تداخلات در حفاظت کاتدی یکی از مهمترین و پیچیده ترین مشکلات در بهره برداری است
بطور کلی تداخل (Interference) به دو دسته تداخل های DC و تداخل های AC تقسیم بندی می شوند.
تداخل های DC به دو دسته کلی تداخل های استاتیک و تداخل های دینامیک دسته بندی می شوند.
تداخل استاتیک:
اصولاً تداخل استاتیک به تداخلی اطلاق میشود که دارای دامنه و مسیرهای ژئوگرافیکی ثابتی دارند.
بطور کلی هر سازه ای که دارای حفاظت کاتدیک است دارای یک اختلاف پتانسیل نسبت به زمین دور (Remote Earth) خود میباشد که این اخلاف منجر به ایجاد یک گرادیان ولتاژ خواهد شد. از این رو هر سازهای که در حوزه این گرادیان ولتاژ قرار داشته باشد مستعد به ایجاد خوردگی است. با توجه به این مطلب باید گفت تداخلها به سه طریق که عبارتند از تداخل آندی، تداخل کاتدی و تداخل مختلط (ترکیبی) خود را نشان میدهند.
روش سنجش جریانهای تداخلی
بطور کلی بمنظور سنجش جریانهای تداخلی استاتیک استفاده از چهار روش زیر مرسوم میباشند.
بطور کلی یکی از روشهای بسیار مناسب و مفید برای سنجش حضور جریان تداخلی بین دو سازه و یا یک سازه با بستر آندی سازه مجاور، استفاده از تست Cell to Cell است که یک تست آمریکایی و بسیار مفید می باشد. برای انجام این تست از دو الکترود مرجع و یک ولتمتر استفاده می شود که فاصله میان الکترودها بین ۳۰۰ تا ۷۵۰ سانتی متر می باشد. این تست به ما حضور و جهت جریان تداخلی را در زمین نشان می دهد. نحوا هنجام این تست و جهت جریان در شکل زیر نشان داده شده است.
همچنین نحوه انجام این تست و پیداکردن جریان های ورودی و خزوجی به سازه ما در شکل بعدی نشان داده شده است. با انجام این تست می توان نقاط ورود جریان و تخلیه آن از سازه ما را پیدا کرد.
تداخل های دینامیکی:
اصولاً تداخل دینامیک به تداخلی اطلاق میشود که دامنه و مسیرهای ژئوگرافیکی ثابتی ندارند. جریان های سرگردان (Stray Current) از این نوع تداخل ها می باشند که منابع ایجاد این تداخل ها عبارتند از:
جریان های سرگردان بطور کلی می تواند دارای دو منبع انسانی و طبیعی باشند که جریانهای تلوریک دارای منبع طبیعی هستند. این نوع تداخل به دلیل جریانهای ناپایدار حاصل از قطبیت ژئومغناطیسی زمین به وجود میآید. زمانی که خطلوله در معرض میدانهای مغناطیسی زمین قرار میگیرد, اثرات تداخلی در پتانسیل حفاظت کاتدی مشاهده میشود. این اثرات با توجه به طوفانهای مغناطیسی زمین به سه دسته آرام, مغشوش و فعال تقسیم میشوند اما دارای اثرات خیلی ماندگار بر سیستم حفاظت کاتدی نیستند و اثرات قابل توجهی نیز بر سازه تحت حفاظت نخواهد داشت. بعضی اوقات اختلالاتی در اندازهگیری پتانسیل خطلوله نسبت به خاک و یا جریان جاری در لوله در یک منطقه که در آنجا هیچ نوع منبع جریان که توسط انسان احداث شده باشد وجود ندارد، پدید میآید. علت آن معمولا در ارتباط با اختلالات مغناطیسی زمین است که اصطلاحا به” طوفان های مغناطیسی” معروف است. در زمان فعالیت شدید لحظهای خورشید، فعالیت اختلالات مغناطیسی شدت مییابد. جریان سرگردان منتج از این منبع تلوریک نامیده میشود. به علاوه تاثیر آن بر روی لوله ممکن است با ایجاد و شکلگیری و سپس متلاشیشدن میدان مغناطیسی زمین در ناحیه خط لوله در ارتباط باشد.
اما در خصوص تداخل های ناشی از منابع انسانی بایستی به تداخل ناشی از سیستمهای حمل و نقل ریلی (DC) اشاره کرد. سیستمهای حمل و نقل ریلی در شهرها یکی از عوامل عمده در تولید چنین جریانهایی هستند. از آنجا که تغذیه قطارهای برقی از طریق سیمهای هوایی (قطب مثبت) و ریلها ( قطب منفی) انجام میشود و با توجه به این واقعیت که ریل بر روی زمین قرار میگیرد و به آن تکیه دارد، امکان نشت جریانهای الکتریکی به زمین وجود خواهدداشت لذا عایقهایی از جنس پلیاتیلن و یا لاستیک در زیر ریل قرار داده میشوند، اما اگر به هر دلیل جریان به زمین نشت کند, همانطور که در بالا اشاره شد آنچه که رخ خواهدداد اینست که در محل خروج جریان خوردگی رخ خواهدداد.
جریان خروجی از مسیر نامشخصی عبور میکند و مسیری با کمترین مقاومت را جهت شارش انتخاب خواهدکرد. سوالی که در اینجا مطرح میشود اینست که چه مسیرهایی با چنین ویژگیهایی وجود خواهند داشت؟ بعلت اینکه سازههای زیرزمینی و مدفون از جمله لولههای فولادی آب، خطوطلوله انتقال مواد نفتی و گاز، غلاف و زره کابلهای جریان الکتریسیته و سیستمهای مخابراتی و میلگردهای موجود در داخل بتن مسلح نسبت به زمینی که در آن قرارگرفتهاند, دارای مقاومت بسیار کمتری در برابر عبور جریان هستند, مسیرهای مناسبی برای عبور جریان نشتشده به زمین خواهند بود. معمولا سازههای مذکور را آنگونه طراحی و در سیستم قرار میدهند که تا آنجا که امکان داشته باشد جریانهای مذکور به داخل آنها نفوذ نکنند. در این رابطه لولههای مدفون انتقال سیال را با پوششهای اغلب از مواد پلیمری عایق میسازند تا از خطر نفوذ جریان محفوظ بمانند. اما از آنجا که این پوششها صددرصد کامل و بی عیب نمیباشند به هر حال جریان نشتشده به درون زمین، به داخل آنها نفوذ خواهدکرد که از دلایل عدم کامل بودن عایقسازی ناشی از پوشش اعمالی و به دنبال آن ورود جریانهای سرگردان میتوان به موارد ذیل اشاره کرد:
– عیوب ذاتی خود پوشش
– صدمات مکانیکی در زمان نصب
– عدم یکنواختی در پوششی اعمال شده در کارخانه نسبت به پوشش لوله در محلهای جوشکاری که در زمان نصب ترمیم میشوند.
در ادامه، جریان ورودی در نزدیکترین محل به منبع اصلی، سازه فی را ترک خواهدکرد که این مطلب بیانگر رخداد خوردگی خواهدبود. از آنجا که این جریان مسیر مشخص و از پیش تعیین شدهای نخواهدداشت و مسیر آن را عواملی از جمله ذیل تحت تاثیر قرار میدهند، به آن جریان سرگردان گفته میشود.
سیستم قطار شهری در کشور ما متاسفانه از نوع DC بوده که از این رو وقوع خوردگی ناشی از جریان های سرگردان در سیستم های لوله کشی زیر زمینی اجتناب ناپذیر خواهد بود. اما خوشبختانه این مشکل برای سیستم حمل و نقل ریلی بین شهری ما با توجه به قدیمی بودن آن وجود ندارد.
به طور کلی عوامل موثر در مقدار جریان نشتی از ریل به زمین شامل نحوه اتصال ریلها، جنس و ابعاد ریلها، چگونگی نصب ریلها بر روی تراورس‌ها، روشهای عایق بندی خطوط، استفاده یا عدم استفاده از بالاست و چگونگی زیرسازی خطوط ( ضخامت و نوع لایه‌های روسازی و زیرسازی ) می باشد.
درباره این سایت