تجهیزات حفاظت کاتدی از سازههای فلزیِ غوطهور در آب یا مدفون در زیر زمین (مانند کشتیها، شناورهای فراساحلی، خطوط لوله، کابلها، مخازن، سازههای بندری و تجهیزات زیر دریا) در برابر خوردگی محافظت میکنند. سیستمهای حفاظت کاتدی با استفاده از جریان الکتریکی یا یک فلز با ویژگی الکتروشیمیایی متفاوت، اثرات خوردگی یا زنگزدگی را کاهش داده یا معکوس میکنند.
نصب و راه اندازی سیستم های حفاظت کاتدی
دو نوع سیستم حفاظت کاتدی وجود دارد:
در این روش، یک پوشش روی (Zinc) روی سطح فولاد اعمال میشود یا یک آند روی جداگانه در فاصلهای از سازه فولادیِ مورد حفاظت قرار میگیرد. روی از نظر الکتروشیمیایی فعالتر از فولاد است (یعنی پتانسیل الکترودی منفیتری دارد)، بنابراین هنگام قرار گرفتن در معرض محیط، بهجای فولاد دچار خوردگی میشود. به این روش، سیستم فداشونده (Sacrificial System) نیز گفته میشود.
در این روش، سازهای که باید محافظت شود به یک منبع برق جریان مستقیم (DC) متصل میشود تا واکنش الکتروشیمیاییای که معمولاً بهعنوان زنگزدگی یا خوردگی شناخته میشود، معکوس یا منحرف گردد. سیستم جریان اعمالی میتواند نسبت به سیستم گالوانیکی غیرفعال، حفاظت کاملتر و گستردهتری ارائه دهد.
تابلو جهت حفاظت کاتدی با جریان DC
نصب، اجرا و راه اندازی سیستم های حفاظت کاتدی
حفاظت کاتدی یک روش فعال برای مقابله با خوردگی خارجیِ سازههای فلزی مدفون در خاک یا غوطهور در آب است.
شرکت اتوماسیون صنعتی فریان تجربه گستردهای در طراحی، تأمین تجهیزات، نصب و راهاندازی سیستمهای حفاظت کاتدی با استفاده از آندهای فداشونده و سیستم جریان اعمالی دارد. ما بیش از ۵ سال تجربه داریم و اپراتورهای اصلی ایران، نگهداری سالیانه سیستمهای حفاظت کاتدی و بازرسی پوششهای ضدخوردگی خود را به ما سپردهاند.
خدمات اصلی ما شامل موارد زیر است:
خدمات سیستم حفاظت کاتدی
مدیریت حفاظت کاتدی نقش بسیار مهمی در جلوگیری از خرابیهای ناشی از خوردگی، کاهش هزینههای نگهداری و افزایش ایمنی و یکپارچگی سازههای فلزی دارد؛ بهویژه در محیطهای سخت یا شرایط خورنده.
برای اجرای مؤثر حفاظت کاتدی، انجام تحلیل و برنامهریزی دقیق ضروری است. این فرآیند شامل تعیین نوع حفاظت موردنیاز، انتخاب مواد مناسب و طراحی ساختار سیستم میشود.
بازرسیهای برنامهریزیشده برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم حفاظت کاتدی بسیار مهم هستند.
فعالیتهای نگهداری ممکن است شامل تعویض آندهای فداشونده (در سیستمهای گالوانیکی)، بررسی اتصالات الکتریکی و تأیید سلامت و یکپارچگی سیستم باشد.
سیستمهای حفاظت کاتدی باید بهطور مداوم پایش شوند تا هرگونه مشکل یا انحراف از سطوح حفاظتی مطلوب شناسایی شود. میتوان از تجهیزات پایش از راه دور برای بررسی عملکرد سیستم در طول زمان استفاده کرد.
در صنایعی مانند نفت و گاز، توزیع آب و سازههای دریایی، معمولاً مقرراتی وجود دارد که استفاده از سیستمهای حفاظت کاتدی را الزامی میکند. مدیریت صحیح سیستم، انطباق با این استانداردها و مقررات را تضمین میکند.
ارزیابیهای دورهای ریسک خوردگی برای بررسی میزان اثربخشی سیستم حفاظت کاتدی انجام میشوند تا مشخص شود آیا نیاز به اصلاح، تنظیم یا ارتقای سیستم وجود دارد یا خیر.
نگهداری سوابق دقیق از تمام جنبههای سیستم حفاظت کاتدی، از جمله نقشههای طراحی، گزارشهای بازرسی و سوابق نگهداری، برای پاسخگویی و تصمیمگیری اهمیت زیادی دارد.
نصب و راه اندازی سیستم های حفاظت کاتدی – Cathodic Protection
استفاده ناایمن از برق و حوادث مربوط به زیرساختهای الکتریکی میتواند پیامدهای جدی از جمله خسارت مالی، جراحت یا حتی مرگ به همراه داشته باشد. مانند تمام سیستمهای الکتریکی، سیستمهای حفاظت کاتدی نیز در برخی شرایط میتوانند خطرناک باشند:
نصب و نگهداری ایمنِ یک سیستم حفاظت کاتدی که بهدرستی عمل کند، نیازمند دانش فنی تخصصی و آگاهی کافی است. آییننامه ایمنی برق ۲۰۱۳ (Electrical Safety Regulation 2013) الزامات مربوط به نصب، طراحی، بهرهبرداری، آزمایش و ثبت سیستمهای حفاظت کاتدی را مشخص میکند.
برخی از سیستمهای حفاظت کاتدی از این آییننامه مستثنی هستند، از جمله:
اطلاعات زیر خلاصهای از الزامات مربوط به سیستمهای حفاظت کاتدی است. برای جزئیات بیشتر، به آییننامه مراجعه کنید.
پیش از نصب یک سیستم حفاظت کاتدی، باید حداقل ۶۰ روز قبل به مالکان هرگونه سازهای که ممکن است در منطقه تحت تأثیر قرار گیرد اطلاع داده شود.
در هنگام طراحی و نصب سیستم، باید از استاندارد حفاظت کاتدی سری AS 2832 (حفاظت کاتدی فلزات) پیروی کنید.
بر اساس آییننامه:
همچنین این آییننامه محدودیتهای الکتریکی مربوط به موارد زیر را مشخص میکند:
تمام سیستمهای حفاظت کاتدی باید پیش از بهرهبرداری آزمایش شوند، حتی اگر نیازی به ثبت نداشته باشند. همه سیستمها باید حداکثر ظرف ۹۰ روز پس از آغاز بهرهبرداری مورد آزمایش قرار گیرند. اگر سیستم نیاز به ثبت داشته باشد، آزمایشها باید حداکثر ظرف ۹۰ روز پس از ارائه درخواست ثبت تکمیل شوند. در صورتی که درخواست شود، اداره ایمنی برق (Electrical Safety Office) ممکن است زمان بیشتری اختصاص دهد.
مالک سیستم مسئول موارد زیر است:
آزمایشها باید شامل موارد زیر باشند:
آزمایشها باید حداقل بر اساس حداکثر مقادیر جریان کاری ذکرشده در درخواست انجام شوند.
سیستمهای حفاظت کاتدی باید بهصورت منظم و در طول دوره بهرهبرداری نیز آزمایش شوند. این آزمایشها شامل موارد زیر هستند:
مالک سیستم باید در صورت درخواست منطقی اداره ایمنی برق، دسترسی و امکانات لازم را برای انجام آزمایشهای بیشتر فراهم کند. اگر سیستم با الزامات مطابقت نداشته باشد، مالک موظف است تمام هزینههای غیرمستقیم و سربار مربوط به آزمایشهای انجامشده توسط اداره ایمنی برق را پرداخت کند.
آزمایشهای تداخل باید در شرایط زیر دوباره انجام شوند:
هدف از مدیریت حفاظت کاتدی، جلوگیری از خوردگی و افزایش عمر سازهها و تجهیزات فلزی است. با اعمال جریان مستقیم (DC) به سطح فلز و … ، سیستمهای حفاظت کاتدی واکنشهای الکتروشیمیاییای را که باعث خوردگی میشوند تغییر میدهند و بهطور مؤثر از سازهها در برابر آسیب محافظت میکنند.
مدیریت حفاظت کاتدی برای صنایع مختلفی ضروری است؛ از جمله صنایع نفت و گاز، توزیع آب، حملونقل (خطوط لوله و پلها)، سازههای دریایی و فراساحلی، مخازن ذخیرهسازی و تأسیسات صنعتی. این صنایع معمولاً دارای تجهیزات و داراییهای فلزی ارزشمندی هستند که در معرض محیطهای خورنده قرار دارند، بنابراین حفاظت کاتدی برای حفظ یکپارچگی و افزایش طول عمر آنها اهمیت زیادی دارد.
طول عمر یک سیستم حفاظت کاتدی به عوامل گوناگونی بستگی دارد؛ از جمله نوع سیستم، محیطی که در آن فعالیت میکند و کیفیت نصب. سیستمهای گالوانیکی معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ سال عمر میکنند، در حالی که سیستمهای جریان اعمالی (Impressed Current) میتوانند حتی بیشتر دوام داشته باشند. نگهداری مداوم برای اطمینان از اثربخشی همیشگی سیستم ضروری است. بازرسیهای منظم، تعویض آندها (در سیستمهای گالوانیکی) و پایش رکتیفایر از جمله اقداماتی هستند که برای حفظ عملکرد بهینه سیستم باید انجام شوند.
