اختيار أنود النحاس/الألمنيوم المناسب: تعظيم كفاءة MGPS

من الواضح أن أنظمة منع نمو الكائنات البحرية (MGPS) تُستخدم من أجل تعزيز أداء وعمر تشغيل الهياكل البحرية مثل السفن والهياكل البحرية التي تعيق تراكم الأوساخ الحيوية. يشير تراكم الأوساخ الحيوية إلى نمو الكائنات البحرية على الأسطح المغمورة مثل هيكل السفينة، ويؤدي إلى زيادة المقاومة الهيدروديناميكية والتآكل. يحتوي تصميم MGPS الجيد على أنواع محددة من الأنودات المستخدمة لاستخدامات مختلفة داخل النظام. هنا، يتم تحديد المهام الرئيسية لأنود النحاس (Cu) والألومنيوم (Al) وتحليلها مع الإشارة إلى مساهمتها في تحسين MGPS.

الوظائف الرئيسية لأنودات النحاس والألمنيوم

أنودات النحاس: أيونات النحاس كوسيلة لوقف النمو في البحر

لطالما استُخدمت الأنودات النحاسية على نطاق واسع في تقنية MGPS في المقام الأول بسبب قدرتها على منع نمو الكائنات البحرية. وفي حالة تنشيط الأنود النحاسي، تتوفر أيونات النحاس في الماء المحيط بالهيكل داخل مياه البحر. وهي قاتلة للغاية للكائنات البحرية مثل الطحالب والبلح البحري وبلح البحر والتي تسبب التلوث البيولوجي في معظم السفن.

يؤدي إطلاق أيونات النحاس إلى خلق ظروف غير مناسبة لتكاثر مثل هذه الكائنات الحية الدقيقة - مما يعني أنها لا تستطيع العثور على مرساة بسهولة وتبدأ في النمو على الأسطح المغمورة بالمياه. يساعد إطلاق الأيونات المستمر هذا في الحفاظ على سلامة الطبقة الواقية باستمرار منذ وقت التطبيق. بالإضافة إلى ذلك، يتم تنظيم تركيزات أيونات النحاس بدقة من أجل القضاء على أي مخاوف بيئية مع توفير أداء مضاد للتلوث البيولوجي في نفس الوقت.

تتضمن الفوائد الرئيسية لاستخدام أنودات النحاس ما يلي:

• منع التلوث البيولوجي بشكل فعال: تعمل مكافحة تلوث النحاس على إطلاق الأيونات باستمرار وبالتالي صد جميع أشكال الحياة البحرية وبالتالي الحصول على هياكل سفن وآلات أكثر نظافة.

• انخفاض تكاليف الصيانة: إن التأثير البيئي الناتج عن انخفاض معدلات التلوث الحيوي هو تقليل سلاسل التنظيف وبالتالي انخفاض تكاليف الصيانة خلال دورة حياة السفينة.

• تحسين كفاءة الوقود: إن السطح الأكثر سلاسة لهيكل السفينة يعني مقاومة أقل وبالتالي كفاءة إجمالية أعلى وتكاليف تشغيل معقولة.

الأنودات الألومنيومية: تعزيز الحماية الكهروكيميائية في مياه البحر

تعمل أنودات الألومنيوم بطريقة مختلفة على الرغم من كونها مكونات مهمة في MGPS. بينما تعمل أنودات النحاس على مقاومة ارتباط الكائنات البحرية، توفر أنودات الألومنيوم مقاومة تآكل قوية. في مياه البحر، قد يتسبب خليط المعادن المختلفة في التأثر غالبًا بالتآكل الجلفاني حيث يتآكل التنوع الأكثر تفاعلية بشكل أسرع. تعمل أنودات الألومنيوم بطريقة تسمح للهيكل بالتآكل بينما يتم حماية الأجزاء الأكثر أهمية من السفينة أو الهيكل البحري.

إذا تم دمجها في نظام MGPS، فإن أنودات الألومنيوم تشكل اتصالاً جلفانيًا مع المعدن المحمي، مما يوفر الإلكترونات التي تعمل على تحييد العمليات الكهروكيميائية المؤدية إلى التآكل. هذه الطبيعة التضحية هي ضمان حل أنودات الألومنيوم بدلاً من الهياكل المعدنية الأساسية الموجودة على السطح.

تتضمن الفوائد الرئيسية لاستخدام أنودات الألومنيوم ما يلي:

• حماية معززة ضد التآكل: توفر حماية كاثودية أفضل في مياه البحر للمساعدة في زيادة عمر السفينة وجميع المكونات الموجودة بداخلها.

• حل فعال من حيث التكلفة: في حين أن أنودات الألومنيوم تذوب بشكل طبيعي مع مرور الوقت وبالتالي يجب استبدالها بشكل دوري، فإن كمية خسائر التآكل التي يتم منعها تفوق بسهولة تكلفة أنودات الألومنيوم.

• التركيب والصيانة المبسطة: يمكن دمج الأنودات الألومنيوم واسترجاعها بسهولة مما يجعل من الممكن دمجها في إجراءات الصيانة المستمرة.

استخدام أنودات النحاس والألمنيوم لتعزيز كفاءة MGPS إلى المستوى الأمثل

لزيادة كفاءة MGPS، يمكن استخدام الأنودات المقدرة من النحاس والألمنيوم بشكل انتقائي. وبهذه الطريقة، يمكن تقييم كل من السفن والهياكل البحرية لتوفير الحماية من التلوث البيولوجي والتآكل. يعد هذا النهج المركب أمرًا بالغ الأهمية لضمان جاهزية الأنظمة دائمًا للعمل وعدم وجود متطلبات للإصلاحات أو وجود متطلبات قليلة لها.

على سبيل المثال:

• حماية الهيكل: من خلال استخدام أنودات النحاس لسطح الهيكل، لا يحدث ترسيب للكائنات الحية المسببة للأوساخ الحيوية بسهولة، وبالتالي يتم تحقيق قاع سلس وتحسين كفاءة الوقود.

• المكونات الحرجة: يتم وضع الأنودات الألومنيومية بعناية بالقرب من المناطق الأكثر عرضة للخطر مثل المراوح والمكونات المعدنية الأخرى حتى لا تتآكل هذه الأجزاء الأكثر أهمية.

علاوة على ذلك، ينبغي الاستمرار في تغيير تصميم وتطبيق هذه الأنودات مع التغيرات في المعايير المحيطية لضمان استمرار الفعالية.

وفي الختام

لقد ثبت أن الأداء والفعالية من حيث التكلفة للهياكل البحرية فيما يتعلق بعمر استخدامها يمكن أن يكون مثاليًا من خلال اختيار الأنودات المناسبة لنظام منع نمو الكائنات البحرية. تشتهر أنودات النحاس بقدرتها على منع نمو الكائنات البحرية عن طريق استخلاص أيونات النحاس بينما توفر أنودات الألومنيوم الحماية الكهروكيميائية وتخفيف التآكل. من خلال الجمع المناسب بين هذه الأنودات، يصبح من الممكن منع التلوث البيولوجي والتآكل بشكل فعال بحيث تظل السفن والهياكل البحرية في حالة جيدة لبعض الوقت.

يشير التطبيق المخطط له لأنودات النحاس والألمنيوم في MGPS إلى ضرورة مراعاة مبادئ عملهما واستخدام أساليب لدمجهما. لا تحافظ هذه التقنية على الأصول البحرية فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين طريقة إجراء العمليات في الصناعة البحرية مما يحقق الاستخدام المستدام والاقتصادي للصناعات البحرية.