العديد من أنظمة التدفئة الصناعية تعتمد طرق مد مدفونة لأنابيب التدفئة وأنابيب التدفئة، الأمر الذي يجعل مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ تواجه مخاطر تآكل التربة المعقدة لفترة طويلة. التربة عبارة عن وسط أكال غير متجانس يتكون من الماء والأملاح القابلة للذوبان والأكسجين والكائنات الحية الدقيقة. ستشكل الاختلافات في رطوبة التربة وقيمة الرقم الهيدروجيني ومحتوى الكلوريد والكبريتات خلايا تركيز الأكسجين وخلايا كلفانية على السطح الخارجي لأنابيب التسخين المدفونة. حتى إذا كان الفولاذ المقاوم للصدأ 316 يتمتع بمقاومة متأصلة ممتازة للتآكل، فإن الدفن على المدى الطويل-في التربة القلوية-المالحة وتربة المستنقعات والردم بالحجارة المكسورة سيؤدي إلى تلف الطبقة السلبية المحلية، مما يؤدي إلى تآكل التآكل والشقوق في الجدار الخارجي. بمجرد تآكل جدار الأنبوب وثقبه، سيحدث التسرب تحت الأرض، مما يؤدي إلى صعوبات كبيرة في تحديد موقع الخطأ والصيانة واستبدال خط الأنابيب. لا يمكن للطلاء التقليدي المضاد للتآكل- وحده أن يتجنب تمامًا تلف الطلاء أثناء أعمال الردم، في حين أن الحماية الكاثودية يمكن أن تكون بمثابة إجراء تكميلي موثوق ضد التآكل-لتوفير الحماية الكهروكيميائية لأنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المدفونة. ولذلك، فإن مطابقة مخططات الحماية الكاثودية وفقًا لتآكل التربة هي وسيلة تقنية رئيسية لضمان التشغيل الآمن-على المدى الطويل لمعدات التدفئة المدفونة.
المبدأ الأساسي للحماية الكاثودية هو جعل المعدن المحمي يصبح كاثود الخلية الجلفانية عن طريق تطبيق تيار خارجي أو التضحية بالمعادن النشطة، وذلك لوقف تآكل الانحلال الأنودي للركيزة. تستخدم حماية الأنود المضحي بشكل أساسي المعادن ذات الإمكانات الكهربائية المنخفضة مثل سبائك المغنيسيوم والزنك والألومنيوم للتوصيل بأنابيب التسخين. يذوب المعدن المضحي بشكل تفضيلي لتحرير الإلكترونات، التي يتم نقلها إلى سطح الفولاذ المقاوم للصدأ للحفاظ على استقرار الفيلم السلبي. تعتمد الحماية الكاثودية للتيار المؤثر على مصدر طاقة خارجي للتيار المستمر لتوفير تيار وقائي بشكل مستمر، وهو أكثر ملاءمة لخطوط الأنابيب ذات المسافات الطويلة -وبيئات التربة عالية التآكل. ومع ذلك، فإن الاختيار غير الصحيح لوضع الحماية، والتخطيط غير المعقول للأنود وإمكانات الحماية المفرطة لن يفشل فقط في تحقيق تأثيرات مضادة للتآكل-، ولكنه يتسبب أيضًا في تلف أنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بسبب التقصف الهيدروجيني، مما يؤدي إلى حدوث شقوق داخلية صغيرة-. ومن ثم، يجب تنفيذ التصميم المتدرج مع عوامل تآكل التربة.
الجدول 1 درجة تآكل التربة ونظام الحماية الكاثودية المطابق لأنابيب التسخين المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 المدفونة
表格
| درجة تآكل التربة | معلمات التربة الرئيسية | خطر التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ | نوع الحماية الموصى به | متطلبات البناء الرئيسية |
|---|---|---|---|---|
| الصف 1 (تآكل خفيف) | المقاومة > 100 أوم · م، الرقم الهيدروجيني 6.5-8.5، ملح منخفض الذوبان | قليل | طلاء مشترك + أنود الزنك المضحي | مسافة الأنود 15-20 م، مملوءة جيداً بحشو موصل |
| الصف 2 (التآكل المعتدل) | المقاومة 50–100 Ω·m، مالحة طفيفة-خاصية قلوية | واسطة | طلاء مشترك + أنود المغنيسيوم المضحي | الكشف المنتظم المحتمل كل ستة أشهر |
| الصف 3 (التآكل الشديد) | المقاومة أقل من 50 أوم، نسبة عالية من الكلوريد والكبريتات | عالي | أعجب الحماية الكاثودية الحالية | قم بضبط التعشيق التلقائي المحتمل لتجنب الحماية الزائدة |
| الصف 4 (التآكل الشديد) | تربة المستنقعات ومدافن النفايات والكائنات الحية الدقيقة الغنية | عالية للغاية | طلاء ثقيل مضاد للتآكل-+ حماية كاثودية مزدوجة | تعزيز عزل الأنود المضاد للتآكل-والصيانة الدورية |
قبل وضع أنابيب التسخين المدفونة، يجب أخذ عينات من التربة واختبار التآكل لقياس مقاومة التربة وقيمة الرقم الهيدروجيني ومحتوى أيون الكلوريد والنشاط الميكروبي بدقة، وذلك لتحديد نظام الحماية الكاثودية الأكثر اقتصادية وموثوقية. يجب أن يتم طلاء الجدار الخارجي لأنابيب التسخين بطبقة -عالية الأداء مضادة للتآكل-أولاً؛ يتم استخدام الحماية الكاثودية فقط كخط دفاع تكميلي لطلاء المواقع المتضررة. عند تركيب الأنودات المضحية، يجب الحفاظ على مسافة معقولة من أنبوب التسخين، واستخدام حشو موصل خاص لتطويق الأنود لضمان نقل تيار مستقر. بالنسبة لأنظمة حماية التيار المؤثر، يجب دفن الأقطاب الكهربائية المرجعية في المواضع الرئيسية لمراقبة إمكانات الأنابيب - إلى التربة - في الوقت الفعلي، مع التحكم الصارم في الإمكانات ضمن النطاق الآمن لمنع تقصف الهيدروجين.
بعد اكتمال البناء، يجب اكتشاف وتسجيل إمكانات الحماية والمخرجات الحالية وسلامة الطلاء بشكل منتظم. بمجرد حدوث تقلبات محتملة غير طبيعية، يلزم إجراء فحص في الوقت المناسب للعثور على فشل الأنود أو كسر الطلاء أو أخطاء تداخل التيار الشارد. تشكل الحماية الكاثودية الحاجز الأخير لأنابيب التدفئة المدفونة ضد تآكل التربة تحت الأرض، جنبًا إلى جنب مع الطلاء الخارجي المضاد للتآكل-، وتحسين المواد الخام والاختبارات المنتظمة غير المدمرة-، وإنشاء نظام أمان -دورة كاملة ضد-التآكل لمعدات التدفئة الصناعية المدفونة، مما يقلل بشكل كبير من مخاطر التسرب تحت الأرض وتكاليف الصيانة طويلة الأمد-.
