Hệ thống chống ăn mòn thân tàu bằng phương pháp bảo vệ cathode
Hệ thống chống ăn mòn vỏ tàu
Chống ăn mòn bằng phương pháp bảo vệ catốt là một trong những yêu cầu kỹ thuật cần thiết áp dụng đối với các kết cấu kim loại trong môi trường biển. Anốt là bộ phận chính quyết định tới chất lượng, giá thành và hiệu quả bảo vệ của hệ thống. Do đó, nghiên cứu về vật liệu và công nghệ chế tạo anốt là một nội dung rất quan trọng. Trên thế giới, vật liệu chế tạo các loại anốt cho hệ thống bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài (ICCP) đã được nghiên cứu từ lâu, nhiều loại vật liệu cũng như phương pháp chế tạo được áp dụng thành công. Tuy nhiên, việc nghiên cứu các hệ vật liệu vừa đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện môi trường làm việc phức tạp, vừa có giá thành hợp lý và khả năng ứng dụng rộng rãi vẫn đang là một nhu cầu có tính cấp thiết cao. Có nhiều loại vật liệu có thể sử dụng làm anốt, tuy nhiên đối với hệ thống bảo vệ catốt dòng điện ngoài các anốt bền trong môi trường biển, kích thước nhỏ gọn và tuổi thọ cao thể hiện rõ ưu thế và triển vọng sẽ thay thế hoàn toàn các vật liệu anốt tan được nhiều nhà khoa học quan tâm do những lợi ích to lớn, thiết thực mà chúng đem lại. Vật liệu manhêtit (ôxít sắt từ – Fe3O4) có các tính chất điện hóa phù hợp để làm anốt trơ. Tuy nhiên, hạn chế là độ bền cơ không cao, do đó việc nghiên cứu tổng thể về vật liệu, tối ưu công nghệ chế tạo và xác định điều kiện sử dụng trong thực tế có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đáp ứng các yêu cầu của công tác chống ăn mòn trong môi trường biển.
Phương pháp bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài Kim loại cần bảo vệ là một điện cực và được nối với một điện cực khác khó tan hơn là điện cực phụ trong một hệ điện hóa. Sau đó dùng dòng điện một chiều ở nguồn ngoài để phân cực catốt kim loại cần bảo vệ. 1.2. Anốt sử dụng trong hệ thống ICCP * Các loại anốt thường sử dụng cho hệ thống ICCP: Hợp kim silic, graphite, anốt nhôm, anốt hợp kim chì – bạc, anốt platin, anốt hỗn hợp ôxit kim loại, anốt ceramic, anốt polyme dẫn điện, anốt manhêtit… 1.3. Hệ vật liệu chế tạo anốt manhêtit sử dụng trong hệ thống ICCP Theo tài liệu kỹ thuật cho thấy sản phẩm anốt manhêtit công nghiệp được chế tạo theo phương pháp đúc với các tính chất chủ yếu như sau: Mật độ dòng : 0.79 mA/dm2 Khối lượng riêng : 4.7 4.8 kg/dm3 Độ cứng (Brinell) : 344 Tỷ trọng : 4.71 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy : 1500 0C Tốc độ tiêu hao vật liệu : 0.02 kg/A.năm Hiệu suất : 90 % Hệ số giãn nở tuyến tính : 6.4 x 10-6 / 0C (0 100 0C) Thành phần hóa học: FeO: 28 32%; Fe3O4: 60 64%; Còn lại: 4 12 % Các tài liệu cũng cho thấy anốt manhêtit có thể sử dụng trong hệ thống ICCP trong nhiều môi trường: Nước biển, nước lợ, bùn ngập mặn, đất và môi trường nước ngọt. Hai tính chất điện hóa quan trọng là mật độ dòng và tốc độ tiêu hao vật liệu của anốt manhêtit của các tác giả cũng có sự khác nhau, mật độ dòng anốt đạt từ 30 400 A/m2 , có nghiên cứu công bố mật độ dòng có thể đạt tới 1.000 A/m2 . Tốc độ tiêu hao từ 10-3 0.02 kg/A.năm. Có thể thấy rằng mật độ dòng anốt và tốc tộ tiêu hao có quan hệ mật thiết với nhau và phụ thuộc vào thành phần vật liệu, công nghệ chế tạo, khi sử dụng trong thực tế còn tùy thuộc vào điều kiện thay đổi của môi trường, mức độ hoạt động của anốt… Ngoài ra, mặc dù anốt không phải là chi tiết chịu lực, không yêu cầu cao về cơ tính, nhưng vẫn phải đảm bảo độ bền để 4 có thể sử dụng trong môi trường thực tế. Đây là vấn đề cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu và thử nghiệm. Manhêtit là vật liệu thỏa mãn các yêu cầu làm anốt, so sánh với các chủng loại anốt khác cho thấy anốt manhêtit có một số ưu điểm và hạn chế sau: * Ưu điểm: Mật độ dòng tương đối cao, chỉ thấp hơn các loại anốt chế tạo bằng kim loại trơ hoặc hỗn hợp ôxít kim loại. Tốc độ tiêu hao thấp, ở điều kiện sử dụng bình thường tốc độ tiêu hao tương đương các loại anốt trơ. Ngoài ra, anốt manhêtit còn có một số ưu điểm so với các loại anốt trơ khác: Không ảnh hưởng bởi độ gợn sóng của nguồn điện một chiều. Không bị giới hạn bởi điện thế của nguồn một chiều. Có nhiều phương pháp chế tạo. Giá thành nguyên liệu thấp. * Hạn chế: Độ bền cơ học thấp; Khó tạo hình phức tạp, chỉ có thể chế tạo sản phẩm có hình dạng đơn giản, kết cấu đối xứng, tròn xoay; Khó trong khâu gia công hoàn thiện và kết nối cáp điện. 1.4. Phương pháp chế tạo anốt manhêtit Có ba phương pháp chính: (a) Nấu đúc, (b) Ép và thiêu kết bột và (c) Phun phủ plasma. Qua các phân tích về phương pháp chế tạo anốt manhêtit cho thấy lựa chọn phương pháp ép và thiêu kết bột là phù hợp, có tính khả thi cao do khả năng kiểm soát vật liệu đầu vào, hiệu suất sử dụng vật liệu cao, tiêu hao năng lượng thấp, việc kiểm soát tốt quá trình chế tạo sẽ đảm bảo được chất lượng sản phẩm anốt.
PART LIST:
HTCU-90X600 – ĐIỆN CỰC ANODE HTCU-90X600 CHỐNG ĂN MÒN TÀU BIỂN ICAF – ICCP – MGPS
HTAL-90X600 – ĐIỆN CỰC ANODE HTAL-90X600 CHỐNG ĂN MÒN TÀU BIỂN ICAF – ICCP – MGPS
1
SP2182 – Điện cực đồng HTVN-T2 120*11002SP2183 – Điện cực đồng HTVN-T2 120*650Chiếc3SP2184 – Điện cực đồng HTVN-T2 100*350Chiếc4SP2185 – Điện cực nhôm HTVN-6063 120*1100Chiếc5SP2186 – Điện cực nhôm HTVN-6063 120*650Chiếc6SP2187 – Điện cực nhôm HTVN-6063 100*350
