيارهاي حفاظت كاتدي
اكثر فلزات در برابر خوردگي با اعمال جريان حفاظت مي شوند، بطوريكه پتانسيل آنها در پتانسيل منفي تر از پتانسيل سازه نسبت به محيط قرار گيرد. جريان مستقيم از طريق آندهاي فداشونده (SACRIFICIAL ANODES) و يا سيستم اعمال جريان(IMPRESSED CURRENT) فراهم ميشود. تعيين و اندازه گيري پتانسيل تحت حفاظت نسبت به محيط اطرافش ميتواند نمايانگر درجه و ميزان حفاظت آن سازه باشد. از استاندارد NACE - RPO169-83 به عنوان معيار سيستم حفاظت كاتدي سازه هاي غوطه ور يا مدفون استفاده مي شود. در خيلي از شرايط ميتوان خوردگي را در مقادير كمتر نيز حفاظت كاتدي نمود. اين معيار در استاندارد NACE - RPO169-83 تحت عنوان ” كنترل خوردگي خارجي سيستم هاي خطوط لوله فلزي غوطه ور يا مدفون” بيان شده است. پتانسيل 850 mv- براي اولين بار توسط R.J.Kuhn در سال 1933 بيان شده و جهت حفاظت كاتدي سازه هاي فولادي غوطه ور و يا مدفون پذيرفته شد.
خوردگی ، ( Corrosion ) ، اثر تخریبی محیط برفلزات و الیاژها میباشد. خوردگی ، پدیدهای خودبهخودی است و همه مردم در زندگی روزمره خود ، از بدو پیدایش فلزات با آن روبرو هستند. در اثر پدیده خودبهخودی ، فلز از درجه اکسیداسیون صفر تبدیل به گونهای با درجه اکسیداسیون بالا میشود.
M ------> M+n + ne
در واقع واکنش اصلی در انهدام فلزات ، عبارت از اکسیداسیون فلز است.
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک حفاظت کاتدی حفاظت کاتدیک
حفاظت کاتدی
طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
حفاظت کاتدیک - حفاظت کاتدی
با سلام
حفاظت کاتدیک
زمینی که خاک آن دارای ضریب مقاومت الکتریکی بالایی است ،از شدت جریان خوردگی پایینی برخوردار است و برعکس زمینی که خاک آن دارای املاح نمک بوده و شوره زار ها از ضریب مقاومت پایین تری بر خوردار میباشد ولی این چنین زمین هایی خاصیت خورندگی زیادی نسبت به فلزات دارند .بنابراین سازه های فلزی یا قطعه مهندسی که در این زمین ها نصب میگردند در معرض خوردگی قرار گرفته و از طول عمر آن کاسته میگردد. بدیهی است در چنین شرایطی میتوان با تدابیری خاص تا حد زیادی از خاصیت خورندگی خاک کاست که به دو روش عمده صورت می پذیرد و یکی از این روش ها استفاده از انواع پوشش و دیگری حفاظت کاتدیک از قطعه مهندسی است .
سیستم های حفاظت کاتدی به دسته کلی تقسیم میشوند :
۱- حفاظت کاتدیک با روش اند فداشونده
۲ - حفاظت کاتدیک با روش اعمال جریان
حفاظت کاتدیک - جوش کدولد بر روی لوله
حفاظت کاتدیک - ایزوله کردن لوله پس از انجام جوش کدولد
حفاظت کاتدیک - ایزوله کردن لوله پس از انجام جوش کدولد
حفاظت کاتدی
طراحی ، اجرا ، مشاوره و نظارت سیستم های حفاظت کاتدیک
نصب تست پوینت ، اجرای بستر اندی
انجام جوش کدولد
در سراسر کشور ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹
شرکت آروین پیشه اسپادانا ( مجری طرح های مخابراتی )
مشاوره ، نظارت ، طراحی و اجرای سیستم های ارتینگ
چاه ارت ، شبکه و راود کوبی ، جوش کدولد
حفاظت کاتدی
شبکه های مخابراتی ، فیبر نوری و فیوزن
فونداسیون دکل
مکانیکال وخطوط لوله
با سابقه طولانی و همکاری با شرکت مخابرات اصفهان در زمینه اجرای سیستم های گراند (ارتینگ ) با اهم بسیار پایین ( کمتر از نیم اهم ) ،شبکه های مخابراتی و فونداسیون دکل
تلفن تماس ۰۹۱۳۱۱۶۰۱۹۹ مردانی
لطفا مطلب مورد علاقه خود را از لیست آرشیو موضوعی انتخاب فرمایید
حفاظت کاتدی
ادامه مطلب
در پروسه خوردگی لوله مدفون درخاك ، نقاط آندی و كاتدی در هر حال موجود هستند و با انتقال جریان الكتریسیته از نواحی آندی از فلز به محیط اطراف خوردگی رخ می دهد و در نقاط كاتدی كه جریان از محل اطراف به فلز می رسد خوردگی صورت نمی گیرد . به همین دلیل فلز را می توان به طور جزئی بوسیله استفاده از پوشش ها حفاظت نمود. اگر پوشش ها دائمی بودند و هنگام نصب و یا كار آسیب نمی دیدند لوله های فلزی هرگز خورده نمی شدند . پیدایش عیوب در لایه های محافظ یا وجود سوراخ ها، حتی اگر اتفاقی باشد ما را ملزم می كند كه حفاظت نوع دومی را هم برای فلزات مدفون در خاك بكار بریم . روش عمومی استفاده از حفاظت كاتدی است.
در این روش با وارد شدن یك پتانسیل كاتدی ، قطعه مهندسی به یك كاتد ( قطب منفی) تبدیل می گردد؛ در حقیقت جریان از طرف محیط به تمام سطح لوله می رسد پس در حقیقت دیگر خوردگی نخواهیم داشت و لوله محافظت می گردد.
حفاظت كاتدی را میتوان به تنهایی هم بكار برد ولی به مقدار جریان زیادی نیاز است. بنابراین بهترین روش آن است كه از یك لایه محافظ مناسب استفاده كرد و بعدا بوسیله حفاظت كاتدی آنرا تقویت نمود.
حفاظت كاتدی به دو شیوه اعمال می گردد:
1- جریان اعمالی Impressed current
2- آند فدا شونده sacrificial anode
حفاظت کاتدی بوسیله جریان اعمالی:
حفاظت از این طریق در حقیقت ساخت و کنترل یک سلول خوردگی بزرگ است . در این سلول پایانه منفی جریان مستقیم به خط لوله و پایانه مثبت به یک رسانای مصرف شدنی دفن شده وصل می شود و این رسانا آند نامیده می شود. جریان مستقیم معمولا از طریق یک یکسو کننده به لوله وارد می گردد و در حقیقت یک مدار الکتریکی بوسیله عبور جریان توسط خاک از آند به خط لوله به وجود می آیددر حقیقت سرمایه گذاری برای تاسیسات حفاظت کاتدی ، بخش کوچکی از هزینه کل تجهیزات است برخلاف حفاظت بوسیله پوشش ها ، تداوم هزینه ها برای تجهزات و کنترل وجود دارد ؛ در حقیقت این بحث شامل اندازه گیری و برآورد تجهیزات ، طراحی و نصب آنها ، اندازه گیری و تفسیر نتایج بدست آمده و سپس تعمیر و نگه داری است.
فاکتو رهای مورد نظر جهت طراحی سیستم حفاظت کاتدی:
عواملی که باید مد نظر قرار گیرند عبارت اند از:
1- اندازه پتانسیل : که با توجه و با استفاده از دیاگرام ایوانز آن چنان اختیار می شود که فلزات متفاوت در ناحیه کاتدی حفاظت می گردند
2- 2- جریان مدار: شدت جریان ( آمپر) مورد نیاز جهت رسیدن به پتانسیل حفاظت کننده می بایستی محاسبه شود.
3- فاصله بسترهای آندی : هر قدر که فاصله آندها از قطعه بیشتر باشد جریان بیشتری در مدار می بایست تزریق گردد تا حفاظت کامل تری صورت پذیرد.
نزدیکی بیش از حد آند به قطعه از رسیدن جریان به تمامی سطح ( بخصوص طرف پشت قطعه ) جلوگیری خواهد نمود.
4-احتمال بکار گرفته شدن پوشش های حفاظتی و تاثیر آنها بر طراحی سیستم حفاظت کاتدی
5- اندازه های قطعه مهندسی ، طول قطر، طول یا عرض جهت محاسبه سطح و در نتیجه اندازه مقاومت الکتریکی آن
6- نوع و جنس خاک ، به لحاظ خواص شیمیایی و تعیین مقاومت آن اهمیت خاص دارند.
7- احتمال وجود جریان های ناخواسته ( سرگردان) جریان های القائی که بنا بر عبور برق فشار قوی از نزدیکی قطعه مهندسی و یا وجود ترانس ها و دیگر دستگاه ها ایجاد می گردد.
شكل 2- دیاگرام ایوانز
رابطه مقاومت ، جریان و پتانسیل با یکدیگر:
با فرض اینکه قطعه مهندسی ، خاک و یا سیال هر یک دارای مقاومت الکتریکی خاص خود هستند ، هر گاه جریان حفاظتی با استفاده از یک منبع تغذیه و یا آند فدا شونده برقرار گردد ، در نزدیکی آند مقاومت كمتری بوجود آمده ، شدت جریان بیشترین خواهد بود . لذا هر قدر که از منبع آندی دورتر شویم مقاومت الکتریکی افزایش یافته جریان کمتر خواهد شد ، در نتیجه حفاظت کامل نخواهد بود این پدیده را اصطلاحا ( افت ولتاژ) می نامند ، اگر ولتاژ به اندازه ای افت نماید که از ناحیه حفاظت کاتدی ( ایوانز) خارج شود دیگر حفاظتی صورت نمی گیرد . همین پدیده را می توان با استفاده از یک مدار مقاومتی نشان داد که جریان در مقاومت های نزدیک به بستر آندی بیشترین خواهد بود ( شکل 3) . شدت جریانی که از واحد سطح زمین و در نزدیکی بستر آندی خارج می شود ؛ به مراتب از شدت جریان عبوری در فواصل دورتر از آند بیشتر است. در نتیجه به ازای بعد مسافت، جریان کاهش خواهد یافت ، این پدیده باعث افت پتانسیل می شود ( با فرض مقاومت ثابت )
پتانیسل (v) = v
جریان( A) = I
مقاومت خاک ( Cm. Ω) = ρ
طول آند ( ft ) = y
فاصله از آند ( ft ) = X
هر گاه X>10Y گردد فرمول فوق به ذیل تبدیل می شود:
در سیستم حفاظت کاتدی به روش آند فدا شونده این افت پتانسیل نیز می بایستی در نظر گرفته شود هر چند که آند معمولا از قدرت کمتری برخوردار است.
مقدار جریان لازم از فرمول V = IR محاسبه می شود . مقدار جریان مورد نیاز برای حفاظت واحد سطح از یک لوله فولادی بدون پوشش متغیر است . که وابسته به نوع خاکی که در آن لوله قرار گرفته است و همچنین تجربه می توان یک مقدار متوسط و معین را بکار برد. مقادیر جدول 1 نشان می دهد که پوشش ها ، حتی پوشش های ضعیف ، تفاوت چشمگیری در میزان جریان ایجاد می کنند.
جدول 1- جریان مورد نیاز برای محافظت لوله پوشش شده
|
جریان لازم برحسب A |
مقاومت پوشش به ازای یك ft2 برحسب Ω |
|
500 14.91 5.964 2.982 1.491 0.2982 0.1491 0.0298 0.000058 |
لوله بدون پوشش 10000 25000 50000 100000 500000 1000000 5000000 پوشش ایده آل |
اندازه گیری پتانسیل و شدت جریان:
صحت حفاظت کاتدی و مقدار پتانسیل قطعه مهندسی با استفاده از ولت متر نسبت به الکترود مرجع (Cu/Cu SO4) سنجیده می شود.
برای این کار ابتدا بر روی زمین مقداری آب ریخته تا سطح زمین كاملا خیس شود، سپس نیم سلول Cu/Cu SO4 را بر روی آن قرار می دهیم. یک سر ولت متر را به نیم سلول و سر دیگر آنرا به خط لوله وصل می کنیم . پتانسیل اندازه گرفته شده باید بیشتر از mv850- باشد ؛ چون نقاطی که پتانسیل کمتر mv 850- دارند دیگر حفاظت نمی شوند . جهت حفاظت از خوردگی لوله های فولادی نو مدفون شده درخاک بوسیله اندازه گیری به شیوه فوق بعضی اعمال جریان مستقیم تا رسیدن به پتانسیل مورد نظر جهت حفاظت یعنی بالاتر از mv 850- صورت می پذیرد . که جریان مورد نیاز در این خصوص فقط حدود A/ft2 100 است .
در بسیاری از موارد مدار الکتریکی محافظت کننده به شکل یک مدار باز با صرف جریان بیش از حد معمول عمل می نمایند (Current Drainage) این بنابر دلایل عدیده ای همانند ایجاد لایه های اکسیدی ناخواسته ، اتصال پیش بینی نشده ، القای جریان های سرگردان و غیره صورت می گیرد . جهت کشف این موضوع که آیا حفاظت به روش کاتدی موثر افتاده است و یا خیر طبق شکل 7 از دو الکترود مرجع Cu/Cu SO4 به همراه دو ولت متر استفاده می شود که در یک نقطه به لوله متصل می گردند . اگر اختلاف پتانسیل اندازه گیری شده توسط دو دستگاه ولت متر بیشتر از 5 باشد . حفاظت به طورکامل انجام نمی پذیرداما برعکس اگر کمتر باشد حفاظت از خوردگی کامل خواهد بود.
I = جریان خروجی (A)
E = ولتاژ آند (v)
L = طول آند (cm)
ρ = مقاومت خاک
D= قطر آند
اصول كلي حفاظت كاتدي
لازمه انجام واكنشهاي مربوط به خوردگي وجود مناطق آندي و كاتدي ميباشد. اگر الكترون هاي سازه از يك منبع خارجي تامين شوند، ميزان حركت يونهاي مثبت از سطح فلز كاهش و سرعت واكنش كاتدي افزايش مي يابد. اگر پتانسيل فلز با اعمال الكترونهاي خارجي از مقدار Ecorr (پتانسيل خوردگي فلز در حالت طبيعي ) به مقدار Ep (پتانسيل حفاظتي فلز پس از اعمال حفاظت كاتدي) كاهش يابد (اين مقادير در نمودارهاي مربوط به پلاريزاسيون فولاد موجود است)، در نتيجه جريان آندي و يورش خوردگي متوقف شده و حفاظت كاتدي حاصل ميگردد. جريان كاتدي (IP) توسط يك منبع خارجي تامين ميگردد، كه اين منبع خارجي يا يك آند فلزي (روش آندهاي فدا شونده) و يا يك منبع ولتاژ برق DC (روش اعمال جريان) ميباشد.
معيارهاي حفاظت كاتدي
اكثر فلزات در برابر خوردگي با اعمال جريان حفاظت مي شوند، بطوريكه پتانسيل آنها در پتانسيل منفي تر از پتانسيل سازه نسبت به محيط قرار گيرد. جريان مستقيم از طريق آندهاي فداشونده (SACRIFICIAL ANODES) و يا سيستم اعمال جريان(IMPRESSED CURRENT) فراهم ميشود. تعيين و اندازه گيري پتانسيل تحت حفاظت نسبت به محيط اطرافش ميتواند نمايانگر درجه و ميزان حفاظت آن سازه باشد. از استاندارد NACE - RPO169-83 به عنوان معيار سيستم حفاظت كاتدي سازه هاي غوطه ور يا مدفون استفاده مي شود. در خيلي از شرايط ميتوان خوردگي را در مقادير كمتر نيز حفاظت كاتدي نمود. اين معيار در استاندارد NACE - RPO169-83 تحت عنوان ” كنترل خوردگي خارجي سيستم هاي خطوط لوله فلزي غوطه ور يا مدفون” بيان شده است. پتانسيل 850 mv- براي اولين بار توسط R.J.Kuhn در سال 1933 بيان شده و جهت حفاظت كاتدي سازه هاي فولادي غوطه ور و يا مدفون پذيرفته شد.
خوردگی ، ( Corrosion ) ، اثر تخریبی محیط برفلزات و الیاژها میباشد. خوردگی ، پدیدهای خودبهخودی است و همه مردم در زندگی روزمره خود ، از بدو پیدایش فلزات با آن روبرو هستند. در اثر پدیده خودبهخودی ، فلز از درجه اکسیداسیون صفر تبدیل به گونهای با درجه اکسیداسیون بالا میشود.
M ------> M+n + ne
در واقع واکنش اصلی در انهدام فلزات ، عبارت از اکسیداسیون فلز است.