آند فداشونده منیزیم و ملزومات طراحی

آند فداشونده منیزیم و کاربردهای آن:

منیزیم متداولترین ماده جهت حفاظت سازه های مدفون در خاک می باشد. آندهای فداشونده منیزیم همچنین برای حفاظت کاتدی داخل مخازن آب، مبدلهای حرارتی، کندانسورها، بدنه کشتی ها، اسکله های دریایی و … استفاده می گردد. بازده آند فداشونده منیزیم علاوه بر میزان جریان خروجی آن به جنس آند و ترکیبات شیمیایی آن نیز بستگی دارد. آندهای فداشونده منیزیم مطابق استانداردهای ASTM G97, B273 , IPS-M-TP-750/1 ساخته می شوند. آندهای منیزیم در دو نوع ولتاژ استاندارد (1/7 ولت) و ولتاژ بالا (1/75 ولت) تولید می شوند. ظرفیت آند منیزیم 1230 آمپر ساعت بر کیلوگرم است. راندمان این آندها برای نوع ولتاژ استاندارد 58 درصد و برای پتانسیل بالا 49 درصد می باشد. آند منیزیم مدفون در خاک به طور معمول با بکفیل (پشت بند) استفاده می شوند که ترکیبات بکفیل آند جذب کننده و نگهدارنده رطوبت می باشد. از خصوصیات آندهای منیزیم مقدار کم اختلاف پتانسیل مدار باز (1.7V vs. Cu/CuSO₄– برای آند منیزیم پتانسیل بالا و 1.5V vs. Cu/CuSO₄– برای آند منیزیم استاندارد) نسبت به سازه مورد حفاظت (در قیاس با سیستم تزریق جریان) می باشد که موجب حفاظت بیش از حد (Over Protection) نمی گردد، در عین حال با توجه به جریان دهی محدود از ایجاد جریان سرگردان نیز جلوگیری می شود.

ترکیب شیمیایی آندهای منیزیم استاندارد و پتانسیل بالا بر اساس استانداردهای

(ASTM G97, B 273, IPS-M-TP-750/1)

 آندهای فداشونده منیزیم استاندارد (High purity) و پتانسیل بالا (High potential) با مقاطع گرد و D شکل؛ مخصوص حفاظت از خطوط لوله

آندهای فداشونده منیزیم استاندارد (High purity) و پتانسیل بالا (High potential) با مقاطع گرد و D شکل؛ مخصوص حفاظت از مبدلهای حرارتی و کندانسور

راهنمای نصب آند منیزیم:

آند فداشونده منیزیم مخصوص کاربری در خاک جهت حفاظت خط لوله به طور معمول در فاصله حداقل 5/1 و حداکثر 3 تا 5 متری سازه تحت حفاظت مدفون در خاک نصب می گردد. این نوع از آندها به صورت دسته ای و یا تکی نیز اجرا می شوند.

عمق دفن آند فداشونده منیزیم برای لوله های زیر زمینی بدین صورت است که آند به موازات خط لوله زیرزمینی نصب می شود. نحوه نصب آندها مانند بستر سطحی عمودی می باشد.

در خصوص نصب آند بکفیل دار می بایست پوشش پلاستیکی آن جدا و به مدت 2 الی 3 ساعت غرق آب شود. سپس داخل زمین نصب گردد. بهتر است در زمان نصب اطراف آند فداشونده منیزیم نیز آب دهی شود که این امر موجب پایین آمدن مقاومت بستر آند و عملکرد بهتر آن خواهد شد.

ملزومات مورد نیاز طراحی:

• ممکن است مطابق مبانی طراحی و نقشه های اجرایی آند به صورت مستقیم و بدون استفاده از جعبه تقسیم به سازه تحت حفاظت متصل گردد.
• براساس استاندارد NACE-RP0387 اینزرت مورد استفاده در آندهای منیزیم باید از جنس فولاد گالوانیزه باشد.
• در خصوص غرق آب نمودن آند از آب بدون کلر استفاده شود.
• بهتر است برای بازگرداندن خاک محیط به محل دفن آند از خاک نرم بدون کلوخ و سنگ استفاده گردد.
• تمامی فواصل، مقادیر و اندازه های اعلام شده بر مبنای طراحی و دستورالعمل های اجرایی تعیین می گردد.
• مطابق با درخواست سفارش دهنده آند منیزیم به شکل نواری نیز تولید و نصب می گردد.
• از آند منیزیم نمی بایست در محیط های قلیایی (با pH بالاتر از 9/5) و محیط های اسیدی (با pH پایین تر از 5) و در دمای بالاتر از 60 درجه سانتیگراد استفاده گردد.
• آندهای منیزیم در اشکال و ابعاد مختلف براساس طراحی و درخواست سفارش دهنده نیز ساخته می شوند.

آند فداشونده منیزیم حاوی پشت بند کربنی:

جهت حفاظت کاتدی سازه های مدفون در خاک، استفاده از پشت بند (BackFill) اطراف آند بسیار مطلوب است. وظیفه مواد پشت بند عبارتند از:

1)پایداری پتانسیل آند

2) جلوگیری از پلاریزاسیون آند

3) کاهش مقاومت بین آند و خاک و افزایش جریان خروجی آند

4) با ایجاد خوردگی یکنواخت در آند موجب کاهش خودخوری آند و افزایش بازدهی آن می شود.

معمولاً مواد پشت بند مخلوطی از سنگ گچ (Gypsum) بنتونیت (Bentonite) و سولفات سدیم (sodium sulfate) است.

ترکیب شیمیایی مختلف پشت بند آندهای گالوانیک مورد استفاده در خاک برطبق استاندارد IPS-M-TP-750

1) ترکیب پشت بند (A) در مناطقی با رطوبت خاک کم مناسب است زیرا بنتونیت موجود در آن خاصیت نگهداری آب را دارد.

2) ترکیب پشت بند (B) بطور متداول برای آندهای روی بکار می رود.

3) ترکیب پشت بند (C) برای آندهای منیزیم و روی در خاک های خیلی مرطوب و باتلاقی مناسب است زیرا بخوبی خود را در اطراف آند نگه می دارد.

4) ترکیب پشت بند (D) دارای مقاومت ویژه پایینی بوده و برای مناطقی با مقاومت ویژه خاک بالا به منظور کاهش مقاومت بین آند و زمین مناسب است.

براساس استاندارد IPS-M-TP-750 دانه بندی مواد پشت بند باید به گونه ای باشد که 100% ذرات آن از الک با حفره های mm 0/84 (مش 20) عبور کرده و 50% ذرات آن روی الک با حفره های mm 0/15 (مش 100) باقی بماند. همچنین رطوبت پشت بند نباید از 5% بیشتر باشد (اگر رطوبت پشت بند زیاد باشد آند در حین انبارداری دچار خوردگی خواهد شد).

                            آند منیزیم 32 پوندی بکفیل شده و شماتیک متعلقات این آند اعم از اتصال کابل، رزین اپوکسی، اینزرت، مواد پشت بند