اغلب افراد با مفهوم زنگزدن، خصوصاً در رابطه با قطعات آهنی ناآشنا نیستند؛ مفهومی که در بیان علمی «خوردگی» نام دارد. با وجودی که خوردگی بهظاهر، اتفاقی دمدستی است، اما در عمل، زیان هنگفتی را بر اقتصاد، چه بهصورت مستقیم و چه غیرمستقیم وارد میکند. اطلاعات موجود از برآورد ارقام سرسامآوری خبر میدهد که این پدیده، بر اقتصاد ایران تحمیل میکند. هرچند طبق برآوردها، زیان ناشی از خوردگی در ایران، حداقل 12 تا 15 درصد تولید ناخالص داخلی است، با وجود این، اگر فرض کنید که زیان ناشی از خوردگی در ایران، فقط پنج درصد تولید ناخالص داخلی باشد، سالانه کشور ما عدد زیادی به علت کم توجهی، زیان اقتصادی در زمینه خوردگی میبیند. لذا از پارس جنوبی برای قیاس کمک میگیریم، برای مثال هر فاز پارس جنوبی حدود یک درصد به تولید ناخالص داخلی ما اضافه میکند. با اعداد و ارقامی که اشاره شد، مثل این میماند که پنج فاز پارس جنوبی را تعطیل کنیم، چون هرچه تولید میکنند عملاً بهوسیله خوردگی تباه و مضمحل میشود. اگر خوب کار کنیم شاید تا 30 درصد بتوان جلوی این ضرر را گرفت، چون این یک واکنش طبیعی است و نمیتوان صددرصد مهارش کرد و پیشبینی میشود میزان سرمایهگذاری برای مهار خوردگی حداقل باید در کشور، 10 برابر میزان فعلی گردد که در مقایسه با خسارت ایجاد شده از عدم هزینه، عدد بسیار ناچیزی است. مثال دیگر میتوان در اکثر سازههای بتنی نزدیک دریا بهوسیله سیستم حفاظت کاتدی از خوردگی میلگردهای میانی جلوگیری کرد و عمر یک سازه بتنی را دو برابر بالا برد، در همین خصوص تصور کنید که با حداکثر یک درصد از هزینه اجرای بتنریزی در یک اسکله یا بندر میتوانید عمر آن را دوبرابر نمایید و تأسیساتی که روی آن قرار میگیرند نیز به همان نسبت بیشتر کار کنند. لذا این موضوع میتواند به نگهداشت سرمایههای ملی نیز کمک شایانی نماید. ازاینرو، بعنوان متخصص خوردگی، خطاب به مدیران هشدار میدهم خوردگی، بهویژه در مقولههای حساسی مانند لوله گاز، لوله نفت، سازههای دریایی، مخازن نگهدارنده نفت و...، مانند بمب ساعتی است و باید هرچه زودتر، برای کنترل هرچه بیشتر آن وارد عمل شد.
خوردگی را میتوان به طور خلاصه تخریب و انهدام فلزات در اثر عوامل محیطی تعریف نمود. مطابق قوانین ترمودینامیک، هیچ عاملی نمیتواند بهصورت کامل مانع انجام فرایند خوردگی گردد. به همین دلیل میتوان از روشهایی در خصوص تعویق یا کاهش نرخ خوردگی استفاده نمود که به نام مهندسی خوردگی شناخته میشود. در واقع، نقش مهندس خوردگی کاهش نرخ خوردگی سازههای در تماس با الکترولیت میباشد.
روشهای جلوگیری از خوردگی چیست؟
روشهای جلوگیری از خوردگی متنوع بوده ولی مهمترین آنها عبارتند از انتخاب مواد مناسب، پوشش دهی یا عایقکاری، استفاده از ممانعتکنندهها، سیستمهای حفاظت کاتدی وآندی و... میباشد که هرکدام از این موارد دنیایی از استاندارد، علم و مهارت بوده، که میبایست هرکدام توسط متخصصان آن حوزه مورد بررسی قرار گیرد.
در این کتاب، روش حفاظت کاتدی را بیشتر توضیح میدهیم:
حفاظت کاتدی چیست؟ بهعنوان یکی از بهترین و مؤثرترین روشهای حفاظت از خوردگی میباشد. در این روش سازه مورد حفاظت، کاتد میشود. در دانش الکتروشیمیایی، آند خورده میشود و کاتد محافظت میگردد لذا جهت جلوگیری از خوردگی سازهها، از سیستمهای حفاظت کاتدی استفاده میگردد.
حفاظت کاتدی عبارت است از جلوگیری یا کاهش سرعت خوردگی فلزات توسط اعمال یک جریان الکتریکی خارجی DCیا تماس آن با یک آند فداشونده، بر روی سطح فلز مورد نظر (در مناطق آندی خوردگی صورت میگیرد و در مناطق کاتدی حفاظت صورت میگیرد).
عملیات حفاظت کاتدی را میتوان در مورد خوردگی فلزاتی از قبیل فولاد، مس، سرب، و برنج و... در زمین (خاک) و محلولهای مختلف آبی به کار برد. به کمک حفاظت کاتدی میتوان از خوردگی حفرهای فلزات روئین از جمله فولادهای ضدزنگ جلوگیری نمود.
انواع سیستمهای حفاظت کاتدی
دو نوع سیستم حفاظت کاتدیک بهوسیله آندهای فداشونده (آلومینیم، منیزیم، روی) و دیگری سیستم حفاظت کاتدیک به روش آندهای تزریق جریان (آند چدنی پر سیلیس یا سیلیکونی، آند MMO و...) وجود دارد.
در کتاب «اطلس حفاظت کاتدی» سعی بر آن شده است از ابتداییترین موارد و مطالب مورد نیاز در صنعت حفاظت کاتدی اشاره گردد و در انتها نیز موارد پیشرفته از جمله طراحی سامانههای حفاظت کاتدی بر اساس استاندارد NACE نیز آورده شده است.
عناوین مربوط به فصول کتاب اطلس حفاظت کاتدی به شرح زیر است:
فصل یک: مقدمه و نقشه راه
فصل دو: خوردگی
فصل سه: مبانی الکتروشیمیایی خوردگی در حفاظت کاتدی
فصل چهار: سیستم حفاظت کاتدی
فصل پنج: سیستم حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده
فصل شش: سیستم حفاظت کاتدی بهوسیله آند تزریق جریان
فصل هفت: تجهیزات سیستم حفاظت کاتدی
فصل هشت: طراحی سیستمهای حفاظت کاتدی
فصل نه: طراحی عملی سیستمهای حفاظت کاتدی با ذکر مثال