مقایسه سامانه‌های حفاظت کاتدی

سامانه‌های حفاظت کاتدی

معیار اصلی، هنگام انتخاب هر یک از دو سامانه حفاظت کاتدی، جریان مورد نیاز حفاظت کاتدی و مقاومت زمین است. معمولاً، اگر I > 1A و P < 3000 ohm.cm باشد. سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فدا شونده مناسب‌تر هستند.

لینک های مفید : فروش آندهای فداشونده

عواملی که بر انتخاب سامانه حفاظت کاتدی اثرگذار  است

1. وجود منبع برق: در جاهایی که منبع برق وجود ندارد، سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده تنها انتخاب هستند، چرا که به منبع جریان خارجی نیاز ندارد. آندهای گالوانیک منبع جریان مورد نیاز هستند. اگر سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان بایستی استفاده شود، پس جریان برق باید با استفاده از یک ژنراتور یا انرژی خورشیدی از طریق سلول‌های فتوولتائیک تولید شود.
2. هزینه دستگاه: جریان تولید شده به وسیله سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده، گران‌تر از جریان دریافتی از شبکه برق و تبدیل آن به جریان مستقیم به وسیله دستگاه T/R در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان است. بنابراین، اگر جریان مورد نیاز برای حفاظت کاتدی زیاد نباشد، سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده معمولاً ترجیح داده می‌شوند. به علاوه، هزینه‌های اجرای اولیه سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان از سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده بیشتر است؛ بنابراین، اگر مدت زمان برنامه‌ریزی‌ شده برای حفاظت کاتدی کوتاه و جریان مورد نیاز برای حفاظت کاتدی کم باشد، سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده ترجیح داده می‌شوند.
3. مقاومت زمین: پتانسیل مدار سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده معمولاً پایین است و بنابراین، علی القاعده در زمین‌هایی با مقاومت تا ohm.cm 5000 به کار می‌روند و نه در آب‌های شیرین یا در زمین‌هایی با مقاومت بالا، مگر این‌ که آندهای گالوانیک با پتانسیل بالا استفاده شوند. از طرف دیگر، سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان را می‌توان در زمین‌هایی با مقاومت بالا استفاده کرد. که با کاهش مقاومت بستر آندی با استفاده از بستر آندی چاهی عمیق در خاک‌های خشک یا با افزایش جریان حفاظت کاتدی، به این‌ موضوع دست یافت.
4. سهولت اجرا: اجرای سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده آسان‌تر از سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال و جریان است. اگر جریان مورد نیاز به دلیل عوامل غیرقابل‌ پیش‌بینی به‌ مرور زمان افزایش یابد و از ظرفیت آندهای موجود تجاوز کند، پس برای تولید شدت جریان بالاتر، باید تعداد آند بیشتری می‌توان نصب کرد، در حالی‌ ‌که در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان دستگاه‌های T/R نمی‌توانند برای کار در بیشتر از ظرفیت‌شان تنظیم شوند و در طی بهره‌برداری نمی‌توان مقاومت بستر آندی را کاهش داد؛ بنابراین، چنین اقداماتی باید در ابتدای زمان طراحی مدنظر قرار گیرند.
5. تنظیم جریان حفاظت کاتدی: اگر جریان مورد نیاز حفاظت کاتدی در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده افزایش یابد، پتانسیل سیستمی که باید محافظت شود کاهش می‌یابد، که به اختلاف‌ پتانسیل بیشتر بین کاتد و آند منجر می‌شود که نتیجه آن جریان خروجی بیشتر از آند است، در حالی‌ که در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان، یا دستگاه T/R به‌ صورت دستی تنظیم می‌شود یا یک الکترود مرجع ممکن است در سامانه حفاظت کاتدی با اتصال به دستگاه T/R که سبب تنظیم خودکار دستگاه T/R می‌شود، نصب گردد. اگر تنظیم جریان مناسب به‌ موقع انجام نشود، ممکن است حفاظت کاتدی فراهم نشود یا حفاظت بیش‌ از حد رخ دهد.
6. انحلال سازه فلزی حفاظت‌ شده به ‌صورت کاتدی: در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فدا شونده انحلال (Dissolution) در خطوط لوله مشاهده نمی‌شود، در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان، به دلیل وجود پتانسیل‌های بالا در نواحی نزدیک به آند، این موضوع دیده می‌شود.
7. اثرات تداخل: از آنجا که پتانسیل زمین / آند در سامانه‌های حفاظت کاتدی گالوانیکی پایین است، اثرات تداخل در سازه‌های فلزی قابل چشم‌ پوشی است. از طرف دیگر، ممکن است جریان‌های سرگردان از سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان تولید شود که به اثرات تداخل منجر شود؛ بنابراین، سازه‌های اطراف باید به ‌صورت دوره‌ای پایش و اقدامات پیشگیری از خوردگی باید انجام شود.
8. نگهداری: از آنجا که دستگاه T/R معمولاً در محل‌های با دسترسی راحت قرار دارند و جریان از این محل‌ها می‌تواند تنظیم شود، کنترل‌های دوره‌ای سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان آسان‌تر است؛ بنابراین، سامانه از یک محل قابل‌ کنترل است، در حالی ‌که در مورد سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده هر آند باید به‌ صورت جداگانه بررسی شود.
9. تعویض: در هنگام وجود یک مشکل در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده، آندی که مشکل دارد پیدا و تعویض می‌گردد، در حالی‌ که وقتی در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان مشکی در بستر آندی پیش آید، ممکن است لازم شود که کل سیستم تعویض گردد.
10. اتصالات الکتریکی: اتصالات کابلی در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده شبیه هم است، در حالی‌ که اتصالات کابل دستگاه T/R به آندهای در سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان باید به‌ خوبی عایق شوند، چرا که حتی یک شکاف کوچک ممکن است به جدایی اتصال به آند منجر شود. به‌ علاوه، خطر چنین ریسکی در آندهای فداشونده وجود ندارد، در حالی‌ که سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان، قطب منفی دستگاه T/R باید به سازه فلزی که باید حفاظت شود، متصل و قطب مثبت آن به بستر آندی متصل گردد؛ اگر چنین نباشد، سازه فلزی که باید حفاظت شود به‌ سرعت خورده می‌شود.

در پایان مقایسه سامانه‌های حفاظت کاتدی

علی‌رغم مزایای سامانه‌های حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده، هزینه در جریان واحد بالا است و بنابراین در جایی ‌که جریان‌های زیاد مورد نیاز است، ترجیح داده نمی‌شود. از آنجا که آندهای گالوانیک پتانسیل پایینی دارند، نمی‌توانند در الکترولیت‌هایی با مقاومت بالا استفاده شوند و اگر در زمان بهره‌برداری به هر دلیلی شدت جریان حفاظت کاتدی از مقادیر بیشتر از ظرفیت جریان آندهای گالوانیک افزایش یابد، آندهای جدید باید نصب شوند.

به ‌علاوه، نیمی از هزینه‌های اجرای اولیه سامانه‌های حفاظت کاتدی مربوط به آندها است و بنابراین انتخاب آند مهم است. جریان خروجی از مساحت واحد آند باید تا آنجا که ممکن است بالا باشد و به‌ ‌مرور زمان مقاومت آندی نباید افزایش یابد؛ همچنین، اتلاف وزن در جریان خروجی از آند به آمپر سال (A.year) باید تا آنجا که ممکن است کم باشد. به علاوه، آندها باید مقاوم و نسبت‌ ‌به عوامل شیمیایی محیط بی‌اثر (inert) باشند. از آنجا که افزایش در پتانسیل ممکن است به تصاعد گاز هیدروژن منجر شود که نتیجه آن تردی هیدروژنی و نقص پوشش خواهد بود، باید در زمان اجرای حفاظت کاتدی به روش اعمال جریان خیلی دقت کرد.

مرتبط