ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΕ ΠΛΟΙΑ. Φοιτητής : ΜΙΧΟΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΣ Επιβλέπουσα Καθηγήτρια : ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΠΥΡΓΙΩΤΗ

Transcript

1 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΕ ΠΛΟΙΑ Φοιτητής : ΜΙΧΟΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΣ Επιβλέπουσα Καθηγήτρια : ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΠΥΡΓΙΩΤΗ

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΚΑΘΟΔΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΣΕ ΠΛΟΙΑ

3 ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Ορισμός της διάβρωσης Με τον όρο «διάβρωση» εννοούμε την καταστροφή, φθορά ή και λειτουργική αχρήστευση ενός υλικού εξαιτίας χημικής, ηλεκτροχημικής ή μηχανικής δράσης του υλικού με το περιβάλλον του. Μορφές διάβρωσης Γενική ή ομοιόμορφη διάβρωση Διάβρωση κυττάρων συγκέντρωσης Γαλβανική διάβρωση Διάβρωση μέσω ρευμάτων διαφυγής Ρυθμός διάβρωσης Ηλεκτρικοί παράγοντες Διαφορά δυναμικού Ειδική αντίσταση του ηλεκτρολύτη Αντίσταση σύνδεσης Επικάλυψη της δομής Χημικοί παράγοντες Θερμοκρασία Το ph Υγρασία Διαλυμένο οξυγόνο

4 ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Γαλβανική σειρά Τα μέταλλα και τα κράματα έχουν διαφορετικά δυναμικά σε έναν συγκεκριμένο ηλεκτρολύτη. Ένας κατάλογος των μετάλλων και των κραμάτων διατεταγμένα κατά σειρά των δυναμικών τους, όπως μετράται σε σχέση με ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς όταν βυθίζεται σε έναν ηλεκτρολύτη.

5 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ - ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η καθοδική προστασία είναι μια ηλεκτροχημική μέθοδος για την πρόληψη ή τον έλεγχο της διάβρωσης των μεταλλικών δομών σε ηλεκτρολύτες. Το κύριο πλεονέκτημά της έναντι άλλων μορφών πρόληψης της διάβρωσης είναι ότι εφαρμόζεται απλά με τη διατήρηση ενός DC κυκλώματος και η αποτελεσματικότητά της μπορεί να ελέγχεται συνεχώς. Η καθοδική προστασία περιγράφεται πρώτη φορά από τον Sir Humphry Davy το 1824,όταν ζητήθηκε η βοήθειά του από το Βασιλικό Ναυτικό στην διερεύνηση της διάβρωσης των φύλλων χαλκού που χρησιμοποιούνταν για την επένδυση στο ξύλινο σκαρί των πολεμικών πλοίων Η ταχεία ανάπτυξη της καθοδικής προστασίας έγινε στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής και από το 1945, η μέθοδος καθιερώθηκε για την προστασία των σωλήνων χάλυβα για υπόγεια μεταφορά πετρελαίου και φυσικού αερίου.

6 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΡΧΕΣ ΚΑΘΟΔΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΚΥΤΤΑΡΟ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ Άνοδος Κάθοδος Ηλεκτρολύτης για την ροή ιόντων μεταξύ των ηλεκτροδίων Εξωτερική μεταλλική διαδρομή για την ροή ρεύματος

7 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΑΡΧΕΣ ΚΑΘΟΔΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Αρχές της καθοδικής προστασίας Γραφική παράσταση του δυναμικού του μετάλλου έναντι του ρυθμού της ανοδικής και καθοδικής αντίδρασης, εκφραζόμενοι και οι δύο ως πυκνότητες ρεύματος. Η βασική αρχή της καθοδικής προστασίας είναι η σύνδεση μιας εξωτερικής ανόδου στο μέταλλο που πρόκειται να προστατευθεί και η διέλευση συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος, έτσι ώστε όλες οι περιοχές της μεταλλικής επιφάνειας να καταστούν καθοδικές και συνεπώς να μην διαβρώνονται. Η καθοδική προστασία μπορεί να επιτευχθεί με δύο μεθόδους: Με θυσιαζόμενες (γαλβανικές) ανόδους Με εξωτερικό ρεύμα

8 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Καθοδική προστασία μέσω θυσιαζόμενων (γαλβανικών) ανόδων χρησιμοποιούνται ενεργά μέταλλα σαν άνοδοι το ρεύμα που απαιτείται παρέχεται από την διάβρωσή τους Η εφαρμογή των γαλβανικών ανόδων περιορίζεται από τη μικρή διαφορά δυναμικού (συνήθως λιγότερο από 1V) που μπορεί να επιτευχθεί. Το τελικό ποσοστό ρεύματος που μπορούμε να πάρουμε από ένα πρακτικό σύνολο ανόδων είναι σχετικά μικρό και εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ειδική αντίσταση του ηλεκτρολύτη

9 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΓΑΛΒΑΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τύποι θυσιαζόμενων ανόδων Τα κράματα που χρησιμοποιούνται ως θυσιαζόμενες άνοδοι έχουν ως βάση: Μαγνήσιο Ψευδάργυρος Αλουμίνιο

10 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Καθοδική προστασία μέσω εξωτερικού ρεύματος χρησιμοποιούνται αδρανή υλικά που έχουν μικρό ρυθμό κατανάλωσης το προστατευτικό ρεύμα παρέχεται από έναν ανορθωτή ή άλλη πηγή συνεχούς ρεύματος Στην πράξη η DC έξοδος κυμαίνεται σε ένα εύρος V και Α, ενώ μπορεί να υπάρξουν και μονάδες με έξοδο 200 V/200 A

11 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Τύποι ανόδων εξωτερικού ρεύματος Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός υλικού ανόδου εξωτερικού ρεύματος είναι συνήθως η σχέση μεταξύ του ρυθμού κατανάλωσης και του ρεύματος. Για παράδειγμα ο χάλυβας, εάν χρησιμοποιηθεί σαν άνοδος, θα παρέχει περίπου 0.11 Ay/kg, και έτσι περίσσοτερα από 9 κιλά χάλυβα θα χρειαστούν για να παράσχουν 1A/y. Τα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα υλικά για ανόδους αυτού του συστήματος ειναι γραφίτης και σίδηρος υψηλής περιεκτικότητας σε πυρίτιο

12 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Πηγές ρεύματος Οι πηγές συνεχούς ρεύματος που χρησιμοποιούνται σε συστήματα εξωτερικού ρεύματος είναι: Μετασχηματιστές / Ανορθωτές Ηλιακά φωτοβολταικά κύταρρα Θερμοηλεκτρικές γεννήτριες Ανεμογεννήτριες Κινητήρες Μπαταρίες Οι μετασχηματιστές / ανορθωτές είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη πηγή ενέργειας σε συστήματα εξωτερικού ρεύματος. Κύρια στοιχεία μονάδας Μετασχηματιστή / Ανορθωτή

13 ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Τύποι ανορθωτών Μονοφασική γέφυρα Τριφασική γέφυρα Ειδικοί τύποι ανορθωτών, ειδικά σχεδιασμένοι για συστήματα καθοδικής προστασίας Ανορθωτής σταθερού ρεύματος Ανορθωτής αυτόματου ελέγχου του δυναμικού

14 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΘΟΔΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ

15 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Δυναμικό προστασίας Το δυναμικό των επιφανειών της δομής που πρόκειται να προστατευθούν είναι το κριτήριο εάν η δομή προστατεύεται αποτελεσματικά ή όχι υπό-προστασία μπορεί να υπάρξει διάβρωση στη δομή υπέρ-προστασία σπατάλη σε υλικά ανόδου ή ηλεκτρική ενέργεια αποκόλληση των προστατευτικών επικαλύψεων

16 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Πυκνότητα ρεύματος Ενώ το δυναμικό προστασίας είναι συνάρτηση του μετάλλου, η πυκνότητα ρεύματος που απαιτείται για την προστασία του είναι συνάρτηση του περιβάλλοντος. Η πυκνότητα ρεύματος ποικίλλει ανάλογα με την επιθετικότητα του διαβρωτικού περιβάλλοντος. Για αυτόν το λόγο, η καθοδική προστασία βρίσκει μεγαλύτερη εφαρμογή όπου το ρη είναι κοντά στο ουδέτερο.

17 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Προστατευτικές επικαλύψεις Οι προστατευτικές επικαλύψεις είναι ένα συνηθισμένο μέτρο μείωσης των επιπτώσεων της διάβρωσης και σκοπός τους είναι να μειώσουν τις περιοχές μετάλλου που εκτίθενται στον ηλεκτρολύτη (έδαφος ή νερό). Μειώνουν σημαντικά το απαιτούμενο ρεύμα για καθοδική προστασία και παράλληλα αυξάνουν την αποτελεσματική και ομοιόμορφη εξάπλωσή του. βέλτιστος συνδυασμός ποιότητας επικάλυψης και καθοδικής προστασίας. Ιδανικές επικαλύψεις είναι εκείνες που έχουν υψηλή ηλεκτρική αντίσταση, είναι συνεχείς και προσκολλώνται ισχυρά στην επιφάνεια που πρόκειται να προστατευθεί

18 ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΓΙΑ ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΕ ΠΛΟΙΑ Σύνδεση προπέλας, πηδαλίου και σταθεροποιητικών πτερυγίων Ο άξονας της προπέλας συνδέεται με το κύτος μέσω ενός δακτυλίου ολίσθησης και ψηκτρών Κάθε ψήκτρα πρέπει να διατηρεί μια αντίσταση προς τον άξονα μικρότερη από 0,01 Ω. Εάν η διαφορά δυναμικού διατηρείται κάτω από 100 mv(με τον άξονα να περιστρέφεται) παραμένει η σωστή λειτουργία Στην περίπτωση των πηδαλίων και των σταθεροποιητικών πτερυγίων, χρησιμοποιούμε εύκαμπτα καλώδια για τη σύνδεση με την επιφάνεια του κύτους. Η αντίσταση πρέπει εξασφαλίζει ότι εμφανίζονται πολύ μικρές διαφορές δυναμικού (λιγότερο από 20 mv). Συνήθως οι τιμές αντίστασης που απαιτούνται είναι της τάξης των Ω.

19 ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΓΙΑ ΚΑΘΟΔΙΚΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΣΕ ΠΛΟΙΑ Προστατευτικές επικαλύψεις για το κύτος του πλοίου Ένα από τα αντικείμενα τους είναι να μειώσουν την αντίσταση στην κίνηση του πλοίου: Πρόληψη του σχηματισμού όγκων σκουριάς Εξαιτίας των αντιρρυπαντικών ιδιοτήτων τους μειώνουν τους θαλάσσιους όγκους που αναπτύσσονται στο κύτος Επικαλύψεις με βάση το πετρέλαιο δεν είναι συμβατές με την καθοδική προστασία, γιατί επηρεάζονται από τα αλκάλια που δημιουργούνται στο κύτος (κάθοδος) λόγω της ηλεκτρολυτικής δράσης. Για τέτοιου είδους εφαρμογές είναι ιδανικές επικαλύψεις υψηλής ποιότητας ανθεκτικές στα αλκάλια. Τέτοιου είδους επικαλύψεις βασίζονται σε εποξική ρητίνη, χλωριούχο καουτσούκ και λιθανθρακόπισσα

20 ΑΡΧΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Ειδική αντίσταση του ηλεκτρολύτη Η ειδική αντίσταση του θαλασσινού νερού, ρ (ohm-cm), είναι μια συνάρτηση της αλατότητας και της θερμοκρασίας του θαλασσινό νερό: 0,30 Ωm έως 0,35 Ωm υφάλμυρο νερό: 1,00 Ωm έως 5,00 Ωm νερό ποταμού: 3,00 Ωm έως 30,00 Ωm Η ειδική αντίσταση έχει ιδιαίτερη σημασία στο σχεδιασμό συστημάτων γαλβανικών ανόδων, κατά τον υπολογισμό της αντίστασης των ανόδων και του ρεύματος εξόδου. Η επίδραση είναι λιγότερο κρίσιμη για ανόδους εξωτερικού ρεύματος.

21 ΑΡΧΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Πυκνότητα ρεύματος Ένας τρόπος για να περιγράψουμε το πόσο επηρεάζουν την πυκνότητα καθοδικού ρεύματος είναι ο συντελεστής κατανομής, fc. Για fc = 0, η πυκνότητα καθοδικού ρεύματος που απαιτείται είναι μηδέν Για fc = 1, η επικάλυψη δεν μειώνει καθόλου την πυκνότητα ρεύματος Η πυκνότητα ρεύματος που απαιτειται για την προστασία του επικαλυμμένου χάλυβα είναι: J c = J b f c όπου, J c η πυκνότητα ρεύματος για επικαλυμμένο χάλυβα σε Α/m 2 J b η πυκνότητα ρεύματος για γυμνό χάλυβα σε Α/m 2

22 ΡΕΥΜΑ ΚΑΘΟΔΙΚΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Υπολογισμός ρεύματος προστασίας Για τη βρεχόμενη επιφάνεια του κύτους του πλοίου χρησιμοποιείται ο τύπος: S = (1.8 LBP D) + (LBP BC B) Όπου: S = επιφάνεια LBP = μήκος μεταξύ καθέτων D = βύθισμα BC = συντελεστής κύτους Β = πλάτος εξάλων Επομένως, το απαιτούμενο ρεύμα, Ιc (Α), για να παράσχει επαρκή πόλωση και να διατηρήσει την καθοδική προστασία σε μία επιφάνεια, Αc, κατά τη διάρκεια της σχεδιασμένης ζωής είναι: Ic = Ac Jb fc

23 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΑΛΒΑΝΙΚΩΝ ΑΝΟΔΩΝ Ρεύμα εξόδου ανόδου Το ρεύμα εξόδου μιας γαλβανικής ανόδου προσδιορίζεται από το νόμο του Ohm: I a = ΔV / R a Υπολογισμός αντίστασης ανόδου Η αντίσταση της ανόδου είναι συνάρτηση της ειδικής αντίστασης του ηλεκτρολύτη (θαλασσινό νερό) και της γεωμετρίας (μορφή και διαστάσεις) της ανόδου.

24 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΑΛΒΑΝΙΚΩΝ ΑΝΟΔΩΝ Διάρκεια ζωής ανόδου Η διάρκεια ζωής της ανόδου (T anode ) μπορεί να προσδιοριστεί από τον ακόλουθο τύπο: Συνολικό καθαρό βάρος ανόδων Το ελάχιστο συνολικό καθαρό βάρος του υλικού της ανόδου που απαιτείται για να διατηρήσει την καθοδική προστασία καθόλη τη διάρκεια ζωής ενός συστήματος μπορεί να προσδιοριστεί από:

25 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΑΛΒΑΝΙΚΩΝ ΑΝΟΔΩΝ Κατανομή ανόδων Η αποτελεσματική προστασία επιτυγχάνεται σύμφωνα με τα ακόλουθα: περίπου το 25% του συνολικού βάρους των ανόδων χρησιμοποιούνται για να προστατεύσουν την περιοχή της πρύμνης και του πηδαλίου οι υπόλοιπες άνοδοι διανέμονται στην πλώρη και στο κεντρικό τμήμα του κύτους, κατά μήκος κατάλληλων γραμμών ροής

26 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Το συνολικό ρεύμα I t θα πρέπει να είναι κατ ελάχιστο 25% περισσότερο από το υπολογισθέν συνολικό ρεύμα προστασίας. I t 1,25 I c Ένα σύστημα εξωτερικού ρεύματος θα πρέπει να περιλαμβάνει: πηγή ενέργειας συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου ανόδους διηλεκτρικές ασπίδες ηλεκτρόδια αναφοράς καλώδια σύνδεσης

27 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Πηγή ενέργειας Για την επιλογή του ανορθωτή θα πρέπει να υπολογιστεί η συνολική αντίσταση (R T ) του συστήματος R c+ + R c- : Οι αντιστάσεις των καλωδίων ανόδου και καθόδου εξαρτώνται από το μήκος (l ) και τη διατομή (A) του αγωγού ως εξής R = ρ ( l / A ) R E : Η αντίσταση της καθόδου ως προς τον υλεκτρολύτη μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας το νόμο του Ohm: R = E / I R A : Η αντίσταση της ανόδου υπολόγιζεται όπως και στις γαλβανικές ανόδους. R S : Η αντίσταση της δομής μπορεί να παραληφθεί. H τάση εξόδου του ανορθωτή θα είναι: V rec = R T I t και η ισχύς εξόδου: P = V rec I t

28 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Άνοδοι Οι πιο συνηθισμένοι άνοδοι είναι από κράματα μολύβδου, επιλευκοχρυσομένο τιτάνιο και ανάμεικτα οξείδια μετάλλων, υπό μορφή μακριών λωρίδων ή δίσκων Οι άνοδοι τοποθετούνται στα πλοία με δύο τρόπους: είτε στερεώνονται εξωτερικά, είτε μέσα σε εσοχές στο ίδιο επίπεδο με την επιφάνεια του πλοίου Για λόγους ασφαλείας, οι άνοδοι τοποθετούνται εμπρός και πίσω από το χώρο των δεξαμενών φορτίου

29 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Διηλεκτρικές ασπίδες Oι άνοδοι λειτουργούν σε μεγάλες πυκνότητες ρεύματος και δημιουργούν υψηλά αρνητικά δυναμικά γειτονικά προς τις ανόδους. Είναι, σημαντικό να παρέχουμε ένα μονωτικό στρώμα επί του κύτους γύρω από μία άνοδο ικανό να αντέχει αυτές τις συνθήκες Το σχήμα και το μέγεθος μιας διηλεκτρικής ασπίδας καθορίζεται από το σχήμα και το μέγεθος της ανόδου, το μέγιστο ρεύμα εξόδου και την ειδική αντίσταση του νερού. Τα υλικά για το σχηματισμό διηλεκτρικής ασπίδας πρέπει να διαθέτουν καλές ηλεκτρικές μονωτικές ιδιότητες, να είναι μη-υγροσκοπικά και να είναι ανθεκτικά στο αλκαλικό περιβάλλον και στην καθοδική αποκόλληση.

30 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΔΕΞΑΜΕΝΩΝ ΤΩΝ ΠΛΟΙΩΝ Περιορίζεται σε συστήματα θυσιαζόμενων ανόδων Συστήματα εξωτερικού ρεύματος εξαιρούνται για λόγους ασφαλείας λόγω του κινδύνου ανάφλεξης μέσω σπινθηρισμού και βραχυκυκλώματος Υπό συνθήκες σταθερής βύθισης σε θαλασσινό νερό απαιτείται μια μέση πυκνότητα ρεύματος της τάξης των ma/m 2. Οι συνθήκες στην πράξη, ωστόσο, περιλαμβάνουν διακοπτόμενη βύθιση για περιόδους που κυμαίνονται από ώρες έως και πολλές ημέρες. Ως εκ τούτου παρέχεται ρεύμα αισθητά μεγαλύτερο για την ταχεία επαναπόλωση μιας δεξαμενής μετά από κάθε χρήση έρματος

31 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΔΕΞΑΜΕΝΩΝ ΤΩΝ ΠΛΟΙΩΝ Σχεδιασμός ανόδων και συστήματος θυσιαζόμενων ανόδων Οι άνοδοι έχουν έναν πυρήνα από χάλυβα για άμεση σύνδεση με συγκόλληση ή κοχλίωση στην σιδηροκατασκευή των δεξαμενών ή σε κατάλληλα μεταλλικά στηρίγματα. Άνοδοι αλουμινίου επιτρέπονται όταν η δυναμική ενέργεια δεν υπερβαίνει τα 27 J. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι δεν θα πρέπει να τοποθετούνται σε ύψος (σε m) μεγαλύτερο από 27 / W όπου W είναι η συνολική μάζα (σε kg) ανόδου και ενθέτου. Χωρητικότητα και αριθμός ανόδων Η χωρητικότητα (σε αμπέρ-έτος) δίνεται από: [Συνολικό ρεύμα (σε Α)] (διάρκεια ζωής σε έτη) (κλάσμα του χρόνου κατά το οποίο ο ηλεκτρολύτης είναι παρών). Η συνολική μάζα υπολογίζεται από την χωρητικότητα επί το ρυθμό κατανάλωσης του επιλεγμένου κράματος (Η μάζα των ανόδων αυξάνεται συνήθως κατά 20%)

32 ΑΡΧΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ Αν η καθοδική προστασία επιτυγχάνεται μέσω θυσιαζόμενων ανόδων οι έλεγχοι περιορίζονται σε οπτική εξέταση των ανόδων ή με τη χρήση ενός ηλεκτροδίου αναφοράς αναρτημένο από το κατάστρωμα του πλοίου και ένα βολτόμετρο. Αν η καθοδική προστασία επιτυγχάνεται μέσω συστημάτων εξωτερικού ρεύματος Οι άνοδοι και τα ηλεκτρόδια αναφοράς στο εξωτερικό κύτος πρέπει να επιθεωρούνται οπτικά και να επιβεβαιώνεται ότι δεν έχουν επικαλυφθεί H διηλεκτρική ασπίδα πρέπει να επιθεωρείται οπτικά και να ελέγχεται για το πάχος της και την απουσία ατελειών Ηλεκτρικοί έλεγχοι πρέπει να γίνονται στη μονάδα ισχύος για να επαληθευτεί η σωστή πολικότητα εξόδου, η λειτουργία του αυτόματου συστήματος ελέγχου, η ρύθμιση του σημείου ελέγχου και τα όρια ρεύματος και τάσης.

33 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ γαλβανικά συστήματα Μετρήσεις του δυναμικού του κύτους πρέπει να διεξάγονται ανά τακτά χρονικά διαστήματα 9-12 μηνών και κατά τους δεξαμενισμούς των πλοίων κάθε 2-5 χρόνια. Άνοδοι πρέπει να επιθεωρούνται κατά τη διάρκεια δεξαμενισμού για να καθοριστεί το ποσό του μετάλλου ή του κράματος που έχει καταναλωθεί. συστήματα εξωτερικού ρεύματος Μέτρηση και καταγραφή του συνολικού ρεύματος εξόδου και της τάσης του μετασχηματιστήανορθωτή (καθημερινά) Μέτρηση και καταγραφή του δυναμικού κύτους / θαλασσινού νερού σε σχέση με ηλεκτρόδια σταθερής μέτρησης (καθημερινά) Μέτρηση και καταγραφή του ρεύματος εξόδου των ανόδων (καθημερινά). Μέτρηση λειτουργικών παραμέτρων, όπως θερμοκρασία νερού, από οποιουσδήποτε άλλους αισθητήρες (όταν απαιτείται) Η μέτρηση της διαφοράς δυναμικού μεταξύ ανόδων και κύτους για την επιβεβαίωση της μόνωσης ανόδου από το κύτος

34 ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ Εάν σημειώνονται μη φυσιολογικές τιμές ρεύματος και δυναμικού, σε σχέση με τις αναμενόμενες, αυτό θα είναι αποτέλεσμα σφαλμάτων όπως: Αντίστροφη σύνδεση. Αυτό είναι το πιο σοβαρό σφάλμα και θα μπορούσε να προκαλέσει ταχεία καταστροφή της επιμετάλλωσης του κύτους. Ελαττωματική μόνωση της ανόδου ή των καλωδίων της ανόδου. Εάν υπάρχει υποψία για ένα τέτοιο σφάλμα, το σύστημα θα πρέπει να σβήσει και να μετρηθεί το δυναμικό μεταξύ του καλωδίου της ανόδου και του κύτους. Ελαττωματικά ηλεκτρόδια αναφοράς. Σφάλματα που οφείλονται σε ελαττωματική μόνωση ή υψηλή αντίσταση, υποδεικνύονται από μετρήσεις του δυναμικού κύτους / ηλεκτρολύτη. Συνήθως τοποθετούνται περισσότερα από ένα ηλεκτρόδια, π.χ. στο αριστερό και δεξιό μέρος του πλοίου, και οι τιμές τους μπορούν να συγκρίνονται.

35 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η καθοδική προστασία υπερτερεί έναντι των άλλων μορφών πρόληψης της διάβρωσης, γιατί παρέχει τη δυνατότητα να ελέγχουμε και να μεταβάλλουμε το επίπεδο προστασίας, όπως εμείς θέλουμε. Πριν από κάθε μελέτη ενός συστήματος καθοδικής προστασίας για πλοία θα πρέπει να λαμβάνουμε υπόψην τις συνθήκες στις οποίες θα λειτουργεί, διότι το υδάτινο περιβάλλον είναι περίπλοκο και συνεπώς τα πλοία θα επηρεάζονται ποικιλοτρόπως. Στην περίπτωση μεγάλων πλοίων, όπως δεξαμενόπλοια, αποτελεσματική προστασία μπορεί να επιτευχθεί μέσω συστημάτων εξωτερικού ρεύματος, με την επιλογή ενός κατάλληλου μετασχηματιστή / ανορθωτή και ενός μικρού αριθμού ανόδων από κράματα μολύβδου ή επιλευκοχρυσομένου τιτανίου. Σε μικρά σκάφη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα σύστημα γαλβανικών ανόδων, αλουμινίου ή ψευδαργύρου, σε συνδυασμό με μία συμβατή επικάλυψη.

36 Ευχαριστώ για τη προσοχή σας