Կան արդյոք ափամերձ շրջաններում օգտագործվող աշտարակների համար կոռոզիայի դեմ պաշտպանության միջոցներ?

Ինչու են ափամերձ աշտարակները ենթարկվում արագացված կոռոզիայի

Քլորիդների ներթափանցման մեխանիզմներ. աղի սփրեյ, մակընթացային ցայտաղբ, և մթնոլորտային նստվածքներ աշտարակների կառուցվածքների վրա

Ծովափնյա աշտարակներում կոռոզիայի խնդիրները հիմնականում առաջանում են քլորիդների երեք աղբյուրներից. ճահճային ալիքների կողմից վեր գցված աղի սփրեյ, մեծ փոթորիկների ժամանակ մակընթացության սուր հարվածը և քլորիդներով հարուստ խոնավությունը, որը քամին տանում է և ժամանակի ընթացքում նստեցնում է մակերեսների վրա: Երբ աղի սփրեյը ներթափանցում է պաշտպանիչ ծածկույթների մեջ գտնվող մանր ճեղքեր, այն ստեղծում է հաղորդական թաղանթներ, որոնք սկսում են էլեկտրոքիմիական ռեակցիաներ, որոնք մենք անվանում ենք կոռոզիայի բջիջներ: Աշտարակների ստորին մասերը մակընթացության սուր հարվածի ամենամեծ բեռնվածքն են կրում՝ կրկնակի թրջվելով ծովի ջրով, մասնավորապես վատ վիճակում հրվադանների կամ հյուսիս-արևելյան փոթորիկների ժամանակ: Մինչդեռ քլորիդները դանդաղ կուտակվում են բոլոր բաց մակերեսների վրա՝ մթնոլորտային նստեցման միջոցով: Այս համատեղված ազդեցությունները ստեղծում են իրականում շատ դժվար պայմաններ նյութերի համար՝ դիմանալու համար: Ըստ NACE International կազմակերպության սահմանած արդյունաբերական ստանդարտների՝ ալիքների հարվածի ենթարկվող կառույցների վրա անպաշտպան երկաթը կոռոզվում է մոտավորապես 3–5 անգամ ավելի արագ, քան երկաթը, որը պարզապես գտնվում է սովորական օդի պայմաններում: Բետոնե հիմնարկների դեպքում, երբ քլորիդների մակարդակը գերազանցում է ընդհանուր քաշի 0,15%-ը, արմատուրը սկսում է կոռոզվել ներսում: Այդ ժամանակ ընդարձակվող ժանգը թուլացնում է ամբողջ կառույցը, ինչը հանգեցնում է բետոնի կտրվելուն (սպալինգ) և վերջնականապես՝ կառուցվածքային կրիտիկական տարրերի կորստին:

Իրական աշխարհում կոռոզիայի արագությունը ISO 9223 C5-M գոտիներում ըստ հաղորդակցության և փոխանցման աշտարակների նախագծային ծառայության ժամկետի սպասվող ցուցանիշների

Այն մետաղական աշտարակները, որոնք տեղադրված են այդ ծանր միջավայրում՝ ISO 9223 C5-M ծովային գոտիներում, ենթարկվում են կոռոզիայի այնքան բարձր արագությամբ, որը շատ ավելի բարձր է, քան ինժեներները սկզբում սպասում էին: Խնդիրը իրոք ծանր է. ածխածնային պողպատի մասերը քայքայվում են տարեկան 80–200 մկմ արագությամբ, այսինքն՝ դրանք կոռոզվում են մոտավորապես ութ անգամ ավելի արագ, քան նմանատիպ կառույցները սովորական C3 միջավայրում: Ի՞նչ է դա նշանակում աշտարակների երկարակեցության համար: Բավականին շատ աշտարակներ նախագծված են 30–50 տարի ծառայելու համար, սակայն իրականությունը այլ պատմություն է рассказывает: Օրինակ՝ կարևոր մասեր, ինչպես օրինակ՝ պտուտակավոր միացումները, անհրաժեշտ է փոխարինել յուրաքանչյուր 7–12 տարին մեկ: Եվ երբ մենք դիտում ենք ավելի ընդհանուր պատկերը, ապա ափամերձ հաղորդակցային ենթակառուցվածքի պահպանումը մոտավորապես 40 տոկոսով ավելի թանկ է ներքին տարածքներում գտնվող կառույցների շահագործման ծախսերից: Իհարկե, ինժեներները այս հարցի վրա ուշադրություն են դարձրել: Ստանդարտային մարմինները, ինչպես օրինակ՝ IEEE-ը (իր 1242 ուղեցույցներով) և NACE-ը (SP0106 ստանդարտով), այժմ պահանջում են ավելի բարձր մակարդակի կոռոզիայի դեմ պաշտպանություն: Դրանք ներառում են լրացուցիչ նյութի հաստության մեծացումը, ռեզերվային կառուցվածքային ճանապարհների ստեղծումը և նոր աշտարակների ափամերձ գոտիներում տեղադրումից առաջ մանրամասն վայրի գնահատականը, որտեղ աղի օդը սպասում է համառորեն քայքայելու մետաղը:

Պաշտպանիչ ծածկույթների համակարգեր՝ ապացուցված ափամերձ աշտարակների համար

Էպոքսի-ցինկային նախնական ծածկույթ + պոլիուրեթանային վերին ծածկույթ. կատարողականություն, կյանքի ցիկլի արժեք և սպասարկման ընդմիջումներ երկաթբետոնե աշտարակների վրա

Էպոքսի ցինկային պրայմերների և պոլիուրեթանային վերին շերտերի համադրումը ապահովում է հզոր պաշտպանություն ծովափնյա գոտիներում գտնվող երկաթբետոնե աշտարակների համար: Ցինկով հարուստ պրայմերը աշխատում է որպես զոհաբերական պաշտպանություն՝ կատոդային պաշտպանության սկզբունքով, իսկ ՈՒՖ-կայուն պոլիուրեթանը ստեղծում է ամուր արգելափակող շերտ, որը կանխում է աղի ներթափանցումը մետաղային մակերևույթի մեջ: Դաժան C5 M շրջակա միջավայրի պայմաններում կատարված փորձարկումները ցույց են տվել, որ այս լաքապատման համակարգերը ծառայում են 20–25 տարի, այսինքն՝ մոտավորապես երկու անգամ ավելի երկար, քան այսօր շուկայում առկա ստանդարտ արդյունաբերական լաքապատման համակարգերը: Լաքապատման համակարգի կիրառումը առաջարկվող չոր ֆիլմի հաստության 120–150 մկմ միջակայքում երկարաժամկետ ծախսերի նվազեցման տեսանկյունից մեծ նշանակություն ունի: Համեմատած սովորական վերալաքապատման գրաֆիկների հետ՝ այս մոտեցումը կյանքի ցիկլի ընթացքում ծախսերը նվազեցնում է մոտավորապես 40%-ով: Շատ դեպքերում սպասարկման աշխատանքները կարելի է հետաձգել 15–18 տարվա շահագործման ավարտից հետո: Սակայն, եթե լաքապատումը կիրառվի չափազանց բարակ, նույնիսկ եթե նպատակային հաստությունից բացակայի ընդամենը 30 մկմ, ապա սպասվող ծառայության ժամկետը կրճատվում է մոտավորապես 35%-ով: Այդ պատճառով էլ այս պաշտպանիչ համակարգերից առավելագույն արժեք ստանալու համար կիրառման ընթացքում SSPC PA2 ստանդարտների պահպանումը մնում է այնքան կարևոր:

Ցեմենտային և հիբրիդային ծածկույթներ բետոնե աշտարակների հիմքերի համար մակընթացային և ջրի ցայտաղացման գոտիներում

Բետոնե հիմքերը, որոնք ենթակա են ալիքների ազդեցության, շատ շահում են պոլիմերային մոդիֆիկացված ցեմենտային ծածկույթներից, որոնք խորը ներթափանցում են և թույլ են տալիս գոլորշին դուրս գալ մակընթացության և ջրի ցայտաղբի ազդեցության տակ գտնվող տարածքներում: Ծածկույթը աշխատում է ճեղքերը մինչև կես միլիմետր չափով ամրապնդելով բյուրեղային կառուցվածքի միջոցով, այդ կերպ կանխելով քլորիդների ներթափանցումը՝ միաժամանակ թույլ տալով խոնավության բնական դուրս գալը: Այս շնչելու հատկությունը օգնում է խուսափել բլիստերների կամ պոտորվելու նման խնդիրներից՝ ջրի տակ գտնվելիս: Փորձարկումները ցույց են տվել, որ հիբրիդային էպոքսի-սիլոքսանային խառնուրդները սփլեշ գոտու պայմաններում քլորիդների ներթափանցման մեջ 92%-ով նվազեցնում են այն համեմատած սովորական բետոնի հետ: Լավ արդյունքներ ստանալու համար մակերեսները պետք է պատրաստվեն ըստ արդյունաբերական ստանդարտների՝ SSPC SP13 կամ NACE 6, իսկ ծածկույթի հաստությունը պետք է լինի առնվազն 2,5–3 մմ՝ ավազի և այլ մասնիկների մաշվածության դիմաց դիմացկուն լինելու համար: Խնդիրները վաղ հայտնաբերելու համար անհրաժեշտ է կատարել սովորական ստուգումներ երկու տարին մեկ և լիարժեք գնահատականներ հինգ տարին մեկ: Հատուկ ուշադրություն պետք է դարžանա այն տեղերին, որտեղ ամենաշատը ազդում են արագ շարժվող ալիքները, քանի որ մաշվածությունը սովորաբար կենտրոնանում է այդ տեղերում:

Կոռոզիայի դեմ կայուն նյութեր և աշտարակի բաղադրիչների մակերեսային մշակումներ

Ներքին ստալին (316, 2205) և պաշտպանված ստալին. Կիրառման ցուցումներ և կառուցվածքային համատեղելիություն ափամերձ աշտարակների շրջանակների և ֆուրնիտուրի համար

Ճիշտ նյութերի ընտրությունը որոշիչ է ափամերձ աշտարակների ծառայության ժամանակաշրջանի համար: Ներդիրային պողպատի 316-րդ մակարդակը պարունակում է մոտավորապես 2–3 % մոլիբդեն, որը այն պաշտպանում է կոռոզիայի ընթացքում առաջացող խճճված և ճեղքված մակերեսներից: Դա այն դարձնում է հարմար կարևոր մասերի համար, ինչպես օրինակ՝ մուրճեր, կրակարաններ և կառուցվածքային տարրերի միջև եղող միացումներ: Ալիքների և աղի կուտակման ազդեցության տակ գտնվող հիմնական ստորակայանների համար ավելի լավ է օգտագործել դուպլեքս ներդիրային պողպատը (2205), քանի որ այն ավելի լավ է դիմանում լարման կոռոզիոն ճեղքվածքներին և ունի ավելի բարձր ձգման ամրություն: Եղանակային պողպատը խոնավության ցիկլերի ազդեցության տակ ժամանակի ընթացքում ձեռք է բերում պաշտպանիչ շերտ, ուստի այն հարմար է աշտարակի ջրից վեր գտնվող մասերի համար, որտեղ աղի ազդեցությունը անընդհատ չէ: Սակայն պետք է զգույշ լինել ծովի ջրի մշտական ցայտաղացման ենթակա տարածքների մոտ, քանի որ շարունակական քլորիդների ազդեցությունը վերջնականապես կվատացնի այս նյութը՝ համաձայն ISO 9223 C5-M ստանդարտների: Կարևոր է նաև ապահովել, որ տարբեր մետաղները չհպվեն միմյանց անմիջապես: Տարբեր մետաղների միացման դեպքում անհրաժեշտ է դրանք էլեկտրականապես մեկուսացնել: Բացի այդ, եռակցման ընթացքում ջերմաստիճանի հսկումը շատ կարևոր է կոռոզիայի դեմ դիմացկունության պահպանման համար: Երբեմն եռակցումից հետո կատարվող լրացուցիչ մշակում՝ պասիվացումը, նույնպես օգնում է վերականգնել մակերեսի պաշտպանությունը:

Կաթոդային պաշտպանության ռազմավարություններ ափամերձ աշտարակների հիմքերի համար

Էլեկտրոքիմիական կաթոդային պաշտպանությունը (CP) կարևորագույն պաշտպանությունն է ափամերձ աշտարակների հիմքերի համար՝ հատկապես այն դեպքերում, երբ դրանք խորտակված են ծովի ջրում կամ տեղադրված են աղային հողերում: Օգտագործվում են երկու հիմնական մոտեցումներ, որոնք յուրաքանչյուրը հարմարեցված են տարբեր շահագործման պայմաններին.

• Զոհաբերվող անոդների CP : Ցինկի, ալյումինի կամ մագնեզիումի անոդները էլեկտրական կերպով միացվում են հիմքի երկաթբետոնին: Այս անոդները առաջնային կերպով կոռոզվում են, ինչը մարին միջավայրում երկարացնում է կառուցվածքի ծառայության ժամկետը 15–20 տարով: Այս մեթոդը հատկապես արդյունավետ է այն հիմքերի համար, որտեղ սահմանափակ է սպասարկման կամ մոնիտորինգի հասանելիությունը:

• Հիասքանչ հոսանքով կաթոդային պաշտպանությունը (կամ կարճ ասած՝ ICCP) աշխատում է այն դեպքում, երբ ռեկտիֆիկատորը վերահսկվող միշտ հոսանք է ուղարկում հատուկ անոդներին, որոնք պատրաստված են խառը մետաղային օքսիդի (MMO) կամ պլատին-նիոբիումի համադրությունից: Սա ապահովում է պաշտպանություն ցանկացած ստորգետնյա կառույցի կամ ջրի տակ գտնվող կառույցի համար: Այս համակարգը հատկապես տարածված է դարձել մեծ մասշտաբի նախագծերի համար, որոնք պետք է տևեն տասնամյակներ, մասնավորապես՝ օֆշորային քամու տուրբինները ամրացնող հսկայական հիմնարկների համար: Ինչու՞: Դա այն պատճառով, որ ICCP համակարգերը կարելի է անհրաժեշտության դեպքում ճշգրտել, հեռավար մոնիտորինգի ենթարկել՝ առանց մշտապես աշխատակազմ ուղարկելու, և շատ իրական նախագծերում դրանք արդեն 25 տարի ավելի ժամանակ անընդհատ աշխատել են: Այս հատկանիշները դրանք դարձնում են գագաթնակետային ենթակառուցվածքների համար իդեալական, որտեղ սպասարկման մուտքը կարող է լինել դժվար կամ թանկ:

Հիբրիդային CP համակարգերը՝ որոնք միավորում են թափանցման գոտու մոտ զոհաբերվող անոդները և խորը սյուների հատվածների համար նախատեսված ինտենսիվ կաթոդային պաշտպանություն (ICCP), ավելի ու ավելի լայն են կիրառվում մակընթացային-ցայտասպառ անցումային գոտիներում, որտեղ կոռոզիայի արագությունը գերազանցում է 0.5 մմ/տարին: Համասեռ հոսանքի բաշխումը կախված է կրիտիկական կերպով անոդների ռազմավարական տեղադրումից, հողի դիմադրության քարտեզագրումից և NACE SP0169 և ISO 15257 ստանդարտներին համապատասխան պոտենցիալի պարբերական չափումներից:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

1. Ինչու՞ են ափամերձ աշտարակները կոռոզվում ավելի արագ, քան ներքին տարածքների աշտարակները:

Ափամերձ աշտարակները ավելի արագ են կոռոզվում՝ ելնելով աղի սառը մածուցիկ մասնիկների, մակընթացային ցայտասպառի և մթնոլորտային քլորիդների տեղումների ազդեցությունից, որոնք բոլորը արագացնում են կոռոզիայի գործընթացը:

2. Ի՞նչ են ափամերձ աշտարակների համար տարածված պաշտպանության միջոցները:

Տարածված պաշտպանության միջոցներից են էպոքսի-ցինկային սկզբնական շերտերի կիրառումը՝ պոլիուրեթանային վերին շերտերով, 316-րդ կամ դուպլեքս ստայնլես պողպատի (2205) օգտագործումը և զոհաբերվող անոդների կաթոդային պաշտպանություն (CP) և ICCP համակարգերի կիրառումը:

3. Որքա՞ն հաճախ պետք է կատարվեն ափամերձ աշտարակների ծածկույթների սպասարկման ստուգումները:

Պետք է կատարվեն սովորական ստուգումներ յուրաքանչյուր երկու տարին մեկ՝ լրիվ գնահատականները կատարելով յուրաքանչյուր հինգ տարին մեկ, որպեսզի վաղ հայտնաբերվեն խնդիրները, հատկապես այն շրջաններում, որոնց վրա ազդում են արագ շարժվող ալիքները:

4. Ի՞նչ է կաթոդային պաշտպանությունը և ինչպես է այն աշխատում հիմնավորված ափամերձ աշտարակների համար:

Կաթոդային պաշտպանությունը օգտագործում է զոհաբերվող անոդներ կամ ստիպված հոսանքի համակարգեր՝ կանխելու կոռոզիան՝ վերահղելով կոռոզիոն հոսանքները պողպատե կառուցվածքներից դուրս: