EN
On selvää, että Marine Growth Prevention Systems (MGPS) -järjestelmiä käytetään parantamaan merirakenteiden, kuten laivojen ja offshore-rakenteiden, suorituskykyä ja käyttöikää, jotka estävät biologista likaantumista. Biofouling viittaa meren eliöiden kasvuun vedenalaisilla pinnoilla, kuten laivan rungossa, ja se lisää hydrodynaamista vastustuskykyä ja korroosiota. Hyvässä MGPS-suunnittelussa on tietyntyyppisiä anodeja, joita käytetään järjestelmän eri käyttötarkoituksiin. Tässä määritellään ja analysoidaan kupari- (Cu)- ja alumiinianodien (Al) päätehtävät suhteessa niiden panokseen MGPS:n optimoinnissa.
Cu/Al-anodien tärkeimmät toiminnot
Cu-anodit: Kupari-ionit keinona pysäyttää kasvun meressä
Kuparianodeja on aina käytetty laajalti MGPS-tekniikassa ensisijaisesti siksi, että ne pystyvät estämään meren kasvua. Cu-anodiaktivoinnin tapauksessa kupari-ioneja on saatavilla vedessä, joka ympäröi meriveden sisällä olevaa rakennetta. Ne ovat erittäin tappavia meren eliöille, kuten leville, sinisimpukoille ja simpukoille, jotka aiheuttavat biofullingia useimmissa aluksissa.
Kupari-ionien vapautuminen luo sopimattomat olosuhteet tällaisten mikro-organismien lisääntymiselle – eli ne eivät löydä mukavasti ankkuripaikkaa ja alkavat kasvaa veteen upotetuilla pinnoilla. Tämä jatkuva ionien vapautuminen auttaa säilyttämään suojakerroksen eheyden jatkuvasti levityshetkestä lähtien. Lisäksi kupari-ionien pitoisuuksia säädellään tarkasti, jotta voidaan eliminoida ympäristöongelmat ja samalla tarjota biofouling-suorituskyky.
Cu-anodien käytön tärkeimmät edut ovat:
• Tehokas biologisen likaantumisen esto: Kuparin saastumisen hallinta vapauttaa jatkuvasti ioneja, mikä hylkii kaikkia meren eläviä eliöitä ja näin ollen puhtaampia laivojen runkoja ja koneita.
• Pienemmät ylläpitokustannukset: Alhaisemman biofouling-asteen ympäristövaikutukset vähentävät puhdistusketjuja ja siten pienemmät ylläpitokustannukset aluksen elinkaaren aikana.
• Parannettu polttoainetehokkuus: Tasaisempi laivan rungon pinta merkitsee vähemmän vastusta ja siten korkeampaa kokonaistehokkuutta ja edullisia käyttökustannuksia.
Al-anodit: Meriveden sähkökemiallisen suojan parantaminen
Alumiinianodit toimivat eri tavalla, vaikka ne ovatkin tärkeitä MGPS:n komponentteja. Cu-anodit parantavat meren eliöiden kiinnittymisen impedanssia, kun taas Al-anodit tarjoavat tehokkaan CP:n korroosiota vastaan. Merivedessä eri metallien sekoittumiseen saattaa vaikuttaa usein galvaaninen korroosio, jossa reaktiivisempi lajike kuluu nopeammin. Al-anodit toimivat siten, että ne mahdollistavat rakenteen syöpymisen samalla kun aluksen tai offshore-rakenteen tärkeämpiä osia suojataan.
Jos Al-anodit liitetään MGPS-järjestelmään, ne muodostavat galvaanisen yhteyden suojattuun metalliin ja toimittavat elektroneja, jotka neutraloivat korroosioon johtavat sähkökemialliset prosessit. Tämä uhrautuva luonne on Al-anodien taattu liukeneminen pinnalla olevien primääristen metallirakenteiden sijaan.
Al-anodien käytön tärkeimmät edut ovat:
• Tehostettu korroosiosuojaus: Tarjoaa paremman katodisen suojan merivedessä, mikä pidentää aluksen ja kaikkien siinä olevien osien käyttöikää.
• Kustannustehokas ratkaisu: Vaikka Al-anodit liukenevat luonnollisesti ajan myötä ja ne on siksi vaihdettava säännöllisesti, estettyjen korroosiohäviöiden määrä on helposti suurempi kuin Al-anodien kustannukset.
• Yksinkertaistettu asennus ja huolto: Al-anodit voidaan helposti liittää ja noutaa, joten ne voidaan sisällyttää jatkuvaan huoltoon.
Cu- ja Al-anodien käyttö MGPS:n tehokkuuden parantamiseksi optimaaliselle tasolle
MGPS:n tehokkuuden lisäämiseksi Cu:n ja Al:n nimellisiä anodeja voidaan käyttää selektiivisesti. Tällä tavalla sekä alukset että offshore-rakenteet voidaan arvioida siten, että ne tarjoavat tarkoin määriteltyä biofouling- ja korroosiosuojausta. Tällainen syntetisoitu lähestymistapa on kriittinen sen varmistamiseksi, että järjestelmät ovat aina käyttövalmiita ja että korjaustarvetta on vähän tai ei ollenkaan.
Esimerkiksi:
• Rungon suojaus: Käyttämällä Cu-anodeja rungon pinnoille biolikaantuvien organismien laskeutuminen ei tapahdu helposti, mikä johtaa tasaiseen pohjaan ja parantuneeseen polttoainetehokkuuteen.
• Kriittiset komponentit: Al-anodit sijoitetaan tahdikkaasti lähelle alueita, joilla on enemmän haavoittuvuutta, kuten potkurit ja muut metalliset komponentit, jotta nämä tärkeimmät osat eivät ruostu.
Lisäksi näiden anodien suunnittelua ja sovellusta tulisi jatkuvasti muuttaa valtamerien parametrien muutoksilla jatkuvan tehokkuuden takaamiseksi.
Yhteenveto
On todettu, että merirakenteiden suorituskyky ja kustannustehokkuus suhteessa niiden käyttöikään voivat olla ihanteellisia valitsemalla sopivat anodit merenkasvun estojärjestelmään. Cu-anodit tunnetaan kyvystään estää meren kasvua huuhtomalla kupari-ioneja, kun taas Al-anodit tarjoavat sähkökemiallisen suojan ja korroosion lieventämisen. Yhdistämällä nämä anodit oikein voidaan tehokkaasti estää sekä biolikaantuminen että korroosio niin, että laiva-alukset ja rakenteet pysyvät hyvässä kunnossa pitkään.
Cu- ja Al-anodien suunniteltu käyttö MGPS:ssä osoittaa tarvetta harkita niiden toimintaperiaatteita ja käyttää menetelmiä niiden yhdistämiseen. Tämä tekniikka ei ainoastaan säästä meren omaisuutta, vaan myös parantaa toimintatapoja meriteollisuudessa, jolla saavutetaan meriteollisuuden kestävä ja taloudellinen hyödyntäminen.