آند فداشونده چیست؟

سیستم آند فداشونده که به عنوان آندهای گالوانی نیز شناخته میشوند، سیستم های حفاظتی هستند که از خوردگی سازه های مدفون در خاک و یا غوطه ور در آب جلوگیری میکنند. همانطور که از نام آن مشخص می باشد این آنها با فداکردن و از دست دادن وزن خود از خوردگی سیستم جلوگیری میکنند.

آند فداشونده چگونه از سازه های فلزی محافظت میکند؟

خوردگی قطعات فلزی غوطه ور در آب و یا مدفون در خاک موجب ایجاد آسیبهای بسیار خطرناک و پرهزینه خواهد شد. یکی از راههای حفاظت از این ساختارها، استفاده از آندهای فداشونده (sacrificial anodes) می باشد. آند فداشونده خود را با از بین رفتن به جای سازه های موجود در آب یا خاک، به دلیل فرایند الکتروشیمیایی خوردگی، قربانی می کند.
آندهای فداشونده قطعات نسبتاً ارزان فلزی هستند. آنها که به عنوان فلزات فعال شناخته می شوند، بطور خاص طراحی شده اند تا به جای قطعات فلزی گران قیمت سازه ها دچار خوردگی شوند. این آندها از فلزاتی که دارای ولتاژ منفی تری نسبت به فلز سازه باشند ساخته می شوند. آندهای فداشونده در هر شکل و اندازه ای وجود دارند اما همه آنها مشابه عمل می کنند. آنها بصورت الکتریکی به ساختار فلزی متصل می شوند تا از آن در برابر خوردگی محافظت کنند. از آنجایی که جریان خروجی آندهای فداشونده نسبت به آندهای تزریق جریان بسیار کمتر می باشد، بنابراین از این آندها در جاهایی که نیاز به جریان کمی برای حفاظت باشد استفاده میشود. همچنین در جاهایی مانند خطوط لوله زیردریا که دسترسی به برق و تنظیم جریان نداریم، سیستم آندهای فداشونده به کار گرفته می شود.

آند فداشونده چگونه عمل می کند؟

اختلاف پتانسیل بین آند فداشونده و سازه تحت حفاظت باعث می شود که در الکترولیت جریانی از سمت آند به سمت کاتد روانه شود. آند و کاتد هر دو باید داخل یک الکترولیت قرار داشته باشند و بین آنها یک اتصال الکتریکی برقرار باشد. آند فداشونده فلزی است که پتانسیل منفی تری نسبت به سازه دارد و قطب منفی یک سلول خوردگی را تشکیل می دهد. قطب مثبت این سلول خوردگی، فلزی (کاتد) است که از آن محافظت می شود. هرچه آب شورتر یا آلوده تر باشد ، آند فداشونده سریعتر فرسایش می یابد.

انواع آندهای فداشونده

آندهای فداشونده عمدتا از فلزات فعال روی، آلومینیوم و منیزیم ساخته میشوند. هر کدام از این فلزات ویژگیها و کاربردهای متفاوتی دارند. پتانسیل الکتریکی و ظرفیت جریان فلزات آندی دو ویژگی مهم در تعیین نوع و میزان استفاده از آندهای فداشونده هستند. در مواردی که آندها به صورت مدفون در خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند به منظور کاهش مقاومت خاک و اطمینان از میزان خروجی جریان مورد انتظار، آند با یک بکفیل مخصوص احاطه می‌شود.

آند فداشونده روی

با توجه به اینکه فلز روی (Zinc) یک فلز بسیار فعال می‌باشد، یکی از رایج‌ترین آندهای فداشونده مورد استفاده در سیستمهای حفاظت کاتدی به شمار می‌آید. آند فداشونده روی یک ماده مؤثر برای محافظت در برابر خوردگی در محیط‌های دریایی/آب شور است، اما در محیط‌های آب شیرین حفاظت کافی را ارائه نمی‌دهد. آنها بیشتر در کاربردهای دریایی مانند بدنه قایق ها، مخازن، سکان ها و اسکله ها استفاده می شوند. همچنین برای حفاظت از خطوط لوله و مخازن زیرزمینی به کار گرفته می‌شوند.

آند فداشونده آلومینیوم

در حال حاضر، آلومینیوم به طور گسترده ای به عنوان ماده اصلی برای سیستم های حفاظت کاتدی استفاده می شود. این ماده عملکرد مناسبی را در محیط های آب شور و آب شیرین ارائه می دهد. آلیاژ آلومینیوم-روی-ایندیم متداولترین نوع آلیاژ مورد استفاده در حفاظت کاتدی سازه هایی چون کشتی ها، آبگرمکن ها، خطوط لوله، تانک های زمینی و زیر زمینی، پالایشگاه ها، سکوهای فراساحلی و اسکله های دریایی می‌باشد.

آند فداشونده منیزیم

آند منیزیم نسبت به سایر آندهای فداشونده دارای ولتاژ بالاتری است و در حفاظت کاتدی سازه های ساحلی (با مقاومت الکترولیتی بالا) بیشترین کاربرد را دارد. منیزیم به عنوان یک آند فداشونده برای حفاظت کاتدی از سازه های فلزی زیر زمینی و زیر دریایی، کشتی ها، زیر دریایی ها، پلها، اسکله ها، سازه های مدفون در خاک (به دوصورت پکیج و خام) استفاده می شود.

مزایای استفاده از آند فداشونده

آندهای فداشونده با قربانی کردن خود از خوردگی سازه های فلزی مهمی جلوگیری میکنند که در اینجه به مهمترین آنها اشاره می‌شود:

• آندهای فداشونده نیازی به استفاده از منبع تغذیه ندارند. بنابراین به راحتی در هر جایی قابل استفاده هستند.
• آندهای فداشونده نسبت به روشهای دیگر کم هزینه تر هستند.
• آندهای فداشونده خطرناک و سمی نیستند و لذا نیازی به نظارت در زمان عملکرد ندارند.
• نصب آندهای فداشونده آسان است و معمولا از نوع جوشی و یا پیچی می باشد.
• براحتی میتوان هر تعداد آند که جهت حفاظت از سازه مورد نیاز است را نصب و اضافه کرد.