سیستم حفاظت کاتدی تزریق جریان چیست و چگونه عمل می کند؟

جهت حفاظت کاتدی در سازه های بزرگ ممکن است استفاده از سیستم حفاظت کاتدی آندهای فداشونده مناسب نباشد. تعداد آندهای فداشونده مورد نیاز برای تأمین جریان کافی برای حفاظت از سازه در برابر خوردگی، ممکن است بسیار زیاد یا غیر عملی باشد. برای کنترل این مسئله، از منبع انرژی خارجی برای کمک به هدایت واکنشهای الکتروشیمیایی استفاده می شود. سیستم حفاظت کاتدی تزریق جریان(Impressed current cathodic protection) نوعی از سیستم است که معمولاً در مواردی که الزامات جریان بالا برای محافظت در برابر خوردگی وجود دارد و یا نیاز به افزایش کنترل است، اعمال می شود. در سیستم های حفاظت کاتدی تزریق جریان (ICCP)، جریان لازم برای محافظت، از منبع خارجی انرژی الکتریکی تأمین شده توسط منبع تغذیه تنظیم شده DC که به آن ترانس رکتیفایر گفته می شود، تامین میشود. سیستم های ICCP برای محافظت در برابر خوردگی برای بسیاری از سازه ها مانند خطوط لوله زیرزمینی، مخازن ذخیره سازی، کشتی های بزرگ و سازه های ساحلی و فراساحلی ایده آل هستند.

سیستم حفاظت کاتدی تزریق جریان چگونه عمل می کند؟

سیستم حفاظت کاتدی تزریق جریان از یک یا چند الکترود مرجع و چندین آند ICCP که همه به یک منبع تغذیه متصل هستند تشکیل شده است. الکترودهای مرجع با اندازه گیری پتانسیل حفاظت الکتریکی محیطی که سازه در آن قرار دارد، واحد جریان خروجی مورد نیاز را روی آندها تنظیم می کند. جریان تنظیم شده مانع از وقوع فرآیند خوردگی می شود. در این روش بر خلاف روش آندهای فداشونده که آندها منفی بودند، آندها از سازه مثبت تر هستند. قطب مثبت منبع تغذیه به آند و قطب منفی آن  به سازه مورد نظر متصل می شود. لذا یون‌های مثبت در داخل الکترولیت از آند به سمت فلز مورد نظر برمی‌گردد .با توجه به الکترولیتی که سازه در آن قرار دارد، ولتاژ اعمال شده باید به گونه ای باشد که بتواند شدت جریان کافی برای تمام نقاط دستگاهی که تحت حفاظت کاتدی قرار گرفته‌است را تأمین نماید. یک سیستم ICCP که به طور صحیح نصب، راه اندازی و سرویس دهی شده، می تواند به مدت ۲۵ سال یا بیشتر کار کند.

آندهای تزریق جریان

سیستم حفاظت کاتدی شامل دو نوع آند است: آند فداشونده و آند تزریق جریان.

یک آند تزریق جریان از یک منبع قدرت خارجی معروف به “یکسو کننده” استفاده می کند تا اختلاف پتانسیل بالایی بین سطح مورد محافظت و آند ایجاد کند. آندهای به کار رفته عموما از گرافیت ، چدن ، آلیاژ تیتانیوم و آهن سیلیکون ساخته شده اند. امروزه متداول ترین نوع آندهای تزریق جریان آندهای MMO می باشند که در اندازه ها و شکل های مختلفی مانند سیم ، میله ، لوله ، صفحه و نوار یافت می شوند. انتخاب نوع آندهای تزریق جریان برای محافظت سازه از خوردگی، منوط به درنظرگرفتن محیطی است که سازه در آن قرار دارد. به عنوان مثال از آندهای MMO ریبونی جهت محافظت کف مخازن استفاده می شود.

آندهای تزریق جریان دارای مزایایی نسبت به آندهای فداشونده هستند، از جمله:

• بازده جریان بالاتری دارند.
• به آندهای کمتری جهت حفاظت سازه نیاز است.
• هزینه اولیه را کاهش میدهند.