בחירת אנודת Cu/Al הנכונה: מקסום יעילות MGPS

ניכר כי נעשה שימוש במערכות למניעת צמיחה ימית (MGPS) על מנת לשפר את הביצועים והחיים התפעוליים של המבנים הימיים כגון ספינות ומבנים ימיים אשר מעכבים את הדבקה ביולוגית. זיהום ביולוגי מתייחס לגידול של אורגניזמים ימיים על משטחים שקועים כמו גוף ספינה, ומביא לעלייה בהתנגדות הידרודינמית וקורוזיה. לעיצוב MGPS טוב יש סוגים ספציפיים של אנודות המשמשים לשימושים שונים בתוך המערכת. כאן, המשימות העיקריות של אנודות נחושת (Cu) ואלומיניום (Al) מוגדרות ומנותחות תוך התייחסות לתרומתן לאופטימיזציה של MGPS.

פונקציות מפתח של אנודות Cu/Al

Cu Anodes: יוני נחושת כאמצעי לעצירת הצמיחה בים

אנודות נחושת תמיד היו בשימוש נרחב בטכנולוגיית MGPS בעיקר בשל יכולתן למנוע צמיחה ימית. במקרה של הפעלת אנודת Cu, יוני נחושת זמינים במים המקיפים את המבנה בתוך מי הים. הם קטלניים מאוד לאורגניזמים ימיים כמו אצות, חצ'קונים ומולים שגורמים להתמלאות ביולוגית ברוב כלי השיט.

שחרור יוני הנחושת יוצר תנאי לא מתאים להתרבותם של מיקרואורגניזמים כאלה - כלומר הם לא יכולים למצוא בנוחות מעגן ולהתחיל לצמוח על משטחים שקועים במים. שחרור יונים מתמשך זה עוזר לשמור על שלמות שכבת ההגנה כל הזמן מרגע היישום. בנוסף, ריכוז יוני הנחושת מווסתים בדייקנות על מנת לבטל כל דאגה סביבתית תוך מתן ביצועים נגד זיהומים ביולוגיים בו זמנית.

היתרונות העיקריים של שימוש באנודות Cu כוללים:

• מניעה יעילה של זיהום ביולוגי: בקרת זיהום נחושת משחררת כל הזמן את היונים ובכך דוחה את כל צורות החיים בים ובכך, קליפות ומכונות של ספינה נקיות יותר.

• עלויות תחזוקה מופחתות: ההשפעה הסביבתית של החזקת שיעורי זיהום ביולוגי נמוכים יותר היא צמצום שרשראות הניקוי ומכאן עלויות תחזוקה נמוכות יותר במהלך מחזור החיים של הכלי.

• יעילות דלק משופרת: משטח חלק יותר של גוף הספינה מרמז על פחות גרר ובכך יעילות כללית גבוהה יותר ועלויות תפעול משתלמות.

Al Anodes: שיפור ההגנה האלקטרוכימית במי ים

אנודות האלומיניום פועלות בצורה שונה למרות שהן מרכיבים חשובים של MGPS. בעוד אנודות Cu פועלות על עכבה של ההתקשרות של האורגניזמים הימיים, אנודות Al מציעות CP חזק נגד קורוזיה. במי ים, תמהיל המתכות השונות עלול לגרום מושפעים לעתים קרובות מהקורוזיה הגלוונית שבה הזן התגובתי יותר נשחק מהר יותר. אנודות אל פועלות בצורה שהיא מאפשרת למבנה להחליד בעוד החלקים החשובים יותר של כלי השיט או המבנה הימי מוגנים.

אם משולבות במערכת MGPS, אנודות Al יוצרים חיבור גלווני עם המתכת המוגנת, ומספקות אלקטרונים המנטרלים את התהליכים האלקטרוכימיים המובילים לקורוזיה. אופי הקרבה זה הוא פירוק מובטח של אנודות אל במקום המבנים המתכתיים העיקריים הנמצאים על פני השטח.

היתרונות העיקריים של שימוש באנודות Al כוללים:

• הגנה משופרת מפני קורוזיה: מציע הגנה קתודית טובה יותר במי ים כדי לעזור להאריך את חיי הכלי וכל הרכיבים שבתוכו.

• פתרון חסכוני: בעוד אנודות אל מתמוססות באופן טבעי עם הזמן ולכן יש להחליפו מעת לעת, כמות הפסדי הקורוזיה הנמנעים עולים בקלות על העלות של אנודות אל.

• התקנה ותחזוקה פשוטים: אנודות אל ניתנות לשילוב בקלות ובכך מאפשרת לשלב אותן בהליכי תחזוקה מתמשכים.

היישום של אנודות Cu ו-Al כדי לשפר את היעילות של MGPS לרמתו האופטימלית

כדי להגביר את יעילות MGPS ניתן להשתמש באנודות המדורגות של Cu ו-Al באופן סלקטיבי. באופן זה, ניתן להעריך הן ספינות והן מבנים ימיים על מנת לספק סיכוך ביולוגי וסיכוך קורוזיה. גישה מסונתזת כזו היא קריטית כדי להבטיח שמערכות תמיד מוכנות לפעולה ושיש מעט או אין דרישה לתיקונים.

לדוגמה:

• הגנה על גוף: על ידי שימוש באנודות Cu עבור משטחי גוף, התיישבות של אורגניזמים מזיקים ביולוגיים אינה מתרחשת בקלות, ומכאן תחתית חלקה ויעילות דלק משופרת.

• רכיבים קריטיים: אנודות אל ממוקמות בטקט ליד אזורים הקיימים יותר פגיעות כמו מדחפים, כמו גם רכיבים מתכתיים אחרים, כך שהחלקים החשובים ביותר הללו לא יתכלו.

יתר על כן, העיצוב והיישום של האנודות הללו צריכים להמשיך להשתנות עם מהלכים בפרמטרים אוקיאנוגרפיים כדי להצדיק יעילות מתמשכת.

סיכום

הוכח כי הביצועים והעלות האפקטיבית של מבנים ימיים ביחס לחיי השימוש שלהם יכולים להיות אידיאליים על ידי בחירת אנודות מתאימות למערכת למניעת צמיחה ימית. אנודות Cu ידועות ביכולתן למנוע צמיחה ימית על ידי שטיפת יוני נחושת בעוד אנודות אל מספקות את ההגנה האלקטרוכימית והפחתת קורוזיה. על ידי שילוב הולם של האנודות הללו, מניעה יעילה של התכלות ביולוגית וגם של קורוזיה אפשרית כך שכלי שיט ומבנים ימיים יישארו במצב טוב במשך זמן רב.

היישום המתוכנן של אנודות Cu ו-Al ב-MGPS מצביע על ההכרח לשקול את עקרונות העבודה שלהם ולהשתמש בשיטות לשילובם. טכניקה זו לא רק שומרת על הנכסים הימיים אלא גם משפרת את אופן ביצוע הפעולות בתעשייה הימית אשר משיגה ניצול בר קיימא וחסכוני של תעשיות ימיות.