مهندسی کنترل

جهت درج تبلیغات در پر بیننده ترین وبلاگ مهندسی کنترل با ما تماس بگیرید...

پنجشنبه 14 شهریور 1392

حفاظت کاتدی (کاتودیک)

نویسنده: مرتضی قندی   

به ادامه مطلب مراجعه کنید

امروزه خوردگی شیمیایی فلزات از جمله مشكلات اساسی و هزینه ساز صنایع بزرگ به خصوص صنعت نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، آب و فاضلاب و … میباشد. لوله های انتقال و توزیع سوخت و آب، اسكله ها، كشتی ها، كندانسورها، دكلهای انتقال نیرو، مخازن ذخیره سوخت و دیگر سازه های مدفون (و یا غوطه ور) در یك الكترولیت متناسب با شرایط موجود و با توجه به ساختار متالورژیكی خود ، خورده شده و بعد از مدتی كار یك سیستم و پروسه فعال را مختل كرده و منجربه ضرر و زیانهای غیر قابل پیش بینی میشوند.

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، كف مخازن روزمینی و مخازن زیر زمینی نتیجه تحقیقات و آزمایشات انجام شده دو روش عمده زیر میباشد:

1)       استفاده از انواع پوشش

2)        استفاده از سیستم حفاظت كاتدیك

از آنجائیكه پوششهای موجود هیچ یك دارای راندمان 100% نمی باشند لذا داشتن یك سیستم مكمل جهت حفاظت از خوردگی سازه های مدفون الزامی به نظر میرسد. روش تكمیلی یاد شده سیستم حفاظت كاتدیك میباشد كه در این روش با كاتد كردن سازه در حال خورده شدن (كه قبلاٌ آند بوده است) میتوان از خوردگی آن جلوگیری نمود.

كاتد كردن سازه با جایگزینی یك منبع تامین كننده الكترون انجام پذیر است كه این منبع تامین كننده یك  منبع الكتریكی و یا یك فلز فعال تر (آندتر) از سازه مدفون ما میباشد. بدیهی است استفاده از هریك از روشهای یاد شده مستلزم صرف هزینه های اقتصادی میباشد ولی با یك بررسی كارشناسی میتوان نتیجه گرفت كه صرف هزینه های اولیه جهت پوشش دادن سازه و نصب سیستم حفاظت كاتدی نه تنها از خطرات جانبی در آینده جلوگیری میكند بلكه هزینه های مربوط به تعویض قطعات، تعمیرات و جبران خسارات و زیانهای وارده را كاهش داده و هزینه های لازم جهت نصب چنین سیستم هایی را از نظر اقتصادی توجیه پذیرتر میسازد.

عوامل بسیاری در تعیین و انتخاب روش حفاظت كاتدی موثر میباشند كه از آن جمله میتوان به : شرایط الكترولیت، امكان دسترسی به برق، امكان وجود بازرسی های آتی، شرایط سازه های مجاور، جریانهای سرگردان، نوع و كیفیت پوشش، مدت زمان طراحی سیستم، شرایط اقتصادی  و . . .   اشاره نمود.

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

1-1-رفتار فلزات مدفون و غوطه ور در زمان استفاده از سیستم حفاظت كاتدیك

 

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

Fe à Fe2+ + 2 e-

 

 

خوردگی توسط انتقال جریان الكترون از فلز به الكترولیت صورت میگیرد كه به دنبال آن یونهای مثبت به سمت الكترولیت و الكترون ها به سمت فلز حركت میكنند. نواحی كه این جریان از آنها عبور میكند را مناطق آندی و واكنش مربوطه را واكنش آندی می نامند (در بخشهای بعدی به آن اشاره كامل خواهد شد). اكثر اوقات یونهای فلزی با یونهای منفی داخل الكترولیت واكنش داده و محصولات خوردگی تشكیل شوند (برای مثال زنگ آهن در فولاد). بطور عمده این واكنش ها اثری بر روی واكنش خوردگی نمی گذارند مگر در زمانیكه محصولات ناشی از خوردگی، مقاوم در برابر تهاجمات خوردگی باشند. در نهایت بایستی از نظر بار الكتریكی یك تعادل برقرار شود. جهت متعادل شدن واكنش از نظر بار الكتریكی، باید یك جریان از محلول (الكترولیت) به سمت فلز حركت كند و الكترون ها در محیط دیگری كه منطقه كاتدی نامیده میشود، مصرف میشوند. میزان انتقال جریان در این واكنشها سرعت خوردگی را تعیین مینماید. برای مثال در مورد فولاد به ازا هر اتمی كه وارد الكترولیت میشود دو اتم در سطح فلز آزاد میشود.

میزان اختلاف پتانسیل بین سطح فلزات و الكترولیت آنها با توجه به دانسیته جریان و جهت انتقال جریان تغییر میكند. این تغییرات را پلاریزاسیون می نامند. اختلاف پتانسیل فوق بستگی به نوع واكنش های شیمیایی در سطح فلز دارد. پتانسیل فصل مشترك فلز ـ الكترولیت را میتوان با استفاده ار الكترود مرجع اندازه گیری نمود. میزان اختلاف پتانسیل اندازه گیری شده نه تنها بستگی به نوع فلز و الكترولیت دارد بلكه نوع الكترود مرجع نیز در آن تاثیر گذار میباشد. لذا در اندازه گیریهای اختلاف پتانسیل بین خاك و سازه مدفون فولادی عموماً از الكترود مرجع مس ـ سولفات مس استفاده میشود.

1-2- اصول كلی حفاظت كاتدی

لازمه انجام واكنشهای مربوط به خوردگی وجود مناطق آندی و كاتدی میباشد. اگر الكترون های سازه از یك منبع خارجی تامین شوند، میزان حركت یونهای مثبت از سطح فلز كاهش و سرعت واكنش كاتدی افزایش       می یابد. اگر پتانسیل فلز با اعمال الكترونهای خارجی از مقدار Ecorr (پتانسیل خوردگی فلز در حالت طبیعی ) به مقدار Ep  (پتانسیل حفاظتی فلز پس از اعمال حفاظت كاتدی) كاهش یابد (این مقادیر در نمودارهای مربوط به پلاریزاسیون فولاد موجود است)، در نتیجه جریان آندی و یورش خوردگی متوقف شده و حفاظت كاتدی حاصل میگردد. جریان كاتدی (IP) توسط یك منبع خارجی تامین میگردد، كه این منبع خارجی یا یك آند فلزی (روش آندهای فدا شونده) و یا یك منبع ولتاژ برق DC (روش اعمال جریان) میباشد.

1-2-1- معیارهای حفاظت كاتدی

اكثر فلزات در برابر خوردگی با اعمال جریان حفاظت می شوند، بطوریكه 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 میشود. تعیین و اندازه گیری پتانسیل تحت حفاظت نسبت به محیط اطرافش میتواند نمایانگر درجه و میزان حفاظت آن سازه باشد. از استاندارد  NACE - RPO169-83 به عنوان معیار سیستم حفاظت كاتدی سازه های غوطه ور یا مدفون استفاده می شود. در خیلی از شرایط میتوان خوردگی را در مقادیر كمتر نیز حفاظت كاتدی نمود. این معیار در استاندارد NACE - RPO169-83 تحت عنوان ” كنترل خوردگی خارجی سیستم های خطوط لوله فلزی غوطه ور یا مدفون” بیان شده است. پتانسیل 850 mv- برای اولین بار توسط R.J.Kuhn در سال 1933 بیان شده و جهت حفاظت كاتدی سازه های فولادی غوطه ور و یا مدفون پذیرفته شد.

كاربردی ترین معیار، معیار  mv850 - میباشد. معیار پتانسیل حفاظت كاتدی عبارتست از اندازه گیری پتانسیل خط لوله – خاك كه این اختلاف پتانسیل توسط الكترود مرجع مس ـ سولفات مس اندازه گیری میشود. در انتخاب معیار حفاظت كاتدی باید مسائل مربوط به هزینه های بالای تعمیرات و حفظ سرمایه های ملی در نظر گرفته شود كه در نهایت به شرایط محیطی، پوشش سازه و در دسترس بودن نیروی برق بستگی دارد. یك محیط خورنده كه سازه موجود در آن دارای پوشش ضعیفی باشد و یا نیروی برق در دسترس نباشد، دلالت بر استفاده از یك معیار با ضریب احتیاط بالا میكند. عدم تغییر در اصل طراحی نیز اشاره بر این امر دارد كه حفاظت كاتدی برای سازه های حفاظت شده، به راحتی انجام شده است. به هر حال تكنیك های مراقبت و مونیتورینگ قادر به حل و فصل مطلوب هزینه های كنترل خوردگی بدون كاهش اثرات جلوگیری از خوردگی آنها می باشد.

1-2-2- مدار یك سیستم حفاظت كاتدی

بدیهی است برای داشتن یك سیستم حفاظت كاتدی بایستی مدار الكتریكی آن كامل باشد برای این منظور لازمست تا  اجزا تشكیل دهنده این مدار شناخته و مورد ارزیابی قرار گیرند. بطور كلی این اجزا عبارتند از:

الف)كاتد: سازه و تاسیسات فلزی مدفون و یا غوطه ور در یك الكترولیت كه بایستی با استفاده از روش حفاظت كاتدی از خوردگی شیمیایی آنها جلوگیری به عمل آید، كاتد نامیده میشود. در واقع این سازه فلزی قبل از نصب چنین سیستمی آند بوده و در حال از دست دادن الكترون و خورده شدن بوده است، كه با اعمال سیستم حفاظت كاتدی و قرار گرفتن در مدار این سیستم از آند به كاتد تبدیل شده و در نتیجه خوردگی آن متوقف می شود.

ب) آند: عنصر و یا آلیاژی كه در آن واكنش آندی رخ داده و به مرور زمان و بر اساس مقدار جریان اعمالی از وزن و حجم آن كاسته میگردد آند نامیده میشود. جنس و آلیاژ این آندها، بسته به نوع روش سیستم حفاظت كاتدی و محیط اطراف متغیر است.

ج)  الكترولیت: محیطی كه در آن تبادل الكترون و واكنش یونی اتفاق میافتد و معمولاً از جنس خاك و یا آب میباشد الكترولیت نامیده میشود.

 د) اتصالات الكتریكی: جهت تكمیل مدار الكتریكی یك سیستم حفاظت كاتدی و انتقال الكترونها، از كابلهای مسی استفاده میشود كه ایجاد اتصال آنها در باند باكسهای مربوطه انجام می پذیرد.

هـ)  منبع تغذیه : جهت تامین الكترون مورد نیاز و اعمال اختلاف پتانسیل لازم بین كاتد و الكترولیت (در روش اعمال جریان) از یك منبع تغذیه DC استفاده می شود. این منبع تغذیه، جریان مستقیم مورد نیاز جهت حفاظت سازه را تأمین می كند.

 

1-3- انواع روشهای  سیستم حفاظت كاتدی (کاتودیک یا کاتدیک)

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

- روش آند فداشونده(Sacrificial Anodes)

- روش اعمال جریان (Impressed Current)

حال به تشریح هریك از روشهای فوق می پردازیم.

 

1-3-1- سیستم حفاظت كاتدی به روش آندهای فدا شونده

 

آندهای فدا شونده شامل آلیاژهایی از منیزیم، روی و آلومینیوم میباشند. این آندها در خاك یا در آب به صورت ساده و یا همراه با یك پشت بند (Back Fill) مخصوص نصب میشوند.

این نوع آندها در سیستمهای حفاظت كاتدیک مربوط به خطوط لوله بصورت انفرادی و یا گروهی به خط لوله تحت حفاظت كاتدی نصب میگردند. محدودیتهایی در استفاده از این نوع آندها وجود دارد كه مربوط به اختلاف پتانسیل فصل مشترك سازه ـ آند و میزان مقاومت الكتریكی خاك (ρ) میباشد. از این روش جهت حفاظت كاتدی سازه های كه به جریان كمی نیاز داشته و یا در خاكی با مقاومت الكتریكی پائین مستقر میباشد، استفاده میگردد. میتوان از این نوع آندها به صورت نواری شكل كه در تمام طول مسیر خط لوله نصب میشوند نیز جهت جلوگیری از خوردگی استفاده كرد. طبق استانداردهای IPS-E-TP-820, IPS-D-TP-711. از آندهای فداشونده در موارد زیر میتوان استفاده نمود:

الف - خطوط لوله با پوشش خوب كه نیاز به جریان حفاظتی خیلی كمی دارند.

ب - رفع مشكلات مربوط به تداخل و جریان های سرگردان

ج -خطوط لوله كوتاه با پوشش خوب

د - در نقاط مشخصی بر روی خطوط لوله (نقاط بحرانی) كه ممكن است تنها چند فوت از خط لوله نیاز به حفاظت داشته باشد.

هـ - فراهم نمودن حفاظت موقتی قسمتی از خط لوله مدفون كه در شرایط خوردگی موضعی قرار دارد. مانند منطقه عبور خط لوله از عرض رودخانه .

و - جهت حفاظت كف مخازن رو زمینی كه دارای سطح وسیعی نباشند.

- آندهای مورد مصرف روش آند فداشونده:

انواع آندهای مورد مصرف در روش فدا شونده عبارتند از:

1) آندهای روی               2) آندهای منیزیم                        3) آندهای آلومینیوم

با توجه به الكترولیت موجود در یك منطقه نوع آند مصرفی برای محیط متفاوت است و این تفاوت ناشی از شرایط ویژه الكترولیت از جمله مقاومت ویژه، PH، رطوبت و همچنین خواص و قابلیتهای هر یك از آندهای یاد شده میباشد. به عنوان نمونه آندهای فداشونده با توجه به الكترولیت و مقدار مقاومت آن به صورت زیر دسته بندی میشوند:

الف) آندهای مصرفی در آب:

 

 

مقاومت الكتریكی آب(Ohm-Cm)

نوع آند مصرفی

كمتر از 150

آلومینیوم

كمتر از ۵۰۰

روی

بیشتر از ۵۰۰

منیزیم

ب) آندهای مصرفی در خاك:

 

 

مقاومت الكتریكی آب(Ohm-Cm)

نوع آند مصرفی

كمتر از 150۰

روی

كمتر از ۵۰۰۰

منیزیم (استاندارد)

کمتر از ۶۰۰۰

منیزیم (پتانسیل بالا)

 

۱-3-2- سیستم حفاظت كاتدی به روش اعمال جریان

یك سیستم اعمال جریان باید شامل یك یا چند ایستگاه به عنوان منبع جریان DC، بستر آندی و كابل هادی جریان باشد. موقعیت این ایستگاه ها در طول خط لوله بستگی به امكان دسترسی به نیروی برق متناوب و میزان كاهش پتانسیل دارد. كاهش میزان حفاظت یك خط لوله از محل نصب سیستم حفاظت كاتدی نیز بستگی به مقاومت طولی خط لوله و هدایت پوشش لوله دارد.

معیار احداث بسترهای آندی عمودی و افقی بایستی بر اساس استاندارد IPS-C-TP-820 بوده و انتخاب محل بسترهای مذكور بایستی پس از بررسی نتایج مربوط به بازرسی و كنترل محیطی صورت پذیرد. حداقل فاصله بستر آندی از خط لوله مدفون یا سازه های مجاور بستگی به مقدار جریان مورد نیاز سیستم داشته و با افزایش مقدار جریان این فاصله نیز افزایش خواهد یافت.

معیار این فاصله عبارتست از : 50 متر برای 30 آمپر، 100متر برای 50 آمپر، 200 متر برای 100 آمپر و 300 متر برای 150 آمپر میباشد. ابعاد كابلهای مورد مصرف در این سیستمها باید به گونه ای انتخاب شوند كه در زمانیكه حداكثر جریان طراحی از مدار عبور می كند، میزان افت ولتاژ كمتر از 5 درصد باشد. اطلاعات مربوط به كابلها و سیمهای مورد مصرف در این نوع سیستمها در استاندارد IPS-M-TP-750 و DIN VDE 027 موجود میباشد. تمامی كابلهای مربوط به خروجی از قطب مثبت ركتیفایر به بسترهای آندی باید پیوسته بوده و حداكثر 150 متر طول داشته باشند.

سیستم حفاظت كاتدی به روش اعمال جریان بهتر است در خارج از محلی كه خطر انفجار و آتش سوزی دارد طراحی و نصب گردد، مگر در حالات استثنا كه بایستی بر اساس استانداردهای DIN-VDE-0165  و یاEN 50014 , AFK-Empfehlung No.5 صورت پذیرد. به عبارت دیگر استفاده از ترانسفورمر ـ ركتیفایر، جعبه های اتصال ((BOND BOX ، جعبه های اندازه گیری اختلاف پتانسیل(TEST POINT  OR  TEST BOX) بایستی از نوع ضد انفجار طراحی و مورد استفاده قرارگیرد.

 

- آندهای مورد مصرف در روش اعمال جریان:

Û       آند چدن پر سیلیس (سیلیكون)

Û       آند آلیاژ دور یكلر

Û       آند چدن پر سیلیس كروم دار

Û       آند پلاتینیوم

Û       آند چدن پرسیلیس مولیبدن دار

Û       آند گرافیتی

 

عمده ترین آندی كه در روش اعمال جریان مورد استفاده دارد آند چدن پرسیلیس میباشد، این نوع آندها در پشت بندهای كربنی كارآیی آندهای گرافیتی را داشته و در خاكهایی با مقاومت ویژه كم نسبت به آندهای گرافیتی ارجحیت دارند. همچنین امكان استفاده از این آندها در دانسیته جریان های بالا وجود دارد. عناصر تشكیل دهنده این نوع آلیاژ عبارتند از : 0.95%C,  14.4% Si ,  0.7%Mn و مابقی Fe  .

كارآیی یك آند با نحوه نصب آن دارای رابطه مستقیم می باشد، به قسمی كه یك عایق بندی ضعیف در محل اتصال به واسطه خوردگی حفره ای به مقدار قابل توجهی از كار آیی آند می كاهد. عمر مفید آندهای مذكور معمولاً تا زمانی در نظر گرفته میشوند كه قطر آنها در حدود 33% كاهش یابد كه البته این مقدار بستگی به قطر اولیه و میزان خوردگی حفره ای و همچنین تنشهای مكانیكی دارد. بنابراین دو برابر كردن سطح مقطع آند عمر مفید را بیش از دو برابر افزایش خواهد داد.این نوع آلیاژ دارای مقاومت بسیار بالایی در بسیاری از محیطهای خورنده میباشد. استثنا قابل توجه در این مورد اسید فلوریدریك است، در حقیقت این چدنها مقاومترین فلزات و آلیاژهای تجارتی (غیر گرانبها) میباشند.

مشخصات برخی از آندهای مورد مصرف در سیستمهای حفاظت كاتدی به روش اعمال جریان در جدول 1-1 آورده شده است.

 

1-4- انواع بسترهای آندی

معمولاُ با توجه به اطلاعات بدست آمده از منطقه و اطلاعات حاصل از اندازه گیری مقاومت خاك و همچنین تجمع و محل استقرار دیگر تاسیسات، ساختمانها و سازه ها ، نوع و تعداد بستر انتخاب و در بخش طراحی با توجه به آن اقدامات لازم جهت انجام محاسبات صورت میگیرد.

با توجه به شكل فیزیكی و نوع پشت بند مصرفی، بستر های آندی به دو دسته عمده بسترهای آندی سطحی و بسترهای آندی عمیق تقسیم میشوند:

1-4-1- بستـرهای آندی سطحـی

این نوع بسترها كه عمق بستر بندرت به بیش از 5 متر میرسد، خود به دو دسته عمده زیر تقسیم میشوند:

الف ـ بستـر آندی افقـی

در این نوع بسترها، آندهای مورد مصرف به شكل افقی و در كانالی به عرض 60 سانتی متر و به عمق 2 الی 3 متر و به فاصله مركز به مركز 3 الی 8 متر از یكدیگر قرار میگیرند.

پشت بند این نوع بسترها كك میباشد كه بایستی به ضخامت 15 سانتی متر زیر و روی آندها را بپوشاند به عبارت دیگر استوانه ای به قطر 30 سانتی متر (یك فوت) و به طول بستر آندی از كك كوبیده شده داشته باشیم كه آندها در مركز آن قرار گرفته اند. در این نوع بسترها جهت انتقال گازهای حاصل از واكنشهای شیمیایی به سطح زمین از لوله های ونت به قطر 4 الی 8 اینچ و از جنس آزبست استفاده میشود.

این نوع بستر بدلیل صرفه اقتصادی در حفاری و آماده سازی بستر و استقرار آندها بیشتر از بسترهای دیگر مورد استفاده قرار میگیرند. ولی بدلیل آنكه در این بسترها با تعداد آند زیاد به  حفاری در طول زیادتری نیازمی باشد و لذا در اماكن و مناطقی كه از بابت تملك زمین و تجمع سازه ها و تاسیسات دیگر محدودیت دارد استفاده از چنین بسترهایی محدودیت خواهد داشت.

ب - بستـر آندی عمـودی

در این نوع بسترها كه بیشتر در شبكه های توزیع گاز طبیعی، نفت، آب، مخازن ذخیره سازی و … استفاده میشود.آندها به صورت عمودی و در كانالهایی به قطر 30 الی 50 سانتی متر و به عمق حدود 3 متر و به فاصله مركز به مركز 3 الی 10 متر از یكدیگر قرار می گیرند كه پشت بند ككی آندها بایستی به قطر حداقل 30 سانتی متر دور تا دور آندها را پركند .  در این نوع بسترها نیز از لوله های ونت جهت تسهیل درخروج گازهای حاصل از واكنشهای شیمیایی استفاده به عمل می آید .

1-4-2- بستـرهای آندی عمیـق

از بسترهای آندی عمیق در مناطقی كه طبقات بالایی خاك مقاومت مخصوص بالایی داشته و یا امكان ایجاد بسترهای آندی افقی و عمودی غیر ممكن باشد و همچنین در مواقعی كه تجمع سازه های مدفون را داشته باشیم، استفاده به عمل می آید. این نوع بسترها عبارتند از:

الف - بستر آندی چاهی خشك

در این نوع بسترها آندها به صورت عمودی و در یك راستا در كانالی به قطر 30 الی 50 سانتی متر و به عمقی كه بستگی به تعداد آندها دارد قرار میگرند . در این نوع بستر پشت بندآندها كك می باشد و لوله ونت مصرفی از جنس فولاد گالوانیزه می باشد. عمق این نوع بستر بستگی به تعداد آندهای مصرفی دارد ، به عبارت دیگر با توجه به اینكه فاصله مركز به مركز آندها عموما” 3 متر می باشد و اولین آند تا سطح زمین بایستی حداقل 5/1 متر و آخرین آند تا انتهای بستر حداقل 5/0 متر فاصله داشته باشد ، لذا می توان در محاسبات عمق بستر را بدست آورد . ولی لازم به ذكر است كه بنا به نظر طراح فاصله ها و عمق مذكور قابل تغییر می باشد.

ب - بستر آندی چاهیِ تر 

این نوع بستر مشابهت زیادی با بستر آندی چاهی خشك دارد با این تفاوت كه در این نوع بستر پشت بند مصرفی برای آندها آب می باشد، به عبارت دیگر عمق این نوع بسترها بستگی به عمق سفره های آب زیرزمینی دارد، یعنی بایستی حفاری تا عمقی انجام پذیرد كه آب كل عمق بستر را در برگرفته و حدلقل 12 متر از سطح آند اول بالاتر قرارگیرد .

در این نوع بستر آندها به وسیله طناب مخصوص و با استفاده از قرقره در مركز چاه قرار می گیرند و فاصله مركز به مركز آنها كه بایستی حدود 3 متر باشد به وسیله طناب ها تنظیم میگردد.

كابل آندها مانند بستر چاهی خشك بوسیله دو راهی اتصال كابل به كابل بستر متصل شده و از هر آند یك كابل به باند باكس مثبت كه معمولا” یك باند باكس هشت ترمیناله می باشد اتصال پیدا می كند. در این نوع بستر جهت جلوگیری از ریزش كانال معمولا” از یك لوله فولادی به قطر 12 اینج ( قطر بستر ) و به طول بستر استفاده میگردد. از این نوع بسترها بدلیل هزینه بالای حفاری و نصب آندها در مواقع خاصی استفاده می گردد.

 

۱-5- نحوه حصول اطمینان از عملكرد یك سیستم حفاظت كاتدی

 پس از نصب یك سیستم حفاظت كاتدی، جهت حصول اطمینان از عملكرد سیستم، باید اختلاف پتانسیل بین خاك و سازه فلزی مدفون اندازه گیری شود. اساس این اندازه گیری اعمال یك جریان (حاصل از اختلاف پتانسیل بین خاك و سازه تحت حفاظت) میباشد. اختلاف پتانسیل مذكور در اثر افت ولتاژ سازه مدفون، مقاومت بین سازه و خاك و در نهایت پلاریزاسیون میباشد. واضح است كه با توجه به شرایط خاك از نظر مقاومت الكتریكی و درجه عایقی پوشش مصرفی و سطح لوله، مقدار جریان مورد نیاز جهت جلوگیری از خوردگی سطح سازه مدفون، متفاوت خواهد بود. لذا نمیتوان مقدار جریان را به عنوان معیاری جهت ارزیابی نحوه عملكرد سازه مدفون تحت حفاظت كاتدی استفاده نمود. بنابراین پتانسیل جدیدی را كه لوله بعد از اعمال جریان حفاظتی اختیار خواهد كرد به عنوان معیار محسوب مینمایند. استانداردهایی جهت كمك به اندازه گیری نحوه عملكرد یك سیستم حفاظت كاتدی تهیه شده است كه در بخش معیار های حفاظت كاتدی به آن اشاره گردید. معیار فوق برای سازه ای از جنس فولاد در الكترولیتی مانند خاك برابرmv 850 – میباشد. مقدار منفی بیانگر این واقعیت است كه سازه نسبت به خاك از پتانسیل منفی تری برخوردار بوده و جریان حفاظت كاتدی به سمت محیط های آندی جریان دارد.

اندازه گیری این اختلاف پتانسیل بایستی در فواصل مكانی و زمانی مشخص كه توسط طراح سیستم تعیین میگردد انجام پذیرد. در فواصل مكانی مشخصی كه حداقل هر 500 متر و حداكثر هر 1000 متر میباشد با نصب یك ایستگاه اندازه گیری پتانسیل سهل تر خواهد گردید. این ایستگاه كه تست پوینت (TEST POINT) نامیده میشود شامل جعبه ای است كه كابل متصل شده به لوله (و یا هر سازه فلزی تحت پوشش سیستم حفاظت كاتدی) به روش جوش احتراقی (CADWELD) در آن مستقر گردیده است. تا اندازه گیری مذكور توسط یك ولتمتر و نیم پیل مرجع مس ـ سولفات مس انجام پذیرد. استفاده از نیم پیل مرجع دائمی در كف مخازن روزمینی با قطر زیاد از جمله مواردی است كه طراح جهت سهولت و امكان انجام این اندازه گیری بایستی به آن توجه داشته باشد.

معیار اختلاف پتانسیل یاد شده بستگی به شرایط محیطی متفاوت خواهد بوده به عنوان نمونه در صورتیكه وجود خوردگی میكروبیولوژی در خاك منطقه به اثبات رسد این معیار یعنی mV 850 – حداقل mV 100– شیفت پیدا كرده و به mV 950 – میرسد به عبارت دیگر در مناطقی كه خوردگی میكروبیولوژی در خاك منطقه وجود داشته باشد این معیار حداقل mV 950 – خواهد بود. همانطور كه این معیار دارای حداقل میباشد بدیهی است كه دارای رنجی به عنوان حداكثر مقدار مجاز نیز باشد. حداكثر مقدار این معیار بستگی به نوع پوشش لوله دارد. بدین ترتیب كه اگر پوشش لوله از نوع سرد باشد این مقدار نبایستی  از mV 1600 – تجاوز نماید و در صورتیكه پوشش لوله از نوع گرم باشد حداكثر مقدار مجاز این معیار mV 2200 –  خواهد بود. در صورتیكه حداكثر معیار فوق رعایت نشود پوشش لوله آسیب دیده و عواقب بعدی را به دنبال خواهد داشت.

 

1-6- واكنش های آندیك

 

 یكی از واكنشهایی كه پس از نصب و راه اندازی سیستمهای حفاظت كاتدی انجام پذیر میباشند واكنش آندی می باشد. واكنشهای اكسیداسیون زیادی وجود دارند كه ممكن است روی سطح یك آند رخ دهد. جنس آندهای مورد مصرف و شرایط محیط باعث میگردند تا یكی از واكنشهای فوق بر دیگر واكنشها غلبه كرده و عموماً اتفاق افتد.

سه واكنش اولیه كه در سطح آند رخ میدهند عبارتند از :

- اكسید اسیون فلز

- متصاعد شدن اكسیژن

- متصاعد شدن كلر

در آندهای فدا شونده واكنش آندی اولیه بطور نرمال اكسیداسیون فلز است یعنی:

 

          M   à   Mn+   +  n e_

 

با توجه به اینكه در خاك های خنثی یون فلز ناپایدار است و با آب برای تشكیل یك هیدروكسید یا اكسید هیدراته و یون های هیدروژن واكنش انجام می دهد بنابراین داریم كه:

 

M   +   H2O    à    M OH_   +  H+

 

این واكنش ها تا زمانی كه مصرف آندها ادامه دارد باعث بوجود آمدن جریان میگردند. برای آندهای مورد مصرف در روش اعمال جریان در مناطقی كه خاك و آب دارای میزان خیلی كمی از كلرید هستند واكنش اولیه آندی متصاعد شدن اكسیژن است یعنی در این آندها واكنش زیر رخ می دهد:

 

2H2O   à   O2   +  4H+  +  4e-

 

وقتی كه یون های سولفات در الكترولیت حضور داشته باشند واكنشهایی مشابه واكنشهای زیر اتفاق می افتد:

 

2SO4- + 2H2O à  2H2SO4 -   + O2  + 4e-

 

2H2SO4-   à  SO4   + O2  + 2H+

 

2Cl_   à   Cl2   +  2e_

 

اكسیژن مجدداً آزاد شده و هیدروژن بصورت یون تشكیل میگردد. متصاعد شدن كلر واكنشی است كه روی سطح آندهای روش اعمال جریان در حضور یون های كلرید اتفاق می افتد، سپس گاز كلر با آب برای تشكیل اسید هیپوكلرو و هیدروكلریك واكنش خواهد داد. اسید هیپوكلرو تجزیه شده و یون های هیدروژن نیز متناسب با مقدار اسید تشكیل می شوند. بنابراین متصاعد شدن كلر PH در سطح آند را كمتر از متصاعد شدن اكسیژن كاهش  می دهد. در جائیكه ذغال كك بعنوان مواد پر كننده برای آندهای روش اعمال جریان استفاده می شود واكنش های آندیك در سطح ذرات كك بصورت زیر اتفاق می افتند:

 

             C + H2O +  2e_ à  CO + 2H+  

 

C + 2H2O + 4e_   à    CO2  +  4H+

 

تمام واكنش های اصلی آندی باعث كاهش PH محلول در محدوده آند میشوند. پتاسیل استاندارد0.400+ redox  ولت برای یونهای هیدروكسیل و 0.136 + ولت برای یونهای كلر است . ازیك دیدگاه ترمودینامیكی اگر یك آند درالكترولیتی حاوی هر دو یون پلاریزه شده باشد ابتدا اكسیژن متصاعد شده و بعد از آن كلر متصاعد می شود. در عمل این مسئله لزوماً واقعیت ندارد. بعنوان مثال در آندهای گرافیتی افزایش ولتاژ برای متصاعد شدن اكسیژن خیلی بیشتر اززمانی است كه برای متصاعد شدن كلر داریم. در یك آند گرافیتی هرگاه  از طریق آند واكنش  پلاریزه شدن  انجام شود قبل از هر چیز گاز كلر متصاعد میگردد.

 

 

 

نظرات() 
Seratopical Reviews
دوشنبه 11 آذر 1398 05:00 ق.ظ
Hurrah! Finally I got a website from where I be able to actually take valuable data regarding my study and knowledge.
L'Oberton Paris Cream
چهارشنبه 29 آبان 1398 09:57 ق.ظ
Hiya, I'm really glad I have found this information.
Today bloggers publish just about gossips and net and this is really irritating.
A good blog with exciting content, that's what
I need. Thanks for keeping this website, I will be visiting it.
Do you do newsletters? Can not find it.
Ultra Fast Pure Keto Boost Ingredients
چهارشنبه 29 آبان 1398 12:48 ق.ظ
I used to be suggested this blog via my cousin. I'm
not positive whether or not this publish is written through him as nobody else realize such unique approximately my difficulty.
You are amazing! Thanks!
http://maxtestxr.net/
یکشنبه 5 آبان 1398 11:57 ب.ظ
That is a very good tip especially to those new to the blogosphere.
Simple but very accurate information? Appreciate your sharing this one.

A must read article!
/post/351
شنبه 13 مهر 1398 12:07 ب.ظ
My spouse and I stumbled over here by a different
web address and thought I might as well check things out.
I like what I see so i am just following you. Look forward
to looking at your web page for a second time.
Bitcoin Lifestyle
جمعه 15 شهریور 1398 11:28 ب.ظ
It's not my first time to visit this web site, i am visiting this site dailly and get fastidious information from
here daily.
http://Preview.tinyurl.com/ketomaxadvancedreviews55900
دوشنبه 11 شهریور 1398 02:09 ق.ظ
Aw, this was an incredibly good post. Taking the
time and actual effort to generate a top notch article?
but what can I say? I put things off a lot and don't manage to get nearly anything done.
Alor Blend Serum Review
پنجشنبه 17 مرداد 1398 02:48 ب.ظ
It?s nearly impossible to find knowledgeable people in this particular subject, however, you sound like you know what you?re talking about!
Thanks
Dura Burn Keto Diet Pills - The Easiest Way To Get Into Ketosis! | Review
یکشنبه 13 مرداد 1398 03:34 ب.ظ
As I site possessor I believe the content material here is rattling excellent , appreciate it for your efforts.
You should keep it up forever! Best of luck.
http://ge.tt/5GPgNiw2/v/0
شنبه 12 مرداد 1398 06:07 ق.ظ
Merely a smiling visitor here to share the love (:
, btw great pattern.
http://canadianopharmacy.com/
چهارشنبه 9 مرداد 1398 12:19 ق.ظ

Fantastic content. Many thanks.
drugstore online reviews online pharmacies tech school northwest pharmacies in canada canadian pharmacy no prescription canadian prescription drugstore online pharmacy canada canadian pharmacies online prescriptions canadian pharmacies that are legit northwestpharmacy drugs for sale in uk
http://activatorprotestosterone.com/
پنجشنبه 27 تیر 1398 09:51 ق.ظ
This is really attention-grabbing, You are a very professional blogger.
I have joined your rss feed and look forward to searching for more of your fantastic post.

Also, I have shared your web site in my social networks
Fit Body Keto Review
یکشنبه 23 تیر 1398 10:11 ق.ظ
After looking over a number of the articles on your website, I
really like your technique of writing a blog. I bookmarked it to my bookmark website list and will
be checking back soon. Take a look at my website too and
let me know how you feel.
https://www.gapyear.com/members/daleydaley95/
سه شنبه 18 تیر 1398 12:50 ب.ظ
I real pleased to find this web site on bing,
just what I was looking for :D too saved to bookmarks.
http://primoboost.org/
سه شنبه 11 تیر 1398 04:39 ب.ظ
hi!,I like your writing very so much! proportion we keep
in touch more about your post on AOL? I require an expert on this area
to resolve my problem. Maybe that is you! Taking a
look forward to peer you.
http://allaboutfirelighters.qhub.com/member/593350
دوشنبه 10 تیر 1398 01:56 ب.ظ
I always was interested in this topic and still am, thank you
for putting up.
http://m.lccderek.com/krygenxl459718
شنبه 8 تیر 1398 11:14 ب.ظ
Great post, you have pointed out some fantastic points, I also believe this is a very fantastic website.
http://zimbabwe-classifieds.com/index.php/author/audryonslow/
شنبه 8 تیر 1398 10:11 ق.ظ
I am glad to be one of several visitants on this outstanding site (:,
appreciate it for putting up.
https://www.classifiedsteam.co.uk/user/profile/3575
شنبه 8 تیر 1398 09:01 ق.ظ
I am constantly thought about this, appreciate it for putting up.
http://teom.us/simplybeautifulskincream796443
جمعه 7 تیر 1398 06:10 ب.ظ
Howdy! I'm at work surfing around your blog from my new iphone 4!

Just wanted to say I love reading your blog and look forward to all your posts!
Carry on the outstanding work!
Cialis canada
دوشنبه 3 تیر 1398 08:33 ق.ظ

You said it very well.!
enter site natural cialis deutschland cialis online buy name brand cialis on line cialis cuantos mg hay cialis baratos compran uk canadian discount cialis buying cialis overnight cialis daily new zealand costo in farmacia cialis costo in farmacia cialis
http://rolsworsent.strikingly.com/
یکشنبه 2 تیر 1398 04:36 ب.ظ

You revealed it well.
prices for cialis 50mg enter site 20 mg cialis cost order cialis from india generic cialis pill online tadalafil 20 mg prix de cialis cialis prezzo in linea basso tarif cialis france precios de cialis generico cialis tablets
Online cialis
یکشنبه 2 تیر 1398 02:03 ق.ظ

With thanks, Loads of knowledge.

cialis 10 doctissimo precios de cialis generico where cheapest cialis cialis prezzo di mercato when will generic cialis be available only best offers 100mg cialis 40 mg cialis what if i take cialis 20mg prix en pharmacie where cheapest cialis pastillas cialis y alcoho
http://reikeyge.strikingly.com/
شنبه 1 تیر 1398 09:03 ق.ظ

You said it perfectly.!
cialis manufacturer coupon cialis dosage recommendations usa cialis online cialis 50 mg soft tab cialis pills boards cialis authentique suisse generic cialis levitra cialis 20mg prix en pharmacie cialis italia gratis click here take cialis
http://eninqui.strikingly.com/
جمعه 31 خرداد 1398 04:47 ب.ظ

Seriously lots of superb information!
cialis therapie cialis 100 mg 30 tablet buy cialis online cheapest cialis generico online sialis try it no rx cialis cialis pills price each cialis online holland cialis for sale in europa price cialis per pill
http://sleepanfi.strikingly.com/
جمعه 31 خرداد 1398 01:18 ق.ظ

Amazing content, Thanks!
tadalafil 10 mg low dose cialis blood pressure achat cialis en itali generic cialis 20mg tablets cialis online cialis generique generic cialis pill online cialis kamagra levitra cialis online napol cialis flussig
http://easindog.strikingly.com/
پنجشنبه 30 خرداد 1398 05:26 ق.ظ

You've made the point.
price cialis wal mart pharmacy cialis diario compra rezeptfrei cialis apotheke cialis 20 mg best price cialis baratos compran uk side effects for cialis achat cialis en suisse fast cialis online cialis cipla best buy how does cialis work
achat cialis en suisse
چهارشنبه 29 خرداد 1398 02:06 ب.ظ

Useful info. Regards.
cialis generic tadalafil buy sialis cialis para que sirve cialis without a doctor's prescription cialis venta a domicilio buy cialis we choice free trial of cialis cialis alternative cialis 5 mg costo in farmacia cialis
http://ovanflam.strikingly.com/
سه شنبه 28 خرداد 1398 09:43 ب.ظ

Incredible quite a lot of superb info.
cialis cuantos mg hay cialis generique tadalafil 5mg cialis purchasing cost of cialis cvs i recommend cialis generico cialis australian price costo in farmacia cialis cialis 5 mg para diabeticos buying cialis in colombia
Online cialis
دوشنبه 27 خرداد 1398 11:40 ب.ظ

Nicely put, Thanks.
cialis 5 mg schweiz only now cialis 20 mg cialis super kamagra generic cialis tadalafil cialis lilly tadalafi cialis kaufen bankberweisung cialis dosage recommendations canadian discount cialis cialis 20 mg effectiveness cialis coupon
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نمایش نظرات 1 تا 30

نویسندگان

لینکستان

نظرسنجی

    نظر شما درباره مطالب وبلاگ چیست؟





معرفی صفحه به دوستان

* نام شما

ایمیل شما *

ایمیل دوست شما *

ایمیل دوست دیگر شما


Up Page



ماشین حساب آنلاین مدارات LED
ولتاژ منبع

ولتاژ دیود

جریان دیود (میلی آمپر)

تعداد LED

فرم عضویت
نام شما :
نام کاربری :
ایمیل :
کلمه عبور :
تکرار کلمه عبور :
Powered By :hamedmax73
نام کاربری :
کلمه عبور :
Powered By :hamedmax73
  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو