Сулы аймақтарда қолданылатын башнялар үшін коррозияға қарсы шаралар қолданылады ма?

Неге сулы аймақтардағы башняларда коррозия тездетілген түрде дамиды?

Хлоридтердің ену механизмдері: башня құрылымдарына тұздың шашырауы, теңіз толқынының шапқыны және атмосфералық шөгу

Су қоймаларындағы коррозия проблемалары негізінен хлоридтің үш көзінен туындайды: жағалаудағы толқындардың шашыратқан тұзды бұрқылдақ, күшті дауыл кезінде су деңгейінің тікелей соғысуы және желмен тасымалданатын хлоридке бай ылғал, ол уақыт өте келе беткі беттерге шөгеді. Тұз бұрқылдағы қорғаныс қабаттарындағы микроскопиялық трещиналарға түскен кезде ол электрхимиялық реакцияларды бастайтын өткізгіш пленкалар түзеді, біз оларды коррозиялық элементтер деп атаймыз. Тұз суының тікелей соғысуы негізінен ғимараттардың төменгі бөліктеріне әсер етеді, олар әсіресе құйын және солтүстік-шығыс желдері кезінде теңіз суына қайтадан-қайтадан батырылады. Алайда, хлорид атмосфералық шөгу арқылы барлық ашық беттерде баяу жиналады. Бұл әсерлердің қосындысы материалдарға төзімділік көрсетуге өте қиын жағдайлар туғызады. NACE International халықаралық ұйымы орнатқан салалық стандарттарға сәйкес, толқындардың ғимараттарға соғылуы аймағында қорғаныссыз қалған болат қалыпты ауа жағдайларындағы болатқа қарағанда 3–5 есе тезірек коррозияға ұшырайды. Темірбетон негіздер үшін хлорид мөлшері жалпы салмақтың 0,15%-ынан асқан кезде ішкі арматура коррозияға ұшырай бастайды. Кеңейген темір тотығы құрылымның барлығын әлсіретеді, нәтижесінде темірбетон бөліктері сызылады (спаллинг) және маңызды құрылымдық бөліктердің біртіндеп жоғалуына әкеледі.

ISO 9223 C5-M аймақтарындағы нақты әлемдегі коррозия жылдамдығы мен электр беру және байланыс мұнаралары үшін қабылданған қызмет көрсету мерзімінің күтілетін көрсеткіштері

ISO 9223 C5-M теңіз аймақтарындағы қатты жағдайларда орнатылған болат башнялар инженерлер алғашқыда күткенге қарағанда әлдеқайда жоғары жылдамдықпен коррозияға ұшырайды. Бұл проблема шынымен де ауыр: көміртекті болат бөліктер жылына 80–200 микрон жылжып, яғни дәл осындай құрылымдар C3 деңгейіндегі әдеттегі аймақтардағыдан шамамен сегіз есе тезірек коррозияға ұшырайды. Бұл башнялардың қызмет ету мерзіміне қандай әсер етеді? Көптеген башнялар 30–50 жылға есептелген, бірақ шындық басқаша айтып тұр. Мысалы, болт қоспалары сияқты маңызды бөліктерді 7–12 жыл сайын ауыстыру қажет. Ал жалпы картинаға қарағанда, жағалаулық электр беру инфрақұрылымын ұстау шығыны ішкі аймақтардағы құрылымдарды ұстауға кететін шығыннан шамамен 40 пайызға артық болады. Инженерлер, әрине, бұған назар аударған. IEEE ұйымының 1242 бағыттаушысы мен NACE-тің SP0106 стандарты сияқты стандарттау органдары қазір жақсартылған коррозияға қарсы қорғау шараларын талап етеді. Оларға қосымша материал қалыңдығын қамтитын конструкциялар, резервтік конструкциялық жолдар құру және тұзды ауа металлды баяу бірақ тұрақты түрде жоятын жағалауларға жаңа башнялар орнату алдында жерсілік бағалаулар жүргізу кіреді.

Сыртқы қорғаныс қабаттары жүйесі: теңіз жағалауындағы башняларға арналған дәлелденген қолданыс

Эпоксид-цинк грунттауышы + полиуретан жоғарғы қабаты: болат башнялардағы өнімділік, тұтыну өзіндік құны және жөндеу аралықтары

Эпоксидтік цинктың алдыңғы қабатын полиуретандық жоғарғы қабаттармен біріктіру теңіз жағалауына жақын орналасқан болат башняларға күшті қорғаныс береді. Цинкке бай алдыңғы қабат катодтық қорғаныс арқылы құрбан болатын қорғаныс ретінде әрекет етеді, ал УК-тұрақты полиуретан тұз бен металдың бетіне сіңіп кетпеуі үшін мықты кедергі құрайды. Қатал C5-M экологиялық жағдайларында жүргізілген сынақтар бұл сырлардың өмір сүру мерзімі 20–25 жылға созылатынын көрсетті; бұл қазіргі нарықтағы стандартты өнеркәсіптік сырларға қарағанда екі есе ұзақ. Сырлау жүйесін ұсынылған құрғақ пленка қалыңдығы диапазонында — 120–150 микрон аралығында қолдану уақыт өте келе құнын төмендетуге үлкен әсер етеді. Дәстүрлі қайта сырлау кестесімен салыстырғанда, бұл тәсіл цикл бойынша шығындарды шамамен 40% қысқартады. Көпшілік техникалық қызмет көрсету жұмыстары 15–18 жылдан кейін ғана қажет болады. Алайда, егер сыр қалыңдығы тым аз болса — мақсатты қалыңдықтан барынша 30 микрон жетіспесе де — болжанатын өмір сүру мерзімі шамамен 35% қысқарады. Сондықтан бұл қорғаныс жүйелерінің максималды тиімділігін қамтамасыз ету үшін қолдану кезінде SSPC PA2 стандарттарын қатаң сақтау өте маңызды.

Цементтік және гибридті қабаттар — тасқын және шашырау аймақтарындағы темірбетонды башнялық негіздер үшін

Толқындарға ұшырайтын темірбетон негіздері тайда және шашыраған суға ұшырайтын аймақтарда терең сіңірілетін және бу шығаруға мүмкіндік беретін полимермен модификацияланған цементтік қабыршақтардан көп пайда көреді. Қабыршақ трещиналарды кристалл түзілу арқылы 0,5 мм-ге дейінгі өлшемде герметизациялайды, хлоридтердің ішке енуін тоқтатады және ылғалдың табиғи түрде сыртқа шығуына мүмкіндік береді. Бұл «тіршілік әрекеті» («тұншығу») суға батырылған кезде көпіршіктер немесе қабыршақтану сияқты проблемаларды болдырмауға көмектеседі. Сынақтар көрсеткендей, гибридті эпоксидті-силоксан қоспалары шашыраған су аймағында хлоридтердің енуін қарапайым бетонмен салыстырғанда шамамен 92% азайтады. Жақсы нәтиже алу үшін беттердің дайындалуы SSPC SP13 немесе NACE 6 салалық стандарттарына сәйкес жүргізілуі тиіс, сонымен қатар қабыршақ құм мен қиратылған заттардың әсерін көтеру үшін кемінде 2,5–3 мм қалыңдықта болуы керек. Екі жылда бір рет жүргізілетін рутинды тексерістер мен бес жылда бір рет жүргізілетін толық бағалаулар мәселелерді ерте анықтауға көмектеседі. Ерекше назар жылдам қозғалатын толқындардың әсерінен ең көп зақымданатын аймақтарға аударылады, өйткені осы жерлерде тозу әдетте шоғырланады.

Тіректің бөлшектері үшін коррозияға төзімді материалдар мен беттік өңдеулер

Темірбетонды болат (316, 2205) және ауа-райына төзімді болат: теңіздің жағалауындағы тіректердің рамалары мен фурнитурасы үшін қолдану нұсқаулықтары мен құрылымдық сәйкестігі

Сағаның қанша уақыт тұратынына әсер ететін негізгі фактор — дұрыс материалды таңдау. 316-шы маркалы шойын болатында шамамен 2–3 пайыз молибден бар, ол коррозия кезінде пайда болатын қиындық туғызатын шұңқырлар мен саңылауларға қарсы жақсы қорғаныс қамтамасыз етеді. Бұл болттар, кронштейндер және конструкциялық элементтердің қосылу орындары сияқты маңызды бөліктер үшін өте тиімді. Толқындар мен тұз қабатының әсеріне ұшырайтын негізгі тіреу құрылымдары үшін дуплекс шойын болаты 2205 тиімдірек, себебі ол керілу коррозиялық трещиналарына төзімдірек және беріктік сипаттамалары жоғарырақ. Ауа-райына төзімді болат ылғал циклдарына ұшыраған кезде уақыт өте келе қорғаныс қабатын қалыптастырады, сондықтан тұз концентрациясы тұрақты емес су деңгейінің жоғарысындағы саға бөліктері үшін ол қолайлы. Алайда, теңіз суы жиі шашырайтын аймақтарға назар аударыңыз, себебі ISO 9223 C5-M стандарттарына сәйкес тұрақты хлоридтік әсер соңында бұл материалдың бұзылуына әкеледі. Сонымен қатар, әртүрлі металдардың бір-бірімен тікелей жанаспауын қамтамасыз ету де маңызды. Әртүрлі металдарды қосқан кезде оларды электрлік тұрғыдан изоляциялау қажет. Сондай-ақ, дәнекерлеу кезінде коррозияға төзімділікті сақтау үшін температураны дәл реттеу өте маңызды. Кейде дәнекерлеуден кейін беттің қорғанысын қалпына келтіруге көмектесетін қосымша өңдеу — пассивация қолданылады.

Жерлендірілген жағалаулық башнялардың негізін қорғау стратегиялары

Электрохимиялық катодтық қорғау (ҚҚ) — суға батырылған немесе тұзды топыраққа орналастырылған жерлендірілген жағалаулық башнялардың негізі үшін маңызды қорғаныс тәсілі. Екі негізгі тәсіл қолданылады, олардың әрқайсысы нақты операциялық жағдайларға лайықталған:

• Құрбан етілетін анодты қорғау : Цинк, алюминий немесе магний анодтары негізінің болатымен электрлік тұрғыдан қосылады. Бұл анодтар басқа материалдарға қарағанда алдымен коррозияға ұшырайды, сондықтан агрессивті теңіз ортасында құрылымның пайдалану мерзімін 15–20 жылға дейін ұзартады. Бұл әдіс қол жетімділігі шектеулі немесе бақылау мен техникалық қызмет көрсету қиын болатын негіздер үшін ерекше тиімді.

• Токпен әсер ететін катодтық қорғау (қысқаша ТӘКҚ) — бұл түзеткіш арқылы аралас металдық оксид (АМО) немесе платина-ниобий қоспалары сияқты материалдардан жасалған арнайы анодтарға бақыланатын тұрақты ток берілетін әдіс. Бұл әдіс жер астына қойылған немесе су астында орналасқан кез келген құрылымды толықтай қорғайды. Бұл жүйе ондаған жылдар бойы қызмет етуі керек ірі жобалар үшін, әсіресе теңізде орналасқан жел электр станцияларының үлкен негіздері сияқты объектілер үшін өте танымал болды. Неге? Себебі ТӘКҚ жүйелері қажет болған кезде реттелуі мүмкін, қызмет көрсетушілерді жиі шақырмай-ақ қашықтан бақылануы мүмкін және көптеген нақты объектілерде олар 25 жылдан астам уақыт бойы дұрыс жұмыс істейді. Осы сипаттамалар оларды қызмет көрсету қолжетімділігі қиын немесе қымбат болатын маңызды инфрақұрылымдар үшін идеалды етеді.

Гибридтік катодтық қорғаныс (КҚ) жүйелері — бұл коррозиялық процестердің жылдық деңгейі 0,5 мм/жылдан асатын теңіз деңгейінің тербеліс аймағында (тайдалық-шашырау аймағында) топырақ деңгейіне жақын орналасқан әрекетті анодтар мен терең құрылымды бөліктер үшін қолданылатын қосымша электрлік катодтық қорғаныс (ИКҚ) жүйелерінің үйлесімділігі. Токтың біркелкі таралуы стратегиялық анод орналастыруына, топырақтың электрлік кедергісін карталауға және NACE SP0169 мен ISO 15257 стандарттарына сәйкес периодты потенциалдық зерттеулерге тікелей тәуелді.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

1. Суға жақын орналасқан электр беру тораптарының бағаналары ішкі аймақтағыларға қарағанда неге тезірек коррозияға ұшырайды?

Суға жақын орналасқан электр беру тораптарының бағаналары тұз шашырауына, тайдалық шашырауға және атмосфералық хлоридтің шөгуіне ұшырайды, бұл барлығы коррозия процесін жеделдетеді.

2. Суға жақын орналасқан электр беру тораптары үшін қолданылатын негізгі қорғаныс шаралары қандай?

Негізгі қорғаныс шараларына эпоксидті-цинкті грунттар мен полиуретанды жоғарғы қабаттарды қолдану, 316 немесе дуплекс екі фазалы болат 2205 сияқты коррозияға төзімді болат материалдарын пайдалану, сондай-ақ әрекетті анодты КҚ және ИКҚ сияқты катодтық қорғаныс жүйелерін қолдану кіреді.

3. Суға жақын орналасқан электр беру тораптарының сырлау қабаттары бойынша техникалық қызмет көрсету тексерістері қанша уақытта бір рет жүргізілуі керек?

Мәселелерді ерте анықтау үшін, әсіресе жылдам қозғалатын толқындар әсер ететін аймақтарда, екі жылда бір рет рутинды тексерістер жүргізілуі керек, ал толық бағалаулар бес жылда бір рет жүргізілуі керек.

4. Катодтық қорғау дегеніміз не және ол жерге бекітілген суалды аймақтардағы мұнаралар үшін қалай жұмыс істейді?

Катодтық қорғау коррозияны болдырмау үшін құрбан етілетін анодтар немесе қосымша ток беретін жүйелерді пайдаланады, яғни коррозиялық токтарды болат конструкциялардан алыстауға бағыттайды.